Τι είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας και από τι εξαρτάται

Κοιτάζοντας τα σημάδια κάθε σύγχρονης μπαταρίας, είτε μπαταρία ιόντων λιθίου ή μια μπαταρία μολύβδου-οξέος από μια αδιάλειπτη τροφοδοσία ρεύματος - μπορούμε πάντα να βρούμε εκεί πληροφορίες όχι μόνο για την ονομαστική τάση μιας δεδομένης πηγής ισχύος, αλλά και για την ηλεκτρική της χωρητικότητα.

Χαρακτηριστικά, αυτοί είναι αριθμοί όπως: 2200 mAh (που διαβάζονται ως 2200 milliampere ώρες), 4Ah (4 ampere-hours), κλπ. Όπως βλέπετε, μια μονάδα μέτρησης μη συστήματος - Ah (Ampere hour) ώρα ", αλλά όχι" farad " όπως για τους πυκνωτές. Και το ρολόι εδώ δεν φαίνεται για κάποιο λόγο, αλλά για το λόγο ότι μια κανονική μπαταρία, σε αντίθεση με έναν συμβατικό πυκνωτή, είναι σε θέση να τροφοδοτήσει το φορτίο κυριολεκτικά για ώρες.

Αν προσπαθήσετε να εξηγήσετε απλά, τότε η χωρητικότητα της μπαταρίας σε ώρες ισχύος Είναι μια αριθμητική έκφραση για το πόσο μια δεδομένη μπαταρία μπορεί να τροφοδοτήσει ένα φορτίο με μια συγκεκριμένη κατανάλωση ρεύματος.

Για παράδειγμα, εάν μια μπαταρία με ονομαστική τάση 12 βολτ είναι πλήρως φορτισμένη, ενώ έχει χωρητικότητα 4 Ah, τότε αυτό σημαίνει ότι ένα φορτίο με ρεύμα κατανάλωσης 0,4 αμπέρ, με ονομαστική τάση 12 βολτ, αυτή η μπαταρία θα είναι σε θέση να τροφοδοτήσει για 10 ωρών έως ότου συμβαίνει μια κατάσταση στην οποία η περαιτέρω εκφόρτωσή του γίνεται επικίνδυνη για την απόδοση. Και μέσω φορτίου με ρεύμα κατανάλωσης 1 ampere, η ίδια μπαταρία θα εκφορτιστεί για 4 ώρες (θεωρητικά, φυσικά).

Φυσικά, για κάθε μπαταρία υπάρχει ένα όριο στο μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα εκφόρτισης και όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα εκφόρτισης τόσο χαμηλότερη είναι η γραμμικότητα του χαρακτηριστικού απόρριψης και τόσο ταχύτερα η μπαταρία θα πέσει κάτω από τον εκτιμώμενο χρόνο.

Η ελάχιστη επιτρεπόμενη τάση στην οποία μπορεί να αποφορτιστεί η μπαταρία ρυθμίζεται επίσης και υποδεικνύεται πάντοτε στην τεκμηρίωση για μια συγκεκριμένη μπαταρία, καθώς και στη μέγιστη ασφαλή τάση, πάνω από την οποία είναι πολύ ανεπιθύμητη η φόρτιση της μπαταρίας.

Για παράδειγμα, τυπική για μια μπαταρία ιόντων λιθίου 3.7 volt, η μέγιστη επιτρεπόμενη ελάχιστη τάση εκφόρτισης είναι 2.75 volts και η μέγιστη είναι 4.25 volts. Εάν αποφορτίσετε μια μπαταρία λιθίου σε λιγότερο από 2,75 volts, η μπαταρία θα αρχίσει να χάνει τη χωρητικότητά της και εάν την επαναφορτίσετε πέρα ​​από το μέτρο, μπορεί να εκραγεί.

Για μια μπαταρία μολύβδου-οξέος 12 βολτ, το εξαιρετικά ασφαλές ελάχιστο είναι 9,6 βολτ και το μέγιστο που μπορείτε να φορτίσετε είναι 13 βολτ κ.λπ.

Όπως μπορείτε να δείτε, στις πληροφορίες χωρητικότητας (σε αμπέρ-ώρες) volts δεν αναφέρονται καθόλου. Και εν τω μεταξύ, εάν μεταφράζετε τις ώρες σε δευτερόλεπτα και, στη συνέχεια, πολλαπλασιάζετε την τιμή της χωρητικότητας με την τάση της μπαταρίας, τότε λαμβάνουμε την τιμή της ενέργειας φόρτισης αυτής της μπαταρίας σε joules:

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, η χωρητικότητα μιας μπαταρίας εργασίας είναι πρακτικά ανεξάρτητη από την τάση στους ακροδέκτες της στην τρέχουσα στιγμή. Αλλά όταν λέμε "φόρτιση της μπαταρίας", δεν εννοούμε τη χωρητικότητα, αλλά μόνο την τάση στην οποία φορτίζεται η μπαταρία. Αν η μπαταρία είναι φορτισμένη στην ονομαστική τάση, τότε μπορείτε να υπολογίζετε στη χωρητικότητα της μπαταρίας εκείνη τη στιγμή. Εάν η μπαταρία είναι αποφορτισμένη, τότε η χωρητικότητά της δεν έχει σημασία.

Στην περίπτωση αυτή, η πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας, όπως φαίνεται από την οικογένεια των χαρακτηριστικών απόρριψης, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τιμή του ρεύματος εκφόρτισης. Μια εκκένωση 10 ωρών και μια εκκένωση 10 λεπτών, για παράδειγμα για μια μπαταρία μολύβδου-οξέος (δείτε το παραπάνω σχήμα), θα δείξει μια διαφορά στην ικανότητα περίπου του μισού!

Μπορεί να βρεθεί ακόμη περισσότερο ή λιγότερο ακριβής μαθηματική σχέση μεταξύ του ρεύματος εκφόρτισης και του χρόνου εκφόρτισης. ένα ή άλλο παράδειγμα της μπαταρίας. Αυτή η εξάρτηση αποκαλύφθηκε από τον γερμανό επιστήμονα Peikert και εισήγαγε τον λεγόμενο "συντελεστή Peckert", ο οποίος, για παράδειγμα, για τις σφραγισμένες μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι στην περιοχή 1,25. Όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα απόρριψης, τόσο μικρότερο είναι ο χρόνος εκφόρτισης. Και η σταθερά στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης εξαρτάται άμεσα από την ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας.

Εάν είναι επιθυμητό, ​​η πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας μπορεί να καθοριστεί απλά: φορτίστε πλήρως την μπαταρία (μέχρι τη μέγιστη επιτρεπόμενη τάση, η οποία αναφέρεται στην τεκμηρίωση) και, στη συνέχεια, εκφορτίστε την με την συνεχή ροή (κοντά στο χαρακτηριστικό απόκρισης 10 ωρών από την τεκμηρίωση) τεκμηρίωση). Πολλαπλασιάστε το ρεύμα αποφόρτισης και τον χρόνο εκφόρτισης σε ώρες - λαμβάνετε την πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας σε αμπέρ ή σε εκατομμύρια ώρες.