Što je unutarnji otpor baterije

U ovom postu pokušavamo istražiti unutarnji otpor baterije i pokušati naučiti kritične karakteristike povezane s ovim parametrom baterije.

Što je unutarnji otpor baterije

Unutarnji otpor (IR) baterije u osnovi je razina suprotnosti prolasku elektrona ili struje kroz bateriju u zatvorenoj petlji. U osnovi postoje dva čimbenika koja utječu na unutarnji otpor određene baterije, a to su elektronički otpor i ionski otpor. Elektronički otpor u sprezi s ionskim otporom uobičajeno se naziva ukupnim efektivnim otporom

Elektronički otpor omogućuje pristup otpornosti praktičnih komponenata koje mogu uključivati ​​metalne navlake i druge relevantne povezane materijale, kao i na kojoj razini bi ti materijali mogli biti u fizičkom kontaktu jedni s drugima.

Rezultat gore navedenih parametara koji se odnose na stvaranje ukupnog efektivnog otpora mogao bi biti brz i mogao bi se posvjedočiti u prvih nekoliko djelića milisekundi nakon što je baterija podvrgnuta opterećenju.

Što je ionski otpor

Jonski otpor je otpor prolasku elektrona unutar baterije kao rezultat mnoštva elektrokemijskih parametara koji mogu uključivati, vodljivost elektrolita, strujanje iona i presjek površine elektrode.

Takvi rezultati polarizacije započinju prilično tromo u usporedbi s elektroničkim otporom koji se zbraja s ukupnim efektivnim otporom, koji se obično odvija nekoliko milisekundi nakon utjecaja na bateriju pod opterećenjem.

Provjera impedancije od 1000 Hz često se provodi kako bi se ukazalo na unutarnji otpor. Impedancija se naziva otporom pruženim prolazu izmjenične struje kroz zadanu petlju. Kao posljedica relativno visoke frekvencije od 1000 Hz, neki stupanj ionskog otpora vjerojatno neće uspjeti u potpunosti zabilježiti.

U većini slučajeva značaj 1000 impedancije bit će ispod ukupne vrijednosti efektivnog otpora za odgovarajuću bateriju u pitanju. Provjerom impedance u odabranom rasponu frekvencija može se pokušati omogućiti točan prikaz unutarnjeg otpora.

Učinak ionskog otpora

Učinak elektroničkog i ionskog otpora mogao bi se identificirati kada se postavljanje testira dvostrukom impulsnom provjerom ulaza. Ovaj test koristi postupak uvođenja baterija o kojoj se radi u prigušenom pozadinskom prazniku, tako da se pražnjenje prvo stabilizira prije nego što pulsiranje započne sa značajnijim opterećenjem, nekih 100 milisekundi.

Izračunavanje efektivnog otpora

Uz pomoć 'Ohmskog zakona', ukupni efektivni otpor lako se procjenjuje dijeljenjem razlike u naponu s razlikom struje. Pozivajući se na ocjenu prikazanu na (sl. 1), s stabilizacijskim opterećenjem od 5 mA zajedno s impulsom od 505 mA, razlika u struji iznosi 500 mA. Ako napon odstupa od 1.485 do 1.378, delta napon mogao bi se posmatrati kao 0.107 V, što ukazuje na ukupni efektivni otpor od 0.107 V / 500mA ili 0.214 Ohma.

Karakteristični efektivni otpor potpuno novih alkalnih cilindričnih baterija Energizer (kroz stabilizacijski odvod od 5 mA i odmah s impulsom od 505 mA i 100 milisekundi) mogao bi se očekivati ​​oko 150 do 300 milioma, što se određuje relativnom dimenzijom.

Što su Flash pojačala

Bljeskalica su dodatno ugrađena kako bi se postigla aproksimacija unutarnjeg otpora. Pod bljeskalicama se podrazumijeva maksimalna struja koju se od baterije može očekivati ​​znatno kraće vrijeme.

Ovo se ispitivanje ponekad provodi električnim kratkim spojem baterije s otpornikom od 0,01 ohma u roku od 0,2 sekunde i bilježenjem napona zatvorenog kruga. Strujanje struje kroz otpornik moglo bi se odrediti pomoću zakona Ohma i dijeljenjem napona zatvorenog kruga s 0,01 ohma.

Napon otvorenog kruga prije ispitivanja podijeli se s pojačalima bljeskalice kako bi se postigla aproksimacija unutarnjeg otpora.

S obzirom na to da bljeskalica ne može biti lako savršeno odrediti, a OCV se može izračunati pod brojnim uvjetima, ovaj način mjerenja treba primijeniti samo za postizanje generičke aproksimacije unutarnjeg otpora.

Pad napona baterije pod opterećenjem može biti u odnosu na ukupni efektivni otpor zajedno s trenutnom brzinom pražnjenja.

Opće informacije o početnom padu napona pod opterećenjem obično se procjenjuju množenjem ukupnog efektivnog otpora trenutnim pražnjenjem baterije.

Recimo da se baterija s unutarnjim otporom od 0,1 ohma isprazni ili isprazni brzinom od 1 amp.
Tada prema omskom zakonu:

V = I x R = 1 x 0,1 = 0,1 V

Ako uzmemo u obzir da je napon otvorenog kruga 1,6 V, tada bi se očekivani napon zatvorenog kruga battreya mogao zapisati kao:

1,6 - 0,1 = 1,5 V.

Kako se povećavaju unutarnji otpori

Općenito govoreći, unutarnji otpor će se povećavati tijekom pražnjenja uzrokovanog aktivnim komponentama unutar baterije koja je puštena u upotrebu.

Nakon toga, stopa varijacije tijekom pražnjenja nije ujednačena. Kemijski sastav baterije, intenzitet pražnjenja, brzina rasipanja i starost baterije mogu lako utjecati na unutarnji otpor tijekom pražnjenja.

Zimski uvjeti mogu rezultirati elektrokemijskim tendencijama koje se materijaliziraju u bateriji da usporavaju što rezultira smanjenjem aktivnosti iona u elektrolitu. Na kraju, unutarnji otpor postat će sve veći s padom okolnih temperatura

Grafikon (slika 2) prikazuje ishod temperature na ukupnom efektivnom otporu potpuno nove alkalne baterije Energizer E91 AA. Općenito, unutarnji otpor mogao bi se odrediti u skladu s padom napona baterije pod prepoznatim uvjetima opterećenja.

Na postignuća bi mogao utjecati pristup, postavke kao i klimatska ograničenja. Unutarnji otpor baterije treba smatrati općim pravilom, a ne točnom veličinom kad god se primijeni na procijenjeni pad napona za određenu primjenu.