Kaip išmatuoti akumuliatoriaus talpą ir konvertuoti faradus į amf

Kas ir kodėl matuojama akumuliatoriaus talpa

Krūvis Q, kaip elektros energijos kiekis, matuojamas kulone (C), kondensatorių C elektrinė talpa yra faradose, mikrofaradose (mikrofaradose), bet akumuliatoriaus talpa matuojamas dėl tam tikrų priežasčių ne faradais, o amperais (miliampreso valandomis).

Ką tai reikštų? Vienas amperas yra pakabukas per vieną sekundę, iš fizikos kurso mes žinome, kad jei per 1 sekundę per laidininką praeina 1 pakabos lygus elektros krūvis, per laidininką teka 1 ampero srovė.

O kas yra ampero valanda? Ampervalandė (Ah) yra laikoma akumuliatoriaus talpa, kai, atsižvelgiant į nurodytą 1 amperų srovę, akumuliatorius išsikrauna likus valandai iki mažiausios leidžiamos įtampos.

Pavyzdžiui ličio jonų akumuliatoriui rėmo dydis 18650, kurio talpa 3400 mAh, tai reiškia, kad akumuliatorius, kurio srovė yra 340 mA, gali įkrauti per 10 valandų, o automobilio akumuliatorius, kurio talpa yra 55 Ah, per 2 valandas išsikrauna maždaug nuo 12,8 iki 10,8 volto, kai iškrovos srovė yra 27. 5 A.

Kaip jūs tikriausiai žinote, akumuliatorių negalima iškrauti iki nulio, o iš tikrųjų kiekvieno tipo akumuliatoriai turi mažiausią įtampą, kurią leidžiama iškrauti akumuliatoriui nepažeidžiant.

Pvz., Švino akumuliatorius negali būti išsikrovęs mažesnis kaip 10,5 volto, o ličio akumuliatorius gali būti išsikrovęs ne mažiau kaip 2,75 volto. Pažeidus šiuos leistinus nuokrypius, baterijos išeikvos daug greičiau, nei galėtų būti, jei būtų laikomasi rekomendacijų dėl mažiausios įtampos.

Taigi akumuliatorių talpa apskaičiuojama remiantis reguliuojamomis normomis, taikomomis įvairių tipų akumuliatoriams: automobilių akumuliatoriai bandomi 20 valandų iškrovos ciklu, o ličio akumuliatoriai - 5 valandų akumuliatoriais. Visiškai įkrauta baterija iškraunama iš anksto parinkta srove I iki mažiausios leidžiamos iškrovos įtampos, matuojant iškrovos laiką T. Eksperimento pabaigoje, padauginus iš srovės ir išmatuoto laiko, gaunama tikroji akumuliatoriaus talpa amperais. Q = IT.

Paprasčiausias būdas eksperimentiškai įvertinti žinomo tipo akumuliatoriaus talpą

Taigi, norint įvertinti akumuliatoriaus talpą paprasčiausiu, tačiau kruopščiu būdu, nesinaudojant specialiais prietaisais, jis gali būti visiškai įkrautas per žinomo priimtino įvertio varžą.

Pavyzdžiui, leistina nekenksminga 18650 ličio elemento visos iškrovos įtampa yra 2,75 volto, o visos įkrovos įtampa laikoma 3,75 volto. Atminkite, kad tokios baterijos įkraunama ne daugiau kaip 4,35 volto specialiuose įkrovikliuose!

Tarkime, kad yra visiškai įkrauta baterija. Pasirinkite vidutinę 325 mA iškrovos srovę, imkite rezistorius nominalus 10 omų, galia 2 W - su marža. Mes išmatuojame pradinę įtampą akumuliatoriaus gnybtuose, tarkime, kad jis pasirodo tiksliai 3,75 volto, ir pritvirtinkite varžą prie gnybtų, tuo pačiu nustatydami laiką ant laikrodžio. Toliau stebėsime voltmetrą - po kiek valandų įtampa nukris iki 2,75 volto lygio.

Pvz., Po 10 valandų 27 minučių akumuliatoriaus įtampa tapo 2,75 volto, o pradžioje ji buvo 3,75 volto, ir tai išsikrovus per 10 omų varžą. Taigi, pajėgumą jau galima įvertinti tiksliai: pradinė srovė 3,75 / 10 = 375 mA, galutinė srovė 2,75 / 10 = 275 mA, vidutinė srovė (375 + 275) / 2 = 325 mA. Taigi per 10.45 valandas akumuliatorius vidutiniškai suteikė 0,325 A srovę, todėl talpa yra Q = 10,45 * 0,325 = 3400 mAh. Tai yra neapdorotas, bet patikimas būdas įvertinti akumuliatoriaus talpą.

Automobilio akumuliatorius

Norėdami išmatuoti automobilio akumuliatoriaus talpą, patogu naudoti įprastą 60 vatų kaitrinę lempą. Tai užtikrins vidutinę 5 amperų srovę.Lempa ir voltmetras yra prijungti prie visiškai įkrautos baterijos (iki maždaug 12,5–122,8 volto), nepamirštant laiko. Kai įtampa sumažėja iki 10,8 volto - išjunkite lempą ir užrašykite praleistą laiką. Pavyzdžiui, jei praėjo 9 valandos, tada tikroji šio automobilio akumuliatoriaus talpa yra Q = 9 * 5 = 45 Ah.

Konvertuoti faradus į ampervalandžius

Baterija, skirtingai nuo kondensatoriaus, turi labai didelę netiesiškumo dalį iškrovos kreivėje. Vis dėlto kai kurie eksperimento mėgėjai bando ir jiems tai pavyksta, kai kuriose programose pakeiskite akumuliatorių superkondensatoriai.

1 ampervalandė yra 3600 pakabukų. Tarkime, kad norime gauti kondensatoriaus banko ekvivalentą iškrovos charakteristikoje, nors ir per trumpą skyrių, į 12 voltų akumuliatorių, kurio talpa yra 55 ampervalandos. 55 amperų per valandą yra 55 * 3600 pakabukas.

Mes imamės įtampos pokyčio nuo 13 iki 11 voltų, tada, kai Q = C (U1-U2), tada C = 55 * 3600/2 = 99000 F. Beveik 100 kilovatų yra lygiavertė automobilio akumuliatoriaus elektrinė talpa, jei jo iškrovos charakteristika būtų tokia pati kaip ties kondensatoriumi.

Internete yra vaizdo įrašas, kuriame šeši 3000 F galios superlaidininkai, kiekvienas po 2,7 V sujungti nuosekliai, keičia automobilio starterio akumuliatorių. Pasirodo, 500 F yra apie 16 V.

Įvertinkime, kokią srovę ir per kiek laiko gali pateikti toks surinkimas. Tegul vėl pasirenkamas darbinis diapazonas nuo 13 iki 11 voltų. Kiek laiko galiu tikėtis 200 A srovės (su paraštine)? I = C (U1-U2) / t, tada t = C (U1-U2) / I = 500 * 2/200 = 5 sekundės. Pakanka varikliui užvesti.

Taip pat žiūrėkite:Lygiagretus ir nuoseklus akumuliatorių prijungimas