كيفية قياس سعة البطارية وتحويل farads إلى ساعات أمبير

ماذا ولماذا يتم قياس سعة البطارية

يتم قياس Charge Q ، كما كمية الكهرباء ، في كولوم (C) ، والسعة الكهربائية للمكثفات C في farads ، microfarads (microfarads) ، ولكن سعة البطارية تقاس لسبب ما ليس في farads ، ولكن في ساعات أمبير (مللي أمبير ساعة).

ماذا يعني ذلك؟ واحد أمبير هو قلادة في ثانية واحدة ، ونحن نعلم من خلال الفيزياء أنه إذا كانت الشحنة الكهربائية تساوي 1 قلادة تمر عبر موصل في 1 ثانية ، ثم تيار من 1 أمبير يتدفق عبر الموصل.

ثم ما هي الساعة أمبير؟ تعتبر ساعة الأمبير (Ah) هي سعة البطارية التي ، وفقًا لتيار معطى قدره 1 أمبير ، يتم تفريغ البطارية قبل ساعة من الحد الأدنى المسموح به من الجهد.

على سبيل المثال لبطارية ليثيوم أيون حجم الإطار 18650 ، بسعة 3400 مللي أمبير في الساعة ، وهذا يعني أن البطارية بتيار 340 مللي أمبير يمكن أن تعطي شحنتها في 10 ساعات ، وبطارية سيارة بسعة 55 Ah تصريف من حوالي 12.8 إلى 10.8 فولت في ساعتين بتيار تفريغ 27 5 أ.

كما تعلمون ، لا يمكن تفريغ البطاريات إلى الصفر ، وفي الواقع ، يحتوي كل نوع من البطاريات على جهد كحد أدنى يسمح بتفريغ البطارية دون ضرر.

على سبيل المثال ، لا يمكن تفريغ بطارية سيارة من الرصاص أقل من 10.5 فولت ، ويمكن تفريغ بطارية الليثيوم بما لا يقل عن 2.75 فولت. في حالة انتهاك هذه التحمل ، سيتم استنفاد عمر البطارية بشكل أسرع بكثير مما لو كانت التوصيات المتعلقة بالحد الأدنى من الجهد قد لوحظت.

وبالتالي ، يتم تقدير سعة البطارية وفقًا للمعايير المنظمة لأنواع مختلفة من البطاريات: يتم اختبار بطاريات السيارات في دورة تفريغ 20 ساعة ، وبطاريات الليثيوم على مدار 5 ساعات. يتم تفريغ بطارية مشحونة بالكامل بواسطة تيار I محدد مسبقًا إلى الحد الأدنى المسموح به من جهد التفريغ ، مع قياس وقت التفريغ T. في نهاية التجربة ، بضرب الوقت الحالي والوقت المقاس ، يتم الحصول على سعة البطارية الفعلية في ساعات الأمبير. س = تكنولوجيا المعلومات.

أبسط طريقة لتقييم نوع معروف من سعة البطارية

لذلك ، لقياس قدرة البطارية بطريقة بسيطة ولكنها مضنية ، دون اللجوء إلى استخدام أجهزة خاصة ، يمكن شحنها بالكامل تفريغها من خلال المقاوم من تصنيف مقبول مقبول.

على سبيل المثال ، يبلغ جهد التفريغ الكامل غير الضار المسموح به لخلية الليثيوم 18650 2.75 فولت ، ويصل جهد الشحن الكامل إلى 3.75 فولت. تذكر أن هذه البطاريات لا تشحن أكثر من 4.35 فولت في أجهزة شحن خاصة!

افترض أن البطارية المشحونة بالكامل متوفرة. اختيار متوسط ​​التفريغ الحالي من 325 مللي أمبير ، تأخذ المقاوم الاسمية 10 أوم ، قوة 2 واط - مع هامش. نقيس فولطية التشغيل عند أطراف البطارية ، دعنا نقول أنها تتحول إلى 3.75 فولت بالضبط ، ونعلق مقاومًا على المحطات الطرفية ، بينما نكتشف الوقت على مدار الساعة. بعد ذلك ، سنراقب الفولتميتر - بعد عدد الساعات التي ينخفض ​​فيها الجهد إلى مستوى 2.75 فولت.

على سبيل المثال ، بعد 10 ساعات و 27 دقيقة ، أصبح الجهد على البطارية 2.75 فولت ، وفي البداية كان 3.75 فولت ، وهذا عندما يتم تفريغها من خلال المقاوم 10 أوم. لذلك ، يمكن بالفعل تقدير السعة بدقة جيدة: تبدأ الحالية 3.75 / 10 = 375 مللي أمبير ، التيار النهائي 2.75 / 10 = 275 مللي أمبير ، المتوسط ​​الحالي (375 + 275) / 2 = 325 مللي أمبير. لذا ، خلال 10.45 ساعة ، أعطت البطارية متوسط ​​تيار يبلغ 0.325 A ، وبالتالي ، فإن السعة هي Q = 10.45 * 0.325 = 3400 مللي أمبير. هذه طريقة خام ولكن يمكن الاعتماد عليها لقياس سعة البطارية.

بطارية السيارة

لقياس قدرة بطارية السيارة ، من المريح استخدام مصباح ساطع 60 واط تقليدي. وسوف توفر في المتوسط ​​الحالي من 5 أمبير.يتم توصيل مصباح وفولتميتر ببطارية مشحونة بالكامل (ما يصل إلى حوالي 12.5-12.8 فولت) ، مع ملاحظة الوقت. عندما ينخفض ​​الجهد إلى 10.8 فولت - قم بإيقاف تشغيل المصباح وتسجيل الوقت المنقضي. على سبيل المثال ، إذا مرت 9 ساعات ، فإن السعة الحقيقية لبطارية السيارة هذه هي Q = 9 * 5 = 45 Ah.

تحويل farads إلى ساعات أمبير

تحتوي البطارية ، على عكس المكثف ، على جزء كبير جدًا من اللاخطية في منحنى التفريغ. لكن مع ذلك ، يحاول بعض عشاق التجربة ، وفي بعض التطبيقات ينجحون في ذلك ، استبدال البطارية المكثفات الفائقة.

1 أمبير ساعة 3600 قلادة. لنفترض أننا نريد الحصول على بنك مكثف مكافئ في خاصية التفريغ ، وإن كان في مقطع قصير ، لبطارية 12 فولت بسعة 55 أمبير ساعة. 55 أمبير في الساعة هو 55 * 3600 قلادة.

نأخذ تغييرا في الجهد من 13 إلى 11 فولت ، ثم منذ Q = C (U1-U2) ، ثم C = 55 * 3600/2 = 99000 واو. ما يقرب من 100 كيلووفارادس هو ما يعادل السعة الكهربائية لبطارية السيارة إذا كانت خصائص التفريغ هي نفسها في المكثف.

يوجد فيديو على الإنترنت ، حيث يحل ستة موصلات فائقة كل منها بقدرة 3000 فهرنهايت ، كل منها 2.7 فولت في سلسلة ، محل بطارية بداية السيارة. اتضح أن 500 F حوالي 16 V.

دعونا نقدر ما هو التيار ولأي مدة يمكن أن يقدمها هذا التجمع. دع نطاق التشغيل يعتمد مرة أخرى من 13 إلى 11 فولت. كم من الوقت يمكنني الاعتماد على تيار 200 ألف (بهامش)؟ I = C (U1-U2) / t ، ثم t = C (U1-U2) / I = 500 * 2/200 = 5 ثواني. بما فيه الكفاية لبدء المحرك.

انظر أيضا:الاتصال المتوازي والمتسلسل للبطاريات