Conţinut
- Calcularea ratei de descărcare
- Înțelegerea capacității bateriei
- Ecuația curbei de descărcare a bateriei
- Calculator descărcare baterie
- Aplicații de încărcare și descărcare a condensatorului
Știind cât timp ar trebui să dureze o baterie te poate ajuta să economisești bani și energie. Rata de descărcare afectează durata de viață a unei baterii. Specificațiile și caracteristicile modului în care circuitele electrice cu surse de baterii permit curgerea curentului sunt baza pentru crearea de echipamente electronice și electronice. Rata la care încărcarea curge printr-un circuit depinde de cât de repede poate fi curentă o sursă de baterie prin intermediul vitezei de descărcare.
Calcularea ratei de descărcare
Puteți utiliza legea Peukerts pentru a determina rata de descărcare a unei baterii. Legea Peukerts este t = H (C / IH)k in care H este timpul nominal de descărcare în ore, C este capacitatea nominală a vitezei de descărcare în amperi (de asemenea, numită AH amperi-oră), eu este curentul de descărcare în amperi, k este constanta Peukert fără dimensiuni și T este timpul efectiv de descărcare.
Timpul nominal de descărcare pentru o baterie este ceea ce au evaluat producătorii de baterii ca timp de descărcare pentru o baterie. Acest număr este de obicei dat cu numărul de ore la care a fost luată rata.
Constanta Peukert variază în general de la 1,1 la 1,3. Pentru bateriile absorbante de sticlă absorbantă (AGM), numărul este de obicei între 1.05 și 1.15. Poate varia de la 1,1 la 1,25 pentru bateriile cu gel și, în general, poate fi de 1,2 la 1,6 pentru bateriile inundate. BatteryStuff.com are un calculator pentru a determina constanta Peukert. Dacă nu doriți să o utilizați, puteți face o estimare a constantei Peukert pe baza designului bateriei dvs.
Pentru a utiliza calculatorul, trebuie să cunoașteți calificativul AH pentru baterie, precum și ratingul de oră la care a fost luat ratingul AH. Aveți nevoie de două seturi din aceste două evaluări. Calculatorul contabilizează, de asemenea, temperaturile extreme la care bateria funcționează și vârsta bateriei. Calculatorul online vă spune apoi constanta Peukert bazată pe aceste valori.
Calculatorul vă permite, de asemenea, să-i spuneți curentul când este conectat la o sarcină electrică, astfel încât calculatorul să poată determina capacitatea pentru sarcina electrică dată, precum și timpul de funcționare pentru a menține un nivel de descărcare în siguranță la 50%. Având în vedere variabilele acestei ecuații, puteți rearanja ecuația pentru a obține I x t = C (C / IH)k-1 pentru a obține produsul I x t ca timp actual, sau rata de descărcare. Acesta este noul rating AH pe care îl puteți calcula.
Înțelegerea capacității bateriei
Viteza de descărcare vă oferă punctul de pornire pentru a determina capacitatea unei baterii necesare pentru a rula diverse dispozitive electrice. Produsul I x t este taxa Q, în coulombele, eliberate de baterie. Inginerii preferă de obicei să folosească amplificatoare pentru a măsura rata de descărcare cu timpul T în ore și curent eu în amperi.
Din aceasta, puteți înțelege capacitatea bateriei folosind valori precum watt-ore (Wh) care măsoară capacitatea bateriilor sau energia de descărcare în termeni de watt, o unitate de putere. Inginerii folosesc complotul Ragone pentru a evalua capacitatea de watt-oră a bateriilor din nichel și litiu. Ploturile Ragone arată cum puterea de descărcare (în wați) scade pe măsură ce energia de descărcare (Wh) crește. Graficele arată această relație inversă între cele două variabile.
Aceste parcele vă permit să utilizați chimia bateriei pentru a măsura puterea și rata de descărcare a diferitelor tipuri de baterii, inclusiv fosfat de litiu-fier (LFP), oxid de litiu-magnanese (LMO) și cobalt de nichel mangan (NMC).
Ecuația curbei de descărcare a bateriei
Ecuația curbei de descărcare a bateriei care stă la baza acestor parcele vă permite să determinați durata de funcționare a unei baterii găsind panta inversă a liniei. Acest lucru funcționează deoarece unitățile de watt-oră împărțite în watt vă oferă ore de rulare. Punând aceste concepte sub formă de ecuație, puteți scrie E = C x Vavg pentru energie E în watt-ore, capacitate în amper-ore C și Vavg tensiunea medie a descărcării.
Watt-ore oferă un mod convenabil de a converti de la energia de descărcare la alte forme de energie, deoarece înmulțirea watt-ore cu 3600 pentru a obține watt-secunde vă oferă energia în unități de joule. Jouliile sunt frecvent utilizate în alte domenii ale fizicii și chimiei, cum ar fi energia termică și căldura pentru termodinamică sau energia luminii în fizica laserului.
Alte câteva măsurători diverse sunt utile alături de rata de descărcare. Inginerii măsoară, de asemenea, capacitatea de alimentare în unități de C, care este capacitatea amp-hour împărțită la exact o oră. De asemenea, puteți converti direct de la watt în amperi știind asta P = I x V pentru putere P în wați, curent eu în amperi și tensiune V în volți pentru o baterie.
De exemplu, o baterie de 4 V cu o putere de 2 amperi are o capacitate de 2 watt-oră de 2 Wh. Această măsurare înseamnă că puteți trage curentul la 2 amperi pentru o oră sau puteți trage un curent la un singur amper timp de două ore. Relația dintre ora actuală și ora depind unul de celălalt, așa cum este dat de rating-ul amperi.
Calculator descărcare baterie
Utilizarea unui calculator de descărcare a bateriei vă poate oferi o înțelegere mai profundă a modului în care diferitele materiale ale bateriei afectează rata de descărcare. Bateriile cu carbon-zinc, alcaline și acid plumb scad în general în eficiență atunci când se descarcă prea repede. Calcularea ratei de descărcare vă permite să cuantificați acest lucru.
Descărcarea unei baterii vă oferă metode de calcul a altor valori, cum ar fi capacitanța și constanta vitezei de descărcare. Pentru o anumită încărcare oferită de o baterie, capacitatea bateriei (nu trebuie confundată cu capacitatea, după cum am discutat anterior) C este dat de C = Q / V pentru o tensiune dată V_. Capacitatea, măsurată în faraduri, măsoară capacitatea bateriilor de a stoca încărcarea._
Un condensator aranjat în serie cu un rezistor vă poate permite să calculați produsul capacitanței și rezistenței circuitului care vă oferă constanta de timp τ ca τ = RC. Constanta de timp a acestui aranjament de circuit vă indică timpul necesar pentru condensator să consume aproximativ 46,8% din încărcarea sa atunci când vă descărcați printr-un circuit. Constanta de timp este, de asemenea, răspunsul circuitelor la o intrare de tensiune constantă, astfel încât inginerii folosesc frecvent constanta de timp ca frecvență de întrerupere pentru un circuit
Aplicații de încărcare și descărcare a condensatorului
Când un condensator sau o baterie se încarcă sau se descarcă, puteți crea multe aplicații în inginerie electrică. Lanterne sau flashtubes produc rafale intense de lumină albă pentru perioade scurte de timp de la un condensator electrolitic polarizat. Aceștia sunt condensatori care au un anod încărcat pozitiv care se oxidează prin formarea unui metal izolator ca mijloc de stocare și producere a încărcăturii.
Lumina lămpii provine de la electrozii lămpilor conectați la un condensator cu o cantitate mare de tensiune, astfel încât să poată fi folosiți pentru fotografia flash în camere. Acestea sunt obișnuite realizate cu un transformator intensificat și un redresor. Gazul din aceste lămpi rezistă la electricitate, astfel încât lampa nu va conduce electricitate până la descărcarea condensatorului.
În afară de bateriile simple, rata de descărcare își folosește condensatoarele de aparate de aer condiționat. Aceste balsamuri protejează electronica împotriva supratensiunilor de tensiune și de curent, eliminând interferențele electromagnetice (EMI) și interferențele radio-frecvență (RFI). Acestea fac acest lucru printr-un sistem al unui rezistor și al unui condensator în care rata condensatorilor de încărcare și descărcare împiedică apariția vârfurilor de tensiune.