Mikä on akun kapasiteetti ja mistä se riippuu

Tarkastellaan minkä tahansa nykyaikaisen akun merkintöjä litium-ioni matkapuhelimen akku tai lyijyakku keskeytymättömästä virtalähteestä - löydämme aina tietoa paitsi tietyn virtalähteen nimellisjännitteestä, myös sen sähkökapasiteetista.

Tyypillisesti nämä ovat lukuja, kuten: 2200 mAh (luettuna 2200 milliamperituntia), 4Ah (4 ampeerituntia) jne. Kuten näette, järjestelmän ulkopuolinen mittayksikkö - Ah (ampeeritunti) - “ampeeri- tunti ", mutta ei" farad " kuten kondensaattoreille. Ja kello tässä ei näy syystä, vaan siitä syystä, että tavallinen akku, toisin kuin tavanomainen kondensaattori, pystyy syöttämään kuormaa kirjaimellisesti tuntikausia.

Jos yrität selittää yksinkertaisesti, niin akun kapasiteetti amp-tunneissa Onko numeerinen ilmaus siitä, kuinka kauan tietty akku voi virrata kuormaa tietyllä virrankulutuksella.

Esimerkiksi, jos akku, jonka nimellisjännite on 12 volttia, on täysin latautunut, kun taas sen kapasiteetti on 4 Ah, tämä tarkoittaa, että kuorma, jonka kulutusvirta on 0,4 ampeeria, nimellisjännite 12 volttia, tämä akku pystyy tuottamaan virtaa 10 tuntia, kunnes tapahtuu tila, jossa sen jatkuva purkautuminen on vaarallista suorituskyvylle. Ja yhtä akkua kuluttavan kuorman kautta sama akku purkautuu 4 tunniksi (teoriassa, tietysti).

Tietenkin jokaiselle akulle on rajoitettu suurin sallittu purkausvirta, ja mitä suurempi purkausvirta on, sitä alhaisempi purkausominaisuuden lineaarisuus on ja sitä nopeammin akku tyhjenee arvioituun aikaan verrattuna.

Pienintä sallittua jännitettä, johon akku voidaan purkaa, säädellään ja se ilmoitetaan aina tietyn akun dokumenteissa, samoin kuin suurin turvallinen jännite, jonka yläpuolella akun lataaminen on erittäin epätoivottavaa.

Esimerkiksi 3,7 voltin litium-ioniakkuille tyypillinen, suurin sallittu vähimmäispurkausjännite on 2,75 volttia ja suurin on 4,25 volttia. Jos purkaat litiumpariston alle 2,75 voltiin, akku alkaa menettää kapasiteettiaan, ja jos lataat sen mittaamatta, se voi räjähtää.

12 voltin lyijyakkujen erityisen turvallinen minimi on 9,6 volttia ja maksimimäärä, johon voit ladata, on 13 volttia jne.

Kuten voitte nähdä, kapasiteettitiedoissa (ampetrituntina) volttia ei mainita ollenkaan. Ja sillä välin, jos käännät tunteja sekunteihin ja kerrotaan sitten kapasiteetin arvo akun jännitteellä, niin saamme tämän akun latausenergian arvon jouleina:

Työskentelevän akun kapasiteetti on tavalla tai toisella käytännössä riippumaton sen napojen jännitteestä nykyisellä hetkellä. Mutta kun sanomme “akun lataus”, emme tarkoita kapasiteettia, vaan vain jännitettä, johon akku on nyt latautunut. Jos akku latautuu nimellisjännitteeseen, voit luottaa akun kapasiteettiin sillä hetkellä. Jos akku on tyhjä, sen kapasiteetilla ei ole merkitystä.

Tässä tapauksessa akun todellinen kapasiteetti, kuten voidaan nähdä purkausominaisuuksien perheestä, riippuu voimakkaasti purkausvirran arvosta. 10 tunnin purku ja 10 minuutin purku esimerkiksi lyijyhappoparistolle (katso yllä oleva kuva) osoittavat kapasiteetin eron noin puoleen!

Vielä enemmän tai vähemmän tarkka matemaattinen suhde purkausvirran ja purkausajan välillä voidaan löytää. yksi tai toinen pariston esimerkki. Saksalainen tutkija Peikert paljasti tämän riippuvuuden ja esitteli niin kutsutun "Peckert-kertoimen" p, joka esimerkiksi suljetuille lyijyakkuille on alueella 1,25. Mitä suurempi purkausvirta, sitä lyhyempi purkausaika on. Ja yhtälön oikealla puolella oleva vakio - se riippuu suoraan akun nimelliskapasiteetista.

Akun todellinen kapasiteetti voidaan haluttaessa määrittää hyvin yksinkertaisesti: Lataa akku kokonaan (suurimpaan sallittuun jännitteeseen, joka on osoitettu asiakirjoissa) ja tyhjennä se sitten tasavirralla (lähellä dokumenttien 10 tunnin purkausominaisuutta) lopulliseen purkausjännitteeseen (joka on myös annettu dokumentaatio). Kerro purkausvirta ja purkausaika tunneissa - saat todellisen akun kapasiteetin ampeereina tai milliampereina.