Jaka jest wewnętrzna rezystancja baterii

W tym poście spróbujemy zbadać wewnętrzną rezystancję baterii i spróbować poznać krytyczne cechy związane z tym parametrem baterii.

Jaka jest wewnętrzna rezystancja baterii

Rezystancja wewnętrzna (IR) baterii to w zasadzie poziom oporu wobec przepływu elektronów lub prądu przez baterię w zamkniętej pętli. Zasadniczo istnieją dwa czynniki, które wpływają na rezystancję wewnętrzną konkretnego akumulatora: opór elektroniczny i opór jonowy. Opór elektroniczny w połączeniu z oporem jonowym jest umownie określany jako całkowita efektywna rezystancja

Opór elektroniczny umożliwia dostęp do rezystywności praktycznych elementów składowych, które mogą obejmować metalowe osłony i inne powiązane materiały, a także, na jakim poziomie te materiały mogą stykać się fizycznie ze sobą.

Rezultat powyższych parametrów związanych z generowaniem całkowitej efektywnej rezystancji mógłby być szybki i mógłby być zauważony w ciągu pierwszych kilku ułamków milisekund po poddaniu baterii obciążeniu.

Co to jest opór jonowy

Oporność jonowa to odporność na przechodzenie elektronów w akumulatorze w wyniku wielu parametrów elektrochemicznych, które mogą obejmować przewodnictwo elektrolitu, przepływ jonów i przekrój powierzchni elektrody.

Takie wyniki polaryzacji inicjują się raczej wolno w porównaniu z oporem elektronicznym, który sumuje się do całkowitej efektywnej rezystancji, zwykle ma miejsce kilka milisekund po wpłynięciu na akumulator pod obciążeniem.

Ocena testu impedancji 1000 Hz jest często stosowana w celu wskazania rezystancji wewnętrznej. Impedancja jest określana jako rezystancja oferowana do przejścia prądu przemiennego przez daną pętlę. W wyniku stosunkowo wysokiej częstotliwości 1000 Hz, pewien stopień oporności jonowej może prawdopodobnie nie zostać w pełni zarejestrowany.

W większości przypadków znaczenie impedancji 1000 Hz będzie niższe od ogólnej skutecznej wartości rezystancji dla odpowiedniego akumulatora. Można spróbować sprawdzić impedancję w wybranym zakresie częstotliwości, aby umożliwić dokładne wskazanie oporu wewnętrznego.

Wpływ oporu jonowego

Wpływ rezystancji elektronicznej i jonowej można zidentyfikować, testując konfigurację z weryfikacją wejścia podwójnego impulsu. W teście tym wykorzystuje się procedurę wprowadzania danego akumulatora na stonowanym tle, tak aby rozładowanie było najpierw stabilizowane przed zainicjowaniem pulsowania przy większym obciążeniu przez około 100 milisekund.

Obliczanie efektywnego oporu

Przy pomocy „Prawa Ohma” całkowitą efektywną rezystancję można łatwo oszacować, dzieląc różnicę napięcia przez różnicę prądu. Odnosząc się do oceny przedstawionej na (rys. 1), przy obciążeniu stabilizującym 5 mA w połączeniu z impulsem 505 mA, różnica prądu wynosi 500 mA. Jeśli napięcie różni się od 1,485 do 1,378, napięcie delta może wynosić 0,107 V, co wskazuje na całkowitą efektywną rezystancję 0,107 V / 500 mA lub 0,214 oma.

Charakterystyczna efektywna rezystancja zupełnie nowych cylindrycznych baterii alkalicznych Energizer (przez dren stabilizujący 5 mA i natychmiastowy impuls 505 mA, 100 milisekund) powinna wynosić około 150 do 300 miliomów, zgodnie z wymiarem względnym.

Co to jest Flash Amps

Wzmacniacze błyskowe są dodatkowo wbudowane w celu wywołania przybliżenia rezystancji wewnętrznej. Przez ampery błyskowe rozumie się maksymalny prąd, jaki akumulator powinien dostarczać przez znacznie krótszy czas.

Ten test jest czasami przeprowadzany przez elektryczne zwarcie baterii z rezystorem 0,01 oma na jakiś czas w ciągu 0,2 sekundy i rejestrowanie napięcia obwodu zamkniętego. Cyrkulację prądu przez rezystor można określić za pomocą prawa Ohma i podzielenie napięcia obwodu zamkniętego przez 0,01 oma.

Napięcie otwartego obwodu przed testem jest dzielone przez natężenie błysku, aby uzyskać przybliżoną wartość rezystancji wewnętrznej.

Biorąc pod uwagę, że dokładne określenie natężenia błysku nie może być łatwe, a OCV można obliczyć w wielu warunkach, ten sposób pomiaru musi być stosowany tylko w celu uzyskania ogólnego przybliżenia rezystancji wewnętrznej.

Spadek napięcia akumulatora pod obciążeniem może być odniesiony do całkowitej efektywnej rezystancji wraz z bieżącą szybkością rozładowywania.

Ogólne informacje o początkowym spadku napięcia pod obciążeniem są zwykle szacowane przez pomnożenie całkowitej efektywnej rezystancji przez pobór prądu, którym poddawany jest akumulator.

Powiedzmy, że bateria o rezystancji wewnętrznej 0,1 oma jest rozładowywana lub rozładowywana przy 1 amperach.
Następnie zgodnie z prawem Ohma:

V = I x R = 1 x 0,1 = 0,1 wolta

Jeśli przyjmiemy, że napięcie obwodu otwartego wynosi 1,6 V, to oczekiwane napięcie obwodu zamkniętego batreya można zapisać jako:

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

Jak rosną opory wewnętrzne

Ogólnie rzecz biorąc, opór wewnętrzny będzie wzrastał w trakcie rozładowania wywołanego przez aktywne komponenty w stosowanym akumulatorze.

To powiedziawszy, tempo zmian podczas rozładowywania nie jest jednolite. Skład chemiczny baterii, intensywność rozładowania, szybkość rozpraszania i wiek baterii mogą łatwo wpływać na opór wewnętrzny podczas rozładowywania.

Warunki zimowe mogą spowodować spowolnienie tendencji elektrochemicznych, które materializują się w akumulatorze, powodując zmniejszenie aktywności jonów w elektrolicie. Ostatecznie opór wewnętrzny wzrośnie wraz ze spadkiem temperatury otoczenia

Wykres (rys. 2) przedstawia wpływ temperatury na całkowitą efektywną rezystancję nowej baterii alkalicznej Energizer E91 AA. Ogólnie rzecz biorąc, rezystancję wewnętrzną można ewentualnie określić zgodnie ze spadkiem napięcia akumulatora w określonych warunkach obciążenia.

Na osiągnięcia może mieć wpływ podejście, otoczenie, a także ograniczenia klimatyczne. Opór wewnętrzny baterii należy traktować jako ogólną praktyczną zasadę, a nie jako dokładną wielkość, ilekroć jest ona stosowana do szacowanego spadku napięcia dla danego zastosowania.