Какво е вътрешното съпротивление на батерията

Какво е вътрешното съпротивление на батерията

В този пост се опитваме да проучим вътрешното съпротивление на батерията и да се опитаме да научим критичните характеристики, свързани с този параметър на батерията.



Какво представлява вътрешното съпротивление на батерията

Вътрешното съпротивление (IR) на батерията е основно нивото на противопоставяне на преминаването на електрони или ток през батерията в затворен контур. По същество има два фактора, които влияят на вътрешното съпротивление на дадена батерия, а именно: електронно съпротивление и йонно съпротивление. Електронното съпротивление във връзка с йонното съпротивление обикновено се нарича общо ефективно съпротивление

Електронното съпротивление позволява достъп до съпротивлението на практичните компоненти, които могат да включват метални капаци и други съответни свързани материали, както и на какво ниво тези материали могат да бъдат във физически контакт помежду си.





Резултатът от горните параметри, свързани с генерирането на общото ефективно съпротивление, може да бъде бърз и може да бъде засвидетелстван в рамките на първоначалните няколко части от милисекунди, след като батерията е подложена на товар.

Какво е йонна устойчивост

Йонното съпротивление е съпротивлението на преминаване на електрони в батерията в резултат на множество електрохимични параметри, които могат да включват електролитна проводимост, йонна струя и напречно сечение на електрода.



Такива резултати от поляризацията инициират доста бавно в сравнение с електронното съпротивление, което се добавя към общото ефективно съпротивление, обикновено протичащо няколко милисекунди след като батерията е повлияна под товар.

Често се прилага оценка на импеданс от 1000 Hz, за да се покаже вътрешното съпротивление. Импедансът се нарича съпротивление, предлагано на преминаване през променлив ток през даден контур. В резултат на относително високата честота от 1000 Hz, известна степен на йонното съпротивление може да не успее да бъде напълно записана.

В повечето случаи значимостта на импеданса от 1000 Hz ще бъде под общата стойност на ефективното съпротивление за въпросната батерия. Може да се опита проверка на импеданса в избран диапазон от честоти, за да се даде възможност за точно показване на вътрешното съпротивление.

Ефект на йонната устойчивост

Ефектът на електронно и йонно съпротивление може да бъде идентифициран, когато настройката е тествана с двойна импулсна проверка на входа. Този тест използва процедура за въвеждане на въпросната батерия на приглушен фонов източник, така че разреждането първо да се стабилизира, преди пулсирането да бъде инициирано с по-значително натоварване, за около 100 милисекунди.

Изчисляване на ефективно съпротивление

С помощта на „Омов закон”, общото ефективно съпротивление се изчислява лесно чрез разделяне на разликата в напрежението на разликата в тока. Позовавайки се на оценката, показана на (фиг. 1), с 5 mA стабилизационно натоварване във връзка с 505 mA импулс, разликата в тока е 500 mA. Ако напрежението се отклонява от 1.485 до 1.378, делта напрежението може да бъде засвидетелствано като 0.107 волта, като по този начин показва общото ефективно съпротивление от 0.107 волта / 500mA или 0.214 ома.

Изчисляване на ефективно съпротивление

Характерните ефективни съпротивления на чисто нови алкални цилиндрични батерии на Energizer (чрез стабилизиращ дренаж 5 mA и веднага с 505 mA, 100 милисекунди импулс) биха могли да се очакват около 150 до 300 милиома, както се определя от относителния размер.

Какво е Flash Amps

Допълнително са включени и светкавични усилватели, за да се получи приближение на вътрешното съпротивление. Под усилватели се разбира, че е максималният ток, който може да се очаква да достави батерията за значително по-кратко време.

Този тест понякога се извършва чрез електрическо късо съединение на батерия с резистор 0,01 ома за някъде в рамките на 0,2 секунди и записване на напрежението в затворената верига. Токът на циркулация през резистора може да бъде определен чрез Закон за ома и разделяне на напрежението в затворената верига на 0,01 ома.

Напрежението в отворена верига преди теста се разделя на усилвателите на светкавицата, за да се получи приблизително вътрешно съпротивление.

Като се има предвид, че Flash Amps не може да бъде лесно да се определи перфектно и OCV може да се изчисли при многобройни условия, този начин на измерване трябва да се прилага само за постигане на общо приближение на вътрешното съпротивление.

Спадът на напрежението на батерията под товар може да бъде относително към общото ефективно съпротивление заедно със скоростта на източване на тока.

Общата информация за първоначалния спад на напрежението при натоварване обикновено се изчислява чрез умножаване на общото ефективно съпротивление по текущия източник, подложен на батерията.

Да приемем, че батерия с вътрешно съпротивление от 0,1 ома се разрежда или източва със скорост 1 ампер.
Тогава според закона на Ома:

V = I x R = 1 x 0,1 = 0,1 волта

Ако считаме, че напрежението на отворената верига е 1.6V, тогава очакваното напрежение на затворената верига на батрей може да бъде записано като:

1,6 - 0,1 = 1,5V.

Как се увеличават вътрешните съпротивления

Най-общо казано, вътрешното съпротивление ще се увеличи в хода на разреждането, причинено от активните компоненти в пуснатата в употреба батерия.

Като каза това, скоростта на вариране по време на изхвърлянето не е еднаква. Химичният състав на акумулатора, интензивността на разреждането, скоростта на разсейване и възрастта на батерията могат лесно да повлияят на вътрешното съпротивление по време на разреждането.

Зимните условия могат да доведат до електрохимични тенденции, които се материализират в батерията, за да се забавят, което води до намаляване на йонната активност в електролита. В крайна сметка вътрешното съпротивление ще се повиши, тъй като околните температури се понижат

Графиката (фиг. 2) показва резултата от температурата върху общото ефективно съпротивление на чисто нова алкална батерия Energizer E91 AA. Като цяло, вътрешното съпротивление може да бъде определено в съответствие с спада на напрежението на батерията при признати условия на натоварване.

Постиженията могат да бъдат повлияни от подход, настройки, както и климатични ограничения. Вътрешното съпротивление на батерията трябва да се разглежда като общо правило, а не като точна величина, когато и да се прилага към прогнозния спад на напрежението за дадено приложение.

обща ефективна устойчивост на прясна AA батерия


Предишен: LM317 с верига за усилване на извънбордов ток Напред: Вътрешни филтърни вериги с подробности за дизайна