Внутреннее сопротивление батареи:как его измерить

Батарея

Вы имеете дело с проектами, работающими от батарей, и вам нужно знать о внутреннем сопротивлении батареи? Тогда вы читаете правильную статью.

Все аккумуляторы имеют определенный уровень сопротивления протеканию тока. Интересно, что эту оппозицию мы называем внутренним сопротивлением.

Более того, батареи не могут работать вечно, и их внутреннее сопротивление может меняться со временем. Итак, что вам нужно сделать, так это измерить внутреннее сопротивление любой батареи, прежде чем использовать ее в своей цепи.

Подождите, если вы не знаете, как сделать эти измерения. В этом посте вы узнаете все об этом.

Определение внутреннего сопротивления

Модель внутреннего сопротивления

Сопротивление — знакомое понятие в технике. Кроме того, внутреннее сопротивление возникает, когда объект противостоит уровню тока, протекающего внутри проводника, что приводит к выделению тепла.

Интересно, что аккумуляторные элементы оказывают какое-то сопротивление протеканию тока. Поскольку батареи не имеют идеальных электрических проводников, найти батарею с нулевым внутренним сопротивлением может быть непросто.

Кроме того, внутреннее сопротивление батареи является своего рода стражем этой батареи. Следовательно, чем ниже внутреннее сопротивление, тем меньше ограничений вы столкнетесь при использовании этой батареи.

Если у вас высокое внутреннее сопротивление, аккумулятор перегреется и произойдет падение напряжения.

Как работает аккумулятор?

Аккумуляторы поставляются с двумя клеммами, изготовленными из разных металлов, и одним электролитом между клеммами. Электролиты — это химические растворы, которые позволяют электронам течь. Другими словами, электролиты являются электрическими проводниками.

Разъем батареи

Кроме того, электролиты также реагируют с металлом и удерживают в нем соответствующие ионы. Одна клемма батареи представляет собой катод, обычно оксид металла с множеством положительных зарядов. Или металлические ионы с нулевым или небольшим количеством электронов.

Вторая клемма батареи — это анод, обычно металлический с большим количеством отрицательных зарядов. Или ионы металлов с избытком электронов.

Теперь химическая реакция электролита окисляет катод, что позволяет ему терять электроны. Затем эти электроны проходят через цепь, прежде чем достичь анода.

Кроме того, батарея преобразует химическую энергию в электрическую до тех пор, пока не закончатся реагенты. Следовательно, батарея умирает. Но вы можете получить больше реагентов за счет внешней электрической энергии, которая преобразуется в химическую энергию.

Другими словами, он перезаряжает разряженную батарею и позволяет повторить процесс преобразования накопленной химической энергии в электрическую.

Зарядка аккумулятора

Измерение внутреннего сопротивления батареи:идеальный способ

Измерение внутреннего сопротивления включает в себя получение нескольких компонентов, таких как:

• Новая батарейка (предпочтительно батарейки типа АА)

Батарейки типа АА

• Резистор

Резистор

• Вольтметр

Вольтметр

Шаги

1. Сначала подключите вольтметр и аккумуляторы, щелкнув вольтметром по клеммам аккумулятора. Подсоедините красную клемму вольтметра к катоду батареи, а черную клемму к аноду батареи.

<старт ="2">

Обратите внимание на показания вольтметра при напряжении 1500 вольт. Напряжение нагрузки предоставленного вольтметра зависит от типа вашей батареи. Вы получаете показания из-за напряжения холостого хода (VOC) или просто без добавления нагрузки в цепь.

<старт ="3">

Затем подключите резистор к батарее и снова подключите вольтметр. Вы должны стать свидетелем падения напряжения из-за внутреннего сопротивления батареи.

<старт ="4">

Кроме того, обратите внимание на показания вольтметра при 1,446 В после добавления резистора. Поскольку есть падение напряжения, вы должны получить значение меньше, чем ваши первоначальные измерения. Таким образом, вы можете измерить внутреннее сопротивление батареи, используя значения, полученные от VOC (напряжение холостого хода) и напряжение батареи при подключении к нагрузке — в данном случае к резистору.

<старт ="5">

Затем вы можете использовать формулу Кирхгофа для определения напряжения и формулу закона Ома для измерения внутреннего сопротивления батареи. Во-первых, мы будем использовать значение, полученное после подключения нагрузки, для расчета количества тока, протекающего в цепи:

Где:

V — напряжение

R — сопротивление

Я актуален

VL — напряжение под нагрузкой

RL — номинал резистора

Затем используйте закон напряжения Кирхгофа для расчета вольт внутреннего резистора батареи. Это то же самое, что и значение падения напряжения на внутреннем резисторе:

Где:

VOC – это напряжение холостого хода

ВЛ нагружено напряжением

VI — напряжение на внутреннем резисторе

Когда у вас есть значения тока, протекающего в цепи, и падения напряжения на внутреннем резисторе, вы можете использовать закон Ома для расчета внутреннего сопротивления вашей батареи.

Где:

RI — внутреннее сопротивление

Следовательно, внутреннее сопротивление батарейки типа АА составляет 0,149 Ом.

Как внутреннее сопротивление влияет на напряжение и ток?

Напряжение

Вы можете лучше понять это, используя закон Ома. Закон Ома использует формулу, которая показывает взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением в цепи.

Имейте в виду, что напряжение и внутреннее сопротивление являются автономными переменными. Зависимая переменная (ток) — это переменная, на которую влияет внутреннее сопротивление.

Другими словами, при увеличении внутреннего сопротивления ток будет уменьшаться.

В качестве альтернативы ток будет увеличиваться при уменьшении внутреннего сопротивления. И ток, и внутреннее сопротивление обратно пропорциональны. Но они работают только по закону Ома.

Без закона напряжение будет уменьшаться при увеличении внутреннего сопротивления.

Как внутреннее сопротивление влияет на аккумулятор?

Батарея мобильного телефона

Низкое внутреннее сопротивление означает, что батарея будет сталкиваться с меньшими проблемами при обеспечении необходимых скачков мощности.

И наоборот, если у вас высокое значение мВт, это может привести к разрядке аккумулятора раньше, чем обычно. Почему? Потому что батарея не может обеспечить энергоэффективность при сохранении некоторого количества энергии. Другими словами, большое внутреннее сопротивление отрицательно скажется на сроке службы и производительности батареи.

Изменяется ли внутреннее сопротивление батареи?

Разряжена батарея

По мере того, как тесто становится старше, его внутренняя батарея увеличивается. Из-за этого увеличения внутреннего сопротивления доступная мощность на выводе батареи также уменьшится.

Следовательно, если вы хотите, чтобы ваша батарея работала надежно, необходимо контролировать ее внутреннее сопротивление, прежде чем оно станет слишком высоким.

Компоненты, влияющие на внутреннее сопротивление батареи

Два основных компонента, влияющих на внутреннее сопротивление, включают электронное сопротивление и ионное сопротивление.

Электронное сопротивление включает в себя сопротивление всех материалов батареи, таких как внутренние компоненты и металлические крышки.

Это также включает в себя то, как все эти материалы вступают в контакт. Также вы можете увидеть эффект электронного сопротивления сразу после подключения нагрузки к аккумулятору.

С другой стороны, ионное сопротивление связано с тем, как батарея сопротивляется протеканию тока на основе таких электрохимических факторов, как подвижность ионов, площадь поверхности электрода и проводимость электролита.

Округление

Измерение внутреннего сопротивления вашей батареи имеет важное значение при построении цепей. Внутреннее сопротивление отвечает за работу батареи. Кроме того, его состояние определяет, будет ли у вас хорошая или плохая батарея.

Кроме того, высокое внутреннее сопротивление батареи может привести к ее перегреву и разрядке быстрее расчетного времени. Таким образом, вы можете использовать свои измерения, чтобы решить, хотите ли вы заменить батареи для своих цепей.

Если у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с нами, и мы будем рады помочь.