Como medir a capacidade da bateria e converter farads em horas amp

O que e por que a capacidade da bateria é medida

A carga Q, como a quantidade de eletricidade, é medida no coulomb (C), a capacidade elétrica dos capacitores C está em farads, microfarads (microfarads), mas capacidade da bateria medido por algum motivo, não em farads, mas em ampères-hora (miliamperes-hora).

O que isso significa? Um ampere é um pendente em um segundo, sabemos pelo curso da física que se uma carga elétrica igual a 1 pendente passa por um condutor em 1 segundo, então uma corrente de 1 ampere flui através do condutor.

E então, o que é ampère hora? Ampère-hora (Ah) é considerada a capacidade da bateria na qual, de acordo com a corrente reduzida de 1 ampère, a bateria é descarregada 1 hora antes da tensão mínima permitida.

Por exemplo para bateria de íons de lítio tamanho de quadro 18650, com capacidade de 3400 mAh, isso significa que uma bateria com corrente de 340 mA pode carregar em 10 horas e uma bateria de carro com capacidade de 55 Ah descarrega de cerca de 12,8 a 10,8 volts em 2 horas a uma corrente de descarga de 27 5 A.

Como você provavelmente sabe, as baterias não podem ser descarregadas para zero e, na realidade, cada tipo de bateria possui uma voltagem mínima que é permitida para descarregar a bateria sem causar danos.

Por exemplo, uma bateria de carro principal não pode ser descarregada abaixo de 10,5 volts e uma bateria de lítio não pode ser descarregada abaixo de 2,75 volts. Se essas tolerâncias forem violadas, a vida útil da bateria será esgotada muito mais rapidamente do que seria possível se fossem observadas as recomendações relativas à tensão mínima.

Assim, a capacidade da bateria é estimada com base nas normas regulamentadas para vários tipos de baterias: as baterias de carros são testadas em um ciclo de descarga de 20 horas e as de lítio em 5 horas. Uma bateria totalmente carregada é descarregada com uma corrente pré-selecionada I até a tensão de descarga mínima permitida, enquanto mede o tempo de descarga T. No final do experimento, multiplicando a corrente e o tempo medido, é obtida a capacidade real da bateria em ampères-hora. Q = IT.

A maneira mais simples de avaliar experimentalmente um tipo conhecido de capacidade da bateria

Portanto, para medir a capacidade da bateria da maneira mais simples, mas minuciosa, sem recorrer ao uso de dispositivos especiais, ela pode ser totalmente carregada através de um resistor com uma classificação aceitável conhecida.

Por exemplo, a tensão de descarga completa inofensiva permitida de uma célula de lítio do tamanho 18650 é de 2,75 volts e a tensão de sua carga completa é considerada de 3,75 volts. Lembre-se de que essas baterias não carregam mais de 4,35 volts em carregadores especiais!

Suponha que uma bateria totalmente carregada esteja disponível. Escolha uma corrente de descarga média de 325 mA, leve resistor 10 Ohm, 2 W - com uma margem. Medimos a tensão de partida nos terminais da bateria, suponhamos que ela seja exatamente de 3,75 volts e conectamos um resistor aos terminais, enquanto simultaneamente detectamos a hora no relógio. Em seguida, monitoraremos o voltímetro - após quantas horas a voltagem cairá para o nível de 2,75 volts.

Por exemplo, após 10 horas e 27 minutos, a voltagem da bateria tornou-se 2,75 volts, e no início era de 3,75 volts, e isso quando descarregada através de um resistor de 10 ohm. Portanto, a capacidade já pode ser estimada com boa precisão: corrente de partida 3,75 / 10 = 375 mA, corrente final 2,75 / 10 = 275 mA, corrente média (375 + 275) / 2 = 325 mA. Assim, dentro de 10,45 horas, a bateria forneceu uma corrente média de 0,325 A, portanto, a capacidade é Q = 10,45 * 0,325 = 3400 mAh. Essa é uma maneira simples, porém confiável, de medir a capacidade da bateria.

Bateria de carro

Para medir a capacidade de uma bateria de carro, é conveniente usar uma lâmpada incandescente de 60 watts convencional. Ele fornecerá uma corrente média de 5 amperes.Uma lâmpada e um voltímetro são conectados a uma bateria totalmente carregada (até cerca de 12,5 a 12,8 volts), observando o tempo. Quando a tensão cair para 10,8 volts - desligue a lâmpada e registre o tempo decorrido. Por exemplo, se 9 horas se passaram, a capacidade real desta bateria de carro é Q = 9 * 5 = 45 Ah.

Converter farads em ampere horas

Uma bateria, diferentemente de um capacitor, possui uma porção muito grande de não linearidade na curva de descarga. Ainda assim, alguns amantes de experiências tentam, e conseguem, em algumas aplicações, substituir a bateria supercapacitors.

1 ampère-hora é 3600 pendente. Suponha que desejemos obter um banco de capacitores equivalente em característica de descarga, embora em uma seção curta, a uma bateria de 12 volts com capacidade de 55 ampere-hora. 55 ampéres por hora é um pendente de 55 * 3600.

Tomamos uma mudança na voltagem de 13 para 11 volts; depois, como Q = C (U1-U2), C = 55 * 3600/2 = 99000 F. Quase 100 kilofarads é a capacidade elétrica equivalente de uma bateria de carro, se sua característica de descarga for a mesma que no capacitor.

Há um vídeo na Internet em que seis supercondutores de 3000 F cada, cada 2,7 V conectado em série, substituem a bateria de partida do carro. Acontece que 500 F é de cerca de 16 V.

Vamos estimar qual corrente e por quanto tempo essa montagem pode dar. Deixe a faixa de operação ser adotada novamente de 13 a 11 volts. Quanto tempo posso contar com uma corrente de 200 A (com margem)? I = C (U1-U2) / t, então t = C (U1-U2) / I = 500 * 2/200 = 5 segundos. O suficiente para dar partida no motor.

Veja também:Conexão paralela e serial de baterias