Чи втрачають батареї напругу під час їх використання?


14

V = ІЧ

Опір залишається таким же, і я знаю як факт, що я (або струм) зменшується (мої речі працюють повільніше на старих батареях).

Так може 9-вольтова батарея перетворитися на 1,5-вольтову?


3
ви не отримаєте майже на 1.5, перш ніж називатимете це мертвим 9V; свіжий 9V насправді буде працювати приблизно 9,6 В (oc), а до моменту, коли він знизиться до 9,0 V, він помітно «втомився», і він досить добре витратився нижче цього.
JustJeff

Дейв отримав кілька цікавих відеороликів про батареї: можливо, вам це цікаво (тут є кілька деталей, ніж ви насправді запитуєте тут): eevblog.com/2011/01/23/eevblog-140-battery-capacity-tutorial
PetPaulsen

Відповіді:


14

Обидва ефекти виникають, коли акумулятор розряджається. Напруга у відкритому контурі падає, а внутрішній опір піднімається. Зауважте, що напруга у відкритому контурі спеціально вимірює саме напругу, яку акумулятор видає із внутрішнім опором, вийнятим з рівняння. Це тому, що через цей опір немає струму, отже, і через нього не падає напруга. Будь-який гідний вольтметр матиме щонайменше 10 МОм вхідного опору, що набагато більше, ніж навіть мертвий акумулятор, що не має значення.

Враховуючи це, різні хімічні батареї мають різні характеристики щодо обох цих параметрів у міру їх виснаження. NiCd і NiMH мають досить плоскі криві розряду після короткого початкового періоду. Це означає, що напруга у відкритому контурі не падає сильно протягом більшої частини циклу розряду, навіть якщо накопичена енергія стає постійно нижчою. Потім ці батареї виявляють досить крутий перепад напруги, оскільки останні 10% або близько енергії витрачаються. Тому для NiMH або NiCd важко визначити стан заряду саме від напруги.

Інші хіміки мають більш лінійну криву розряду (напруга як функція накопичених кулонів, злитих при фіксованому струмі). Старомодні вуглекислотні клітини більше схожі на це. Зазвичай існує значна залежність від температури також як від напруги, так і від ємності.

Так, акумулятори можуть ускладнитися.


Чи можете ви, будь ласка, уточнити, яка саме причина падіння напруги, коли стан заряду зменшується? Може, завдяки внутрішньому опору зростає?
Тіна J

8

Ваш 9В акумулятор дійсно дасть менший показник напруги, коли він вичерпаний, і це не лише через високий внутрішній опір; Ви можете прочитати 6 або 7 В навіть з дуже високим імпедансним DMM. Я не впевнений, що ти можеш піти як низький 1.5V; підвищений внутрішній опір робить те, що врешті-решт ви навряд чи зможете черпати з нього будь-яку енергію, тому я очікую, що напруга перейде асимптотично до дещо вищої напруги. Незважаючи на це, вичерпаний 9 В до 1,5 В ніколи не зможе живити струм, який може живити 1,5 В.


1
Проблема, на яку я думаю, що користувачеві потрібна допомога, - це концепція збільшення внутрішнього опору, і 1,5 В - лише приклад мертвої батареї, яка намагається показати, що падіння напруги є проблемою.
Кортук

Хоча я не впевнений, що одна комірка, що живить розумне резистивне навантаження, може виснажити себе в розумний час, до того, що напруга її відкритого контуру впаде по суті ні до чого, це можливо для деяких комірок в послідовному пакеті (який це все "9-вольтовий акумулятор"), щоб їх напруга у відкритому контурі негативною. Дійсно, у мене колись була клітинка AA, яка вимірювала щось на зразок мінус 0,2 вольт навіть під час руху навантаження 20 мА. 9-вольтовий серійний провідний пакет може легко знизити напругу відкритого контуру нижче 1,5 В, хоча, як зазначалося, внутрішній опір дійсно зростає.
supercat

@stevenvh Чи можете ви зрозуміти, що саме є причиною падіння напруги, коли стан заряду зменшується? Як збільшується внутрішній опір?
Тіна J

4

Насправді опір різко змінюється, коли акумулятор витрачається. Напруга знизиться при використанні, але у багатьох випадках застосування внутрішнього опору зробить акумулятор непридатним задовго до зниження напруги.


1

Коли акумулятор розряджається, напруга в розімкнутому ланцюзі знизиться і внутрішній опір підніметься. Якщо батарея майже повністю не загинула, хоча напруга відкритого ланцюга залишатиметься досить рівним порівняно з внутрішнім опором, який, здається, знижується досить лінійно (я думаю, що різні хіміки будуть змінюватися).
Акумулятор 9 В може запускатись, скажімо, 5 Ом внутрішнього опору, досягаючи понад 100 Ом при розряді (цифри - орієнтовні орієнтири, точно не досліджені). Якщо ми взяли 9В акумулятор із середньо розрядженим рівнем (внутрішній опір піднявся до 50 Ом) та прочитали мультиметр (навантаження, скажімо, 1 мегаом), ми могли б ще прочитати близько 9В, оскільки мультиметр майже не має навантаження на ланцюг (наприклад, 9 * 1000000/1000050 = 8,99 В).
При навантаженні 500 Ом, хоча вона знизиться до 9 * 500 / (500 + 50) = 8,18 В.
Можливо, напруга в розімкнутому ланцюзі закінчиться, скажімо, 7,5 В, а опір 200 Ом (знову ж, ці цифри - лише приблизний приклад, Google, без сумніву, знає краще)

Так так, напруга падає, коли батареї звикають, а також підвищується внутрішній опір. Зазвичай краще перевірити акумулятор під навантаженням, щоб добре зрозуміти, наскільки він рівний.


0

Стаціонарне напруга Voc або відкритого контуру дуже лінійно зменшується при SOC, оскільки батарея є досить постійною ємністю з напругою заряду. Однак ШОЕ різко піднімається за минулі 90% СОК і повільно піднімається нижче 50% СОК, а потім швидко нижче 10% дещо, як крива ванни. Таким чином, ШОЕ та останній струм із вторинною ємністю заряду пам'яті з більш високим коефіцієнтом ESR сильно впливає на напругу навантаженої батареї з СОК. ШОЕ збільшує нахил із струмом навантаження V проти SOC на кожному кінці.


-1

Як ми знаємо, ланцюги постійного струму оцінюються у ВА, добування напруги та струму, тобто, якщо напруга акумулятора падає під час розрядки, акумулятор має високий струм, що відповідає необхідному навантаженню ВА, але напруга знижується внутрішнім опором збільшується акумулятор, тому акумулятор не в змозі дати необхідну кількість струму, наскільки потрібне фактичне навантаження, тому акумулятор буде розряджений.


-1

Чи не було б безпечно використовувати аналогію, що акумулятор - це два циліндри, з'єднані внизу з трубкою, один наповнений водою, інший порожній. Коли ви відкриваєте ланцюг, повний циліндр намагається зіткнутися в порожній. Деякий час дисбаланс електронів утримує повний циліндр, скидаючи його в порожнє. Після того, як сторони почнуть вирівнюватися, тиск водяного потоку сповільнюється, і це немов труба (або внутрішній опір) дозволяє переходити дуже мало води, скидаючи напругу. Залишається деякий тиск (напруга). Але опір ланцюга або компонентів занадто великий, щоб напруга була ефективною


-1

Використовувати V = IR так, як ви використовували, образливо! це суворо застосовується до проточного електричного струму, що протікає через резистивне навантаження під дією потенціалу (напруги). Тепер визначте резистивне навантаження, напругу та струм, на який ви застосовуєте закон Ома:

  • Це: V - напруга акумулятора, R - зовнішній опір або навантаження, а I - струм, що проходить через. то це не має нічого спільного з тим, що напруга акумулятора зменшується при споживанні.
  • Це: V - напруга акумулятора, R як внутрішній опір батареї, а я як струм, що подається акумулятором до зовнішнього навантаження? Застосовуючи тут закон Ома, ми можемо сказати, що напруга, відчитана на клемах акумулятора, стає меншою, якщо струм, що подається акумулятором, збільшується.

Що стосується зменшення напруги акумулятора в міру зменшення стану заряду (чим більше ми споживаємо акумулятор), то це пов'язано зі зміною хімічних матеріалів, які насправді виробляють напругу, тобто електроди, занурені в електроліт. Тобто втрата електродом зайвих вільних електронів.

Швидкість та поведінка зміни напруги щодо стану заряду залежить від хімії акумулятора, а не від будь-якого електричного закону. Як приклад, ось порівняння форми падіння напруги лужних батарей порівняно з NiMh акумуляторами, коли батареї споживаються ( джерело ):

падіння напруги

зауважте, що коли я згадую про «напругу акумулятора», я маю на увазі напругу відкритого ланцюга, тобто струм, що не проходить через акумулятор. Внутрішній опір не впливає ні на що на цю напругу.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.