kategorier: Utvalgte artikler » Begynnerelektrikere
Antall visninger: 22508
Kommentarer til artikkelen: 3
Batteriets indre motstand
Hvis vi tar et helt nytt litium-ion-batteri, la oss si størrelse 18650 med en nominell kapasitet på 2500mAh, bringe spenningen til nøyaktig 3,7 volt, og deretter koble den til en aktiv belastning i form av en 10-watt motstand med en verdi av R = 1 Ohm, hva er da konstanten strøm vi forventer å måle gjennom denne motstanden?
Hva vil skje der på det aller første øyeblikket, til batteriet nesten begynner å tømme? I samsvar med Ohms lov, ser det ut til at det burde være 3.7A, siden i = U / R = 3,7 / 1 = 3,7 [A]. Faktisk vil strømmen være litt mindre, nemlig i området I = 3.6A. Hvorfor skal dette skje?
Årsaken er at ikke bare motstanden, men også selve batteriet har en viss indre motstandfordi de kjemiske prosessene i den ikke kan oppstå umiddelbart. Hvis du forestiller deg et batteri i form av en ekte to-terminal, så 3,7V - dette vil være dens EMF, i tillegg til at det også vil være en intern motstand r lik, for eksempel, omtrent 0,028 Ohm.
Hvis du måler spenningen på en motstand koblet til batteriet med en verdi på R = 1 Ohm, viser det seg å være omtrent 3,6 V, og 0,1 V vil derfor falle på den interne motstanden r på batteriet. Så hvis motstanden har en motstand på 1 ohm, var spenningen målt på den 3,6 V, derfor er strømmen gjennom motstanden I = 3,6 A. Hvis u = 0,1 V falt på batteriet, og kretsen vi har er lukket, serier det, betyr det at strømmen gjennom batteriet er I = 3,6 A, derfor, ifølge Ohms lov, vil dens indre motstand være lik r = u / I = 0,1 / 3,6 = 0,0277 ohm.
Hva bestemmer batteriets indre motstand
I virkeligheten er den interne motstanden til forskjellige typer batterier ikke alltid konstant. Det er dynamisk, og avhenger av flere parametere: på laststrømmen, på batterikapasiteten, på ladningsgraden til batteriet, samt temperaturen til elektrolytten inne i batteriet.
Jo høyere laststrømmen er, desto mindre er batteriets indre motstand som regel, siden prosessene for ladningsoverføring inne i elektrolytten er mer intense i dette tilfellet, er flere ioner involvert i prosessen, ioner beveger seg mer aktivt i elektrolytten fra elektroden til elektroden. Hvis belastningen er relativt liten, vil intensiteten til de kjemiske prosessene ved elektrodene og i batteri-elektrolytten også være mindre, og derfor vil den interne motstanden virke stor.
For batterier med større kapasitet er elektrodenes område større, noe som betyr at samvirkningsområdet mellom elektrodene og elektrolytten er mer omfattende. Derfor er flere ioner involvert i prosessen med ladeoverføring, flere ioner skaper strøm. Et lignende prinsipp er demonstrert. med parallell tilkobling av kondensatorer - jo større kapasitet, jo mer ladning kan brukes i nærheten av en gitt spenning. Så, jo høyere batterikapasitet - jo lavere er den interne motstanden.
La oss snakke om temperatur. Hvert batteri har sitt eget trygge driftstemperaturområde som følgende er sant. Jo høyere temperaturen på batteriet er, desto raskere skjer diffusjonen av ioner inne i elektrolytten. Derfor vil batteriets indre motstand være lavere ved en høyere driftstemperatur.
De første litiumbatteriene, som ikke hadde beskyttelse mot overoppheting, eksploderte til og med på grunn av dette, siden oksygenet som ble dannet for raskt ble dannet på grunn av anodens raske forfall (som et resultat av en rask reaksjon på den). På en eller annen måte er batterier preget av en nesten lineær avhengighet av indre motstand på temperatur i området akseptable driftstemperaturer.
Når batteriet tømmes, reduseres dets aktive kapasitet, siden mengden av aktivt stoff på platene, som fremdeles er i stand til å delta i skapelsen av strøm, blir mindre og mindre. Derfor blir strømmen henholdsvis mindre og mindre, den interne motstanden vokser. Jo mer ladet batteri, jo mindre er den interne motstanden. Når batteriet tømmes, blir dets interne motstand større.
Se også på elektrohomepro.com
: