kategorier: Udvalgte artikler » Begynderelektrikere
Antal visninger: 22508
Kommentarer til artiklen: 3
Batteri intern modstand
Hvis vi tager et helt nyt lithium-ion-batteri, lad os sige størrelse 18650 med en nominel kapacitet på 2500mAh, bringe dens spænding til nøjagtigt 3,7 volt, og derefter forbinde det til en aktiv belastning i form af en 10-watt modstand med en værdi af R = 1 Ohm, hvad er konstanten nuværende forventer vi at måle gennem denne modstand?
Hvad sker der der på det første øjeblik, indtil batteriet næsten begynder at aflade? I overensstemmelse med Ohms lovgivning ser det ud til, at der skulle være 3,7A, da i = U / R = 3,7 / 1 = 3,7 [A]. Faktisk vil strømmen være lidt mindre, nemlig i området I = 3.6A. Hvorfor sker dette?
Årsagen er, at ikke kun modstanden, men også selve batteriet har en vis intern modstand, fordi de kemiske processer inde i det ikke kan ske med det samme. Hvis du forestiller dig et batteri i form af en rigtig to-terminal, så 3,7V - dette vil være dens EMF, ud over hvilket der også vil være en intern modstand r, der er lig med, for eksempel, ca. 0,028 Ohm.
Faktisk, hvis du måler spændingen på en modstand, der er tilsluttet batteriet med en værdi på R = 1 Ohm, viser det sig at være ca. 3,6 V, og 0,1 V vil derfor falde på batteriets interne modstand r. Så hvis modstanden har en modstand på 1 ohm, var spændingen målt på den 3,6 V, derfor er strømmen gennem modstanden I = 3,6 A. Så hvis u = 0,1 V faldt på batteriet, og det kredsløb, vi har, er lukket, serier, betyder det, at strømmen gennem batteriet er I = 3,6 A, og derfor, ifølge Ohms lov, vil dens interne modstand være lig med r = u / I = 0,1 / 3,6 = 0,0277 ohm.
Hvad bestemmer batteriets interne modstand
I virkeligheden er den interne modstand for forskellige typer batterier ikke altid konstant. Det er dynamisk og afhænger af flere parametre: på belastningsstrømmen, på batterikapaciteten, på batteriets opladningsgrad såvel som temperaturen på elektrolytten inde i batteriet.
Jo højere belastningsstrømmen er, desto mindre er batteriets interne modstand som regel, da processerne med ladningsoverførsel inde i elektrolytten er mere intens i dette tilfælde, flere ioner er involveret i processen, ioner bevæger sig mere aktivt i elektrolytten fra elektroden til elektroden. Hvis belastningen er relativt lille, vil intensiteten af de kemiske processer ved elektroderne og i batterielektrolytten også være mindre, og derfor vil den interne modstand synes stor.
For batterier med en større kapacitet er området for elektroderne større, hvilket betyder, at interaktionsområdet for elektroderne med elektrolytten er mere omfattende. Derfor er flere ioner involveret i processen med overførsel af ladninger, flere ioner skaber en strøm. Et lignende princip demonstreres. med parallel tilslutning af kondensatorer - jo større kapacitet, jo mere ladning kan bruges i nærheden af en given spænding. Så jo højere batterikapacitet - jo lavere er dens interne modstand.
Lad os nu tale om temperatur. Hvert batteri har sit eget sikre driftstemperaturområde, inden for hvilket det følgende er sandt. Jo højere batteriets temperatur er, desto hurtigere forekommer diffusionen af ioner inde i elektrolytten, derfor vil batteriets indre modstand ved en højere driftstemperatur være lavere.
De første lithium-batterier, som ikke havde beskyttelse mod overophedning, eksploderede endda på grund af dette, da ilt, der blev dannet for aktivt, blev dannet på grund af det hurtige forfald af anoden (som et resultat af en hurtig reaktion på den). På en eller anden måde er batterier kendetegnet ved en næsten lineær afhængighed af intern modstand på temperaturen inden for området af acceptable driftstemperaturer.
Ved afladning af batteriet mindskes dets aktive kapacitet, da mængden af aktivt stof på pladerne, der stadig er i stand til at deltage i oprettelsen af strøm, bliver mindre og mindre. Derfor bliver strømmen henholdsvis mindre og mindre, den interne modstand vokser. Jo mere opladet batteri, jo mindre er dets interne modstand. Når batteriet tømmes, bliver dets interne modstand større.
Se også på elektrohomepro.com
: