Чому прилади та інструменти, що працюють на батареях, вказані у вольтах? [зачинено]

"Живиться відсмоктуванням 18 вольт"

Хіба це не просто безглуздий захід «більший краще»?

Те, що вам справді цікаво, як замовник, - крутний момент або потужність двигуна або об / хв або щось подібне.

Чи існує прямий зв’язок між напругою живлення та одним із цих показників працездатності двигуна чи часу роботи акумулятора? Мені це не здається, оскільки кожен мотор різний, може мати різну кількість обмоток, різну кількість котушок тощо.

Для двигунів Потужність пропорційна моменту, що обертається в рази. Отже, для заданої швидкості обертання і крутного моменту пристрій виробляє задану кількість енергії.

Для збільшення кількості потужності існують два варіанти. Створюйте однакову кількість крутного моменту при більшій швидкості або збільшуйте крутний момент при заданій швидкості.

Для бездротового свердління швидкість, як правило, змінюється і залежить від застосування. Наприклад, велика швидкість для сталі, менша швидкість для кладки і знову менша швидкість для шматочків "шнека" з широким отвором у брусі.

Гаразд, щоб збільшити потужність бездротового свердла, ви не зміните швидкість, оскільки дрилі потрібно подавати потужність з різними швидкостями.

Ще два фактори, які слід враховувати, в двигуні постійного струму напруга пропорційна швидкості, а струм пропорційний моменту.

Але все, що дизайнери роблять - це збільшує напругу в упаковці. для заданого опору котушки в двигуні постійного струму підвищення напруги на котушці також збільшує струм, таким чином, подається крутний момент.

Таким чином, підвищення напруги - це спосіб, який дизайнери можуть збільшити крутний момент, тим самим живити кінцеві користувачі! Так що більше вольт, тим краще! до точки, оскільки більше вольт означає більше клітин, а більше клітин означає більше ваги, більше вага означає більшу втому користувача. Таким чином, вони, як правило, врівноважуються, на даний момент десь від 14,4 В постійного струму до 18 В постійного струму для типового бездротового дрилі.

Це безглуздо і не говорить нічого про потужність інструменту. Ви можете подумати, що вони використовують напругу, оскільки вона має більш вражаючі цифри, але я бачив пристрої (пилоутворювачі), які великими цифрами згадували "2,4 В", так що це зовсім не вражає. Єдина інша причина, про яку я можу подумати - це те, що люди можуть бути більш знайомі зі словом "вольт", ніж зі словом "ват" (не маючи на увазі, що вони знають, що означає що).

редагувати
Я думаю, що кількість відповідей поза питанням. Питання, яке йому задавали, - "Чому вони задаються у вольтах?" , не чому вони використовують високі напруги. Це було висвітлено в минулому принаймні в одному питанні (якого я поки не можу знайти). Що стосується цього питання щодо ІМО, це таке:

і це безглуздо! Це нічого не говорить про можливості пиловідводу. Шахта гордо каже "2,4 В", і я не можу повірити, що цей має 9-кратну потужність всмоктування шахти. Він був би здатний створити чорні діри, якби це було. Шахта була дешевою, і IMO Black & Decker випустили її, щоб мати посилання на інші пиломашини. 3,6 В краще, ніж 2,4 В, тому ми можемо попросити більш високу ціну. Ці хлопці з маркетингу - не ідіоти. Запитайте у Джейн До, яка з них найпотужніша, і вона скаже ту, яка має найвищу напругу. Хочете зробити ставку?

Підвищення напруги акумулятора в портативних приладах частково обумовлене практичністю, а частково маркетингом, але в останнє десятиліття або близько того маркетинг, безумовно, був головним фактором.

"Потужний" акумуляторний прилад (свердлання, мабуть, є найпоширенішим, але не найбільш енергоємним), може мати потужність 100 Вт.

Візьмемо для прикладу
100 Вт : При 100 Вт 12В ~ = 8А, 16В ~ = 6А, 24В ~ = 4А, 36В ~ = 3А.
Втрати в проводці та з'єднаннях в основному пов'язані з втратами тепла = I ^ R.
Для тих же втрат опору для 12/16/24/36 вольт буде в пропорціях
64/36/16/9, тому система 36В умовно може мати 9/64 ~ = 14% втрат системи 12В.
Тож на практиці, коли струм зменшується зі збільшенням напруги, ви отримуєте менші втрати з однаковим опором або можете переносити дещо більший опір і все ще бути вперед.

В системі 12В 8А опір ланцюга одного Ома буде розсіюватися I ^ @ R = 8 ^ 2 x 1 = 64 Вт - так що це 64% від загальної потужності, це було б нестерпно. Щось більше, як 0,1 Ом = 6,4%, було б краще. Додавати 0,1 Ом в проводку та з'єднання надзвичайно просто, тому 100Вт 12В система стає неприємно складною. Навіть система 18В з 2/3 струму = 4/9 = 44% втрат корисно краща.

ЯКЩО більше напруги вимагає більше елементів живлення батареї та приміщення, необхідного для з'єднань, зайвих втрат у з'єднаннях та втрати ефективного наявного обсягу через правозахисні ефекти * означає, що вище певної напруги додаткові втрати починають компенсувати прибутки. Маркетинг не хвилює, і інженерам та маркетологам доведеться за кулісами досягти остаточного результату.

Фактором, який полегшує більш високі напруги, є використання клітин LiIon. Вони мають номінальну напругу, наприклад, 3,6 В / осередок, що приблизно в 3 рази більше, ніж NiCd або NimH, тому 10-елементна батарея NimH буде номінальною 12 В, але 10-елементний LiIon того ж розміру буде 36В номінальною.

Інструменти найвищого ґатунку / якості / вартості, такі як De Walt (Чорний та декер під маскою), використовують елементи LiFePO4 (літій-феросфосфат) в деяких продуктах із номінальною напругою 3,2 В на комірку. 10 дасть номінал 32 В, і це буде "майже розумним" у деяких програмах.
Убік: я розумію, що Де Уолт використовує провідні клітини A123 LiFePO4. Осередки A123 взагалі "важко придбати" на ринку роздрібної торгівлі, і я чув, що виробники електромобілів купують велику кількість акумуляторних батарей De Walt, щоб отримати осередки.

Закон квадратного куба:

Ефекти, спричинені зміною співвідношення площі до об’єму у міру зміни масштабу.
Об’єм пропорційний краю ^ 3.
Площа поверхні пропорційна egde ^ 2.
тому відношення об’єму до краю пропорційне краю ^ 3 / край ^ 2 = ребро - це означає, що обсяг на кожну площу поверхні збільшується в міру збільшення об'єктів.

Вторинні наслідки цього, наприклад, великі речі охолоджувати поверхневим випромінюванням.
І навпаки, важче зберігати теплі речі, коли холодно.
Для даної товщини поверхні великі речі мають менший вміст на об'єм.
Останній ефект впливає на акумулятори.
якщо батарея може бути побудована ПРО однакову товщину стінок у різних розмірах, то великі батареї матимуть більш активний вміст на об’єм, ніж маленькі.

Один єдиний приклад.
Два кубики з 1 мм та 4 см товщиною стінок і країв. Об'єм
стіни = 6 х кромка ^ 3 х 1мм
Загальний об'єм куба = край ^ 2
Внутрішній об'єм внутрішніх стінок ~~ = (край- 2 х товщина стіни) ^ 3

1 см куб внутрішній / зовнішній об'єм = (10-2) ^ 3/10 ^ 3 = 512/1000 мм ^ 2 = 51%
куб 4 см внутрішній / зовнішній = (40-2) ^ 3/40 ^ 3 = 54872/64000 = 85%. !!!
4 х більший крайовий куб на 85/51 = 1,59 х більш ефективний користувач наявного обсягу, ніж малий.
Висновок: Акумуляторні батареї високої напруги, які використовують NimH або NiCd, можуть бути поганою ідеєю лише з цієї причини. Є й інші.

Кінцева потужність була б меншою кількістю, і відділ маркетингу вважає за краще використовувати більшу кількість, ніж конкуренція, але не велику кількість потужності, оскільки великі вантажі не продаються як "зелені" для деяких сегментів ринку. Для еквівалентних технологій та вартості акумуляторних батарей більш високі напруги можуть бути ефективнішими або мати менші втрати на проводку та перетворення при виробництві корисної потужності інструменту.

Цифри, застосовані до зовнішньої частини електроінструментів, призначені для "більших, кращих" цілей і, ймовірно, також відрізняють різні технології, які виробник використовує.

_{Іншими словами, виключно для маркетингових цілей.}

Цей захід справді є безглуздим. Існує дві причини, чому він використовується

1. це дозволяє здійснити маркетингове порівняння інструментів одного виробника з різною напругою (див. це пов'язане питання ) - як би ви заплатили цю суму грошей за цю модель "краппер" 10,8 вольт, або можете додатково заплатити і отримати це "набагато потужніше і краще "модель 18 вольт

2. у більшості інструментів є батареї, що змінюються, і лише інструменти з однаковою напругою можуть використовувати батареї тієї ж напруги - тому якщо у вас драйвер 12 вольт і ви хочете придбати пилу того ж виробника, то якщо ви купуєте 12-вольтову модель, у вас зараз є загалом 4 батареї (і 2 зарядні пристрої!), які можна використовувати як з інструментами, і це добре, тому що окрема батарея або окремий зарядний пристрій коштує ціле ціле

Крім цього напруга не є корисним заходом. Вас не хвилює напруга, ви дбаєте про механічні характеристики.