Како измерити капацитет батерије и претворити фарадсе у ампли сате

Шта и зашто се мери капацитет батерије

Пуњење К, као количина електричне енергије, мери се у цоуломб (Ц), електрични капацитет кондензатора Ц је у фарадима, микрофарадима (микрофарадима), али капацитет батерије мерено из неког разлога не у фарадама, већ у ампер-сатима (милиампер-сатима).

Шта би то значило? Један ампер је привезак у једној секунди, из физике знамо да ако електрични набој једнак 1 привеску прође кроз проводник у 1 секунди, тада кроз проводник пролази струја од 1 ампера.

А шта је онда сат ампера? Амперским сатом (Ах) сматра се капацитет батерије на коме се, према датој струји од 1 ампера, батерија празни 1 сат пре минималног дозвољеног напона.

На пример за литијум јонску батерију величина оквира 18650, капацитета 3400 мАх, то значи да батерија са струјом од 340 мА може да се напуни за 10 сати, а аутомобилска батерија капацитета 55 Ах испразни се са око 12,8 до 10,8 волти за 2 сата на пражњењу од 27 5 А.

Као што вероватно знате, батерије се не могу испразнити на нулу, а у стварности свака врста батерија има минимални напон који је дозвољен да без оштећења испразни батерију.

На пример, оловни акумулатор не може да се испразни испод 10,5 волти, а литијумска батерија не може да се испразни испод 2,75 волти. Ако се ове толеранције крше, трајање батерије ће се потрошити много брже него што би могло бити ако се поштују препоруке у вези са минималним напоном.

Стога се капацитет акумулатора процењује на основу регулисаних норми за разне врсте батерија: аутомобилске батерије се тестирају на 20-сатном циклусу пражњења, а литијумске на 5 сати. Потпуно напуњена батерија празни се унапред одабраном струјом И на минимални дозвољени напон пражњења, уз мерење времена пражњења Т. На крају експеримента, множењем струје и измереног времена, добија се стварни капацитет батерије у ампер-сатима. К = ИТ.

Најједноставнији начин експерименталног процењивања познате врсте капацитета батерије

Дакле, за мерење капацитета батерије на једноставан, али мукотрпан начин, без прибегавања употреби посебних уређаја, може се потпуно напунити пражњење кроз отпорник познате прихватљиве вредности.

На пример, дозвољени безопасни напон пуног пражњења 18650 литијумске ћелије износи 2,75 волти, а његов пуни напон наелектрисања узима се 3,75 волти. Имајте на уму да такве батерије у посебним пуњачима не пуне више од 4,35 волта!

Претпоставимо да је напуњена потпуно напуњена батерија. Изаберите просечну празну струју од 325 мА, узмите отпорник номинална 10 Охм, снага 2 В - са маргином. Измеримо почетни напон на прикључцима акумулатора, рецимо да испада да износи тачно 3,75 волти, а на контакте причвршћујемо отпорник, истовремено детектујући време на сату. Затим ћемо пратити волтметар - након колико сати ће напон пасти на ниво од 2,75 волта.

На примјер, након 10 сати 27 минута, напон на батерији је постао 2,75 волти, а у старту је био 3,75 волти, а то је било празно кроз отпорник од 10 охма. Дакле, капацитет се већ може проценити са добром тачношћу: почетна струја 3,75 / 10 = 375 мА, крајња струја 2,75 / 10 = 275 мА, просечна струја (375 + 275) / 2 = 325 мА. Дакле, у року од 10.45 сати батерија је дала просечну струју од 0,325 А, дакле, капацитет је К = 10,45 * 0,325 = 3400 мАх. Ово је сиров, али поуздан начин за мерење капацитета батерије.

Аутомобилска батерија

За мерење капацитета аутомобилске батерије погодно је користити конвенционалну 60-ватску жаруљу са жарном нити. Обезбедиће просечну струју од 5 ампера.Лампа и волтметар повезани су са потпуно напуњеном батеријом (до око 12,5–12,8 волти), уз напомену да време. Када напон падне на 10,8 волти - искључите лампу и забележите протекло време. На пример, ако је прошло 9 сати, стварни капацитет ове аутомобилске батерије је К = 9 * 5 = 45 Ах.

Претворите фараде у амперативне сате

Батерија, за разлику од кондензатора, има веома велики део нелинеарности у кривуљи пражњења. Али ипак, неки љубитељи експеримената покушавају и у томе им успева, у неким апликацијама замењују батерију суперкапацитатори.

1 амперски сат је 3600 привеска. Претпоставимо да желимо да добијемо кондензаторску банку еквивалентну карактеристику пражњења, мада у кратком пресеку, за 12 волтну батерију капацитета 55 ампера. 55 ампера на сат привезак је 55 * 3600.

Променимо напон са 13 на 11 волти, па пошто је К = Ц (У1-У2), тада је Ц = 55 * 3600/2 = 99000 Ф. Готово 100 килофарадних вредности је еквивалентни електрични капацитет аутомобилске батерије ако су карактеристике пражњења исте као на кондензатору.

На Интернету постоји видео снимак у којем шест суперпроводника од по 3000 Ф, сваки од 2.7 В спојених у низу, замењује почетну батерију аутомобила. Испада да је 500 Ф око 16 В.

Процијенимо шта тренутно и колико дуго може дати таква монтажа. Нека се радни опсег поново усвоји од 13 до 11 волти. Колико дуго могу да рачунам на струју од 200 А (са маргином)? И = Ц (У1-У2) / т, тада је т = Ц (У1-У2) / И = 500 * 2/200 = 5 секунди. Довољно за покретање мотора.

Погледајте такође:Паралелно и серијско повезивање батерија