Vidinis akumuliatoriaus atsparumas

Jei imtume visiškai naują ličio jonų akumuliatorių, sakykime, 18650 dydžio, kurio vardinė talpa yra 2500mAh, jo įtampa padidėja tiksliai iki 3,7 volto, o tada prijunkite prie aktyviosios apkrovos 10 vatų varžos pavidalu, kurios vertė R = 1 omas, tada kokia yra konstanta srovę, kurią mes tikimės išmatuoti per šį rezistorių?

Kas ten nutiks pačią pirmą akimirką, kol baterija beveik pradės išsikrauti? Pagal Ohmo dėsnį atrodo, kad turėtų būti 3,7A, nes i = U / R = 3,7 / 1 = 3,7 [A]. Tiesą sakant, srovė bus šiek tiek mažesnė, būtent I = 3,6A srityje. Kodėl taip nutiks?

Priežastis ta, kad ne tik rezistorius, bet ir pati baterija turi tam tikrą vidinis pasipriešinimas, nes cheminiai procesai jo viduje negali vykti akimirksniu. Jei įsivaizduojate realaus dviejų galų akumuliatorių, tada 3,7 V - tai bus jo EML, be kurio taip pat bus vidinis pasipriešinimas r, lygus, mūsų pavyzdyje, maždaug 0,028 omui.

Iš tiesų, jei išmatuosite varžą, prijungtą prie akumuliatoriaus, kurio vertė R = 1 omas, tada jis pasirodys maždaug 3,6 V, todėl 0,1 V kris ant akumuliatoriaus vidinės varžos r. Taigi, jei rezistoriaus varža yra 1 omas, jo išmatuota įtampa buvo 3,6 V, todėl srovė per rezistorių yra I = 3,6 A. Tada, jei u = 0,1 V nukrito ant akumuliatoriaus, o mūsų turima grandinė buvo uždaryta, nuosekliai, tai reiškia, kad srovė per akumuliatorių yra I = 3,6 A, todėl pagal Ohio įstatymą jo vidinė varža bus lygi r = u / I = 0,1 / 3,6 = 0,0277 omai.

Kas lemia vidinį akumuliatoriaus atsparumą

Iš tikrųjų įvairių tipų baterijų vidinis atsparumas ne visada yra pastovus. Jis yra dinamiškas ir priklauso nuo kelių parametrų: nuo apkrovos srovės, nuo akumuliatoriaus talpos, nuo akumuliatoriaus įkrovimo laipsnio, taip pat nuo elektrolito temperatūros akumuliatoriaus viduje.

Kuo didesnė apkrovos srovė, tuo mažesnis, kaip taisyklė, vidinis akumuliatoriaus atsparumas, nes šiuo atveju įkrovos perdavimo procesai yra intensyvesni, tuo daugiau jonų dalyvauja procese, jonai aktyviau juda elektrolite iš elektrodo į elektrodą. Jei apkrova yra santykinai maža, tada cheminių procesų intensyvumas prie elektrodų ir akumuliatoriaus elektrolite taip pat bus mažesnis, todėl vidinė varža atrodys didelė.

Didesnės talpos akumuliatoriams elektrodų plotas yra didesnis, tai reiškia, kad elektrodų sąveikos su elektrolitu sritis yra didesnė. Todėl krūvio perdavimo procese dalyvauja daugiau jonų, daugiau jonų sukuria srovę. Panašus principas pademonstruotas. su lygiagrečiu kondensatorių sujungimu - kuo didesnė talpa, tuo daugiau įkrovos galima panaudoti šalia tam tikros įtampos. Taigi, kuo didesnė akumuliatoriaus talpa - tuo mažesnis jo vidinis atsparumas.

Dabar pakalbėkime apie temperatūrą. Kiekviena baterija turi savo saugų darbo temperatūros diapazoną, kurio ribose yra ši teisė. Kuo aukštesnė akumuliatoriaus temperatūra, tuo greičiau jonai pasiskirsto elektrolito viduje, todėl esant aukštesnei darbo temperatūrai akumuliatoriaus vidinė varža bus mažesnė.

Pirmieji ličio akumuliatoriai, neturintys apsaugos nuo perkaitimo, net sprogo, nes per greitai susidaręs deguonis susidarė dėl greito anodo irimo (dėl greito jo sureagavimo). Vienaip ar kitaip, baterijoms būdinga beveik tiesinė vidinio pasipriešinimo priklausomybė nuo temperatūros priimtinų darbinių temperatūrų diapazone.

Išsikrovus akumuliatoriui, jo aktyvioji talpa mažėja, nes plokštelių, vis dar galinčių dalyvauti kuriant srovę, veikliosios medžiagos kiekis tampa vis mažesnis. Todėl srovės tampa vis mažiau, atitinkamai, vidinis pasipriešinimas auga. Kuo daugiau akumuliatoriaus įkrauta, tuo mažesnis jo vidinis atsparumas. Taigi, išsikrovus akumuliatoriui, jo vidinis pasipriešinimas tampa didesnis.