Kako izmjeriti kapacitet baterije i pretvoriti faradse u amp sate

Što se i zašto mjeri kapacitet baterije

Punjenje Q, kao količina električne energije, mjeri se u coulomb (C), električni kapacitet kondenzatora C je u faradima, mikrofaradima (mikrofaradima), ali kapacitet baterije mjereno iz nekog razloga, ne u faradama, već u amperskim satima (miliamper-satima).

Što bi to značilo? Jedan amper je privjesak u jednoj sekundi, iz fizike znamo da ako električni naboj jednak 1 privjesku prolazi kroz kondukter u 1 sekundi, tada kroz vodič prolazi struja od 1 ampera.

I što je onda sat vremena? Amperskim satom (Ah) smatra se kapacitet baterije na kojem se, prema datoj struji od 1 ampera, baterija isprazni 1 sat prije minimalnog dopuštenog napona.

Na primjer za litij-ionsku bateriju veličina okvira 18650, kapaciteta 3400 mAh, to znači da baterija struje 340 mA može da se napuni za 10 sati, a automobilska baterija kapaciteta 55 Ah prazni od oko 12,8 do 10,8 volti za 2 sata pri pražnjenju od 27 5 A.

Kao što vjerojatno znate, baterije se ne mogu isprazniti na nulu, a u stvarnosti svaka vrsta baterija ima minimalni napon koji je dopušten da bez oštećenja isprazni bateriju.

Na primjer, olovni akumulator ne može se isprazniti nižim od 10,5 volti, a litij baterija ne može biti manja od 2,75 V. Ako se krše ta odstupanja, vijek trajanja baterije potrošiće se mnogo brže nego što bi moglo biti ako se poštuju preporuke u vezi s minimalnim naponom.

Stoga se kapacitet baterija procjenjuje na temelju reguliranih normi za razne vrste baterija: automobilske baterije testiraju se na 20-satnom ciklusu pražnjenja, a litijske baterije na pet satnom. Potpuno napunjena baterija prazni se unaprijed odabranom strujom I na minimalni dozvoljeni napon pražnjenja, uz mjerenje vremena pražnjenja T. Na kraju eksperimenta, množenjem struje i izmjerenog vremena, dobiva se stvarni kapacitet baterije u amper-satima. Q = IT.

Najjednostavniji način eksperimentalnog procjenjivanja poznate vrste kapaciteta baterije

Dakle, za mjerenje kapaciteta baterije na jednostavan, ali mukotrpan način, bez pribjegavanja korištenju posebnih uređaja, moguće je potpuno napuniti pražnjenje kroz otpornik poznate prihvatljive vrijednosti.

Na primjer, dozvoljeni bezopasni napon punog pražnjenja 18650 litijske ćelije iznosi 2,75 volti, a njegov puni napon punjenja iznosi 3,75 volti. Imajte na umu da takve baterije u posebnim punjačima ne pune više od 4,35 volta!

Pretpostavimo da je napunjena potpuno napunjena baterija. Odaberite prosječnu struju pražnjenja od 325 mA, uzmite otpornik 10 Ohm, 2 W - sa maržom. Izmjerimo početni napon na priključnicama akumulatora, recimo da se ispostavi da iznosi točno 3,75 volta, a na terminale pričvrstimo otpornik, istodobno detektirajući vrijeme na satu. Dalje ćemo pratiti voltmetar - nakon koliko sati napon će pasti na razinu od 2,75 volta.

Na primjer, nakon 10 sati 27 minuta, napon na bateriji postao je 2,75 volti, a u startu je bio 3,75 volti, a to se dogodilo kada se isprazni kroz otpornik od 10 ohma. Dakle, kapacitet se već može procijeniti s dobrom točnošću: početna struja 3,75 / 10 = 375 mA, krajnja struja 2,75 / 10 = 275 mA, prosječna struja (375 + 275) / 2 = 325 mA. Dakle, u roku od 10,45 sati baterija je dala prosječnu struju 0,325 A, dakle, kapacitet je Q = 10,45 * 0,325 = 3400 mAh. Ovo je sirov, ali pouzdan način mjerenja kapaciteta baterije.

Akumulator automobila

Za mjerenje kapaciteta baterije u automobilu prikladno je koristiti konvencionalnu žarulju sa žarnom tehnikom od 60 vata. Pružit će prosječnu struju od 5 ampera.Svjetiljka i voltmetar povezani su s potpuno napunjenom baterijom (do oko 12,5–12,8 volti), uz napomenu da je vrijeme. Kad napon padne na 10,8 volti - isključite žarulju i zabilježite proteklo vrijeme. Na primjer, ako je prošlo 9 sati, stvarni kapacitet ove automobilske baterije je Q = 9 * 5 = 45 Ah.

Pretvorite farade u amperativne sate

Baterija, za razliku od kondenzatora, ima jako veliki dio nelinearnosti u krivulji pražnjenja. No ipak, neki ljubitelji eksperimenata pokušavaju i u tome im uspijeva, u nekim aplikacijama zamjenjuju bateriju supercapacitors.

1 amperski sat je 3600 privjesaka. Pretpostavimo da želimo dobiti kondenzatorsku skupinu koja je jednaka svojstvu pražnjenja, iako u kratkom presjeku, 12-voltnoj bateriji kapaciteta 55 ampera. 55 ampera na sat privjesak je 55 * 3600.

Uzmemo promjenu napona s 13 na 11 volti, tada je od Q = C (U1-U2), tada je C = 55 * 3600/2 = 99000 F. Gotovo 100 kilofaradnih jedinica je ekvivalentni električni kapacitet automobilske baterije ako su karakteristike pražnjenja iste kao kod kondenzatora.

Na Internetu postoji videozapis u kojem šest supravodiča od po 3000 F, svaki od 2.7 V spojeno u seriju, zamjenjuje početnu bateriju automobila. Ispada da je 500 F oko 16 V.

Procijenimo što trenutno i koliko dugo može dati takav sklop. Neka se radni raspon ponovo usvoji od 13 do 11 volti. Koliko dugo mogu računati na struju od 200 A (s marginom)? I = C (U1-U2) / t, a zatim t = C (U1-U2) / I = 500 * 2/200 = 5 sekundi. Dovoljno za pokretanje motora.

Vidi također:Paralelno i serijsko povezivanje baterija