Wat is batterijcapaciteit en waar hangt het van af

Kijkend naar de markeringen van elke moderne batterij, of lithium-ion mobiele telefoon batterij of een loodzuuraccu van een ononderbroken stroomvoorziening - we kunnen er altijd informatie vinden, niet alleen over de nominale spanning van een bepaalde stroombron, maar ook over de elektrische capaciteit.

Meestal zijn dit getallen zoals: 2200 mAh (gelezen als 2200 milliampère-uren), 4Ah (4 ampère-uren), enz. Zoals u ziet, een niet-systeem meeteenheid - Ah (Ampere-uur) - "ampère- uur ", maar niet" farad " als voor condensatoren. En de klok verschijnt hier niet om een ​​reden, maar om de reden dat een gewone batterij, in tegenstelling tot een conventionele condensator, de belasting urenlang letterlijk kan voeden.

Als je het eenvoudig probeert uit te leggen, dan is de batterijcapaciteit in ampère-uren Is een numerieke uitdrukking van hoe lang een bepaalde batterij een belasting kan voeden met een specifiek stroomverbruik.

Als een batterij met een nominale spanning van 12 volt bijvoorbeeld volledig is opgeladen, terwijl deze een capaciteit van 4 Ah heeft, betekent dit dat een belasting met een verbruiksstroom van 0,4 ampère, met een nominale spanning van 12 volt, deze batterij 10 kan leveren uren totdat er zich een situatie voordoet waarin verdere ontlading gevaarlijk wordt voor de uitvoering. En door een belasting met een verbruiksstroom van 1 ampère, wordt dezelfde batterij gedurende 4 uur ontladen (theoretisch natuurlijk).

Natuurlijk is er voor elke batterij een limiet op de maximaal toelaatbare ontlaadstroom, en hoe hoger de ontladingsstroom, hoe lager de lineariteit van de ontladingskarakteristiek en hoe sneller de batterij leeg raakt in vergelijking met de geschatte tijd.

De minimaal toegestane spanning waarnaar de batterij kan worden ontladen, wordt ook geregeld en altijd aangegeven in de documentatie voor een specifieke batterij, evenals de maximale veilige spanning, waarboven het zeer ongewenst is om de batterij op te laden.

Typisch voor een 3,7-volt lithium-ionbatterij is de maximaal toegestane minimale ontladingsspanning 2,75 volt en het maximum is 4,25 volt. Als u een lithiumbatterij ontlaadt tot minder dan 2,75 volt, begint de batterij capaciteit te verliezen en als u deze onmetelijk oplaadt, kan deze ontploffen.

Voor een 12 volt loodzuuraccu is het extreem veilige minimum 9,6 volt en het maximum tot 13 volt, enz.

Zoals u kunt zien, worden in de capaciteitsinformatie (in ampère-uren) helemaal geen volt vermeld. En ondertussen, als u de uren in seconden vertaalt en vervolgens de waarde van de capaciteit vermenigvuldigt met de batterijspanning, krijgen we de hoeveelheid laadenergie van deze batterij in joules:

Op de een of andere manier is de capaciteit van een werkende batterij vrijwel onafhankelijk van de spanning op zijn terminals op het huidige moment. Maar als we 'batterijlading' zeggen, bedoelen we niet de capaciteit, maar alleen de spanning waarnaar de batterij nu is opgeladen. Als de batterij is opgeladen tot de nominale spanning, kunt u rekenen op de capaciteit die de batterij op dat moment heeft. Als de batterij leeg is, doet de capaciteit er niet toe.

In dit geval hangt de werkelijke batterijcapaciteit, zoals blijkt uit de familie van ontladingskenmerken, sterk af van de waarde van de ontlaadstroom. Een ontlading van 10 uur en een ontlading van 10 minuten, bijvoorbeeld voor een loodzuuraccu (zie bovenstaande afbeelding), zal een verschil in capaciteit van ongeveer de helft laten zien!

Een nog min of meer exacte wiskundige relatie tussen de ontlaadstroom en de ontlaadtijd kan worden gevonden. een of ander exemplaar van de batterij. Deze afhankelijkheid werd onthuld door de Duitse wetenschapper Peikert en introduceerde de zogenaamde "Peckert-coëfficiënt" p, die bijvoorbeeld voor verzegelde loodzuurbatterijen in de buurt van 1,25 ligt. Hoe hoger de ontlaadstroom, hoe korter de ontlaadtijd. En de constante aan de rechterkant van de vergelijking - het hangt direct af van de nominale batterijcapaciteit.

Indien gewenst, kan de werkelijke batterijcapaciteit heel eenvoudig worden bepaald: laad de batterij volledig op (tot de maximaal toegestane spanning, die wordt aangegeven in de documentatie) en ontlaad hem vervolgens met gelijkstroom (dicht bij de 10-uur ontladingskarakteristiek uit de documentatie) tot de uiteindelijke ontladingsspanning (die ook wordt gegeven in documentatie). Vermenigvuldig de ontlaadstroom en ontlaadtijd in uren - u krijgt de werkelijke batterijcapaciteit in ampères of milliampère-uren.