Kas lemia vidinę baterijų varžą

Sveiki, mieli svečiai ir mano kanalo abonentai. Šiandien noriu pakalbėti apie tokį reiškinį kaip vidinė baterijų varža ir nuo ko priklauso šis parametras. Taigi pradėkime.

Paimkime, pavyzdžiui, ličio jonų akumuliatorių, dažniausiai naudojamą formos koeficientą 18650, kurio vardinė talpa yra 2500 mAh, ir įkraukite jį iki 3,7 voltų darbinės įtampos.

Dabar prijunkime prie jo apkrovą 1 omų rezistoriaus pavidalu, įvertintu 10 vatų. Kaip manote, kokia srovė iš pradžių tekės tokioje sistemoje?

Mes galime lengvai apskaičiuoti šią srovę pagal Ohmo dėsnį

Bet jei mes prijungsime ampermetrą, tada tikroji srovė skirsis nuo apskaičiuoto ir bus lygi I = 3,6 A. O priežastis tokia.

Vidinis pasipriešinimas

Taigi, šio nukrypimo priežastis yra ta, kad visiškai bet kurios akumuliatoriaus baterijos viduje yra savas vidinis atsparumas. Mūsų mini grandinėje, be 1 Ohmo rezistoriaus, bus dar vienas atsparumas.

Įsivaizduokime savo bateriją tikro dviejų polių pavidalu.

Taigi, pagal pirmiau pateiktą schemą, įtampa yra 3,7 voltai - tai bus ne kas kita, kaip šaltinio EMF.

r yra vidinė šaltinio varža, kuri šiame konkrečiame pavyzdyje bus maždaug lygi 0,028 Ohm.

Jei iš tikrųjų matuojate prijungto rezistoriaus įtampą, tai bus 3,6 voltai, o tai reiškia, kad įtampos kritimas vidinėje akumuliatoriaus varžoje buvo 0,1 V.

Pasirodo, kad pagal tą patį Omo įstatymą, esant 3,6 voltų įtampai ir 1 omų varžai, srovė bus 3,6 ampero.

Kadangi mūsų grandinė yra nuosekli, panaši srovė tekės per vidinę varžą, o tai reiškia, kad atliekant paprastus skaičiavimus gauname, kad vidinė varža yra lygi:

Dabar išsiaiškinkime, nuo kokių parametrų priklauso šis vidinis atsparumas ir ar jo vertė yra konstanta.

Kokie parametrai lemia šaltinio vidinę varžą

Taigi iš tikrųjų skirtingų tipų baterijų vidinis atsparumas reiškia visiškai skirtingas reikšmes. Jis aktyviai keičiasi ir šie pokyčiai priklauso nuo šių parametrų:

1. Srovės dydis.
2. Baterijos talpa.
3. Nuo viso akumuliatoriaus įkrovimo.
4. Baterijos elektrolito temperatūra.

Taigi yra tokia schema: kuo didesnė apkrovos srovė, tuo mažesnė vidinė varža. Taip yra dėl krūvio persiskirstymo elektrolite proceso.

Kadangi srovės stipris yra didelis, tai reiškia, kad jonų krūvio perdavimo iš elektrodo į elektrodą greitis yra didelis, ir tai įmanoma esant mažam pasipriešinimui.

Dabartinis stiprumas yra mažesnis - jonai ne taip aktyviai perduoda krūvį. Tai reiškia, kad vidinis pasipriešinimas bus didelis.

Didelės talpos baterijose yra žymiai daugiau elektrodų, o tai savo ruožtu rodo, kad elektrodų sąveikos su elektrolitu procesas yra platesnis. Tai reiškia, kad žymiai didesnis jonų skaičius vienu metu patenka į krūvio perdavimą.

Tai padidina srovės stiprumą ir sumažina vidinį pasipriešinimą.

Dabar pakalbėkime apie kitą svarbų veiksnį - temperatūrą.

Keletas žodžių apie temperatūros režimą ir akumuliatoriaus įkrovą

Kiekviena baterija skirta tam tikram darbinės temperatūros diapazonui. Tuo pačiu metu skirtingų gamintojų temperatūra yra skirtinga.

Bet tuo pačiu metu veikia toks dėsningumas: kuo aukštesnė elektrolito temperatūra, tuo didesnis reakcijos greitis joje, todėl mažesnė vidinė varža.

Šiuolaikinės baterijos turi beveik tiesinę vidinės varžos priklausomybę nuo temperatūros.

Tačiau tuo pačiu metu temperatūra negali pakilti neribotą laiką ir be pasekmių. Jei reakcija vyksta per smarkiai, tada aktyvi deguonies evoliucija elektrolite (dėl anodo suirimo) gali sukelti gaisrą.

Dėl šios priežasties visos šiuolaikinės baterijos turi apsaugą nuo perkaitimo.

Išduodant akumuliatoriaus įkrovą, jo talpa pradeda mažėti dėl to, kad įkrovos perskirstymo reakcijoje lieka vis mažiau įkrautų jonų.

Vadinasi, srovė mažėja, o vidinė varža, priešingai, didėja. Todėl teisinga: kuo labiau įkrauta baterija, tuo mažesnė jos vidinė varža.

Tai viskas, ką norėjau pasakyti apie vidinį akumuliatorių atsparumą ir jį veikiančius veiksnius.

Jei jums patiko straipsnis, tada uždėkite nykščius ir užsiprenumeruokite! Ačiū, kad skaitėte iki galo!