Qual è la capacità della batteria e da cosa dipende

Osservando i segni di qualsiasi batteria moderna, sia batteria del telefono cellulare agli ioni di litio o una batteria al piombo-acido proveniente da un gruppo di continuità - possiamo sempre trovare informazioni non solo sulla tensione nominale di una determinata fonte di alimentazione, ma anche sulla sua capacità elettrica.

In genere, si tratta di numeri come: 2200 mAh (leggi come 2200 milliampere-ora), 4Ah (4 ampere-ore), ecc. Come puoi vedere, un'unità di misura non di sistema - Ah (Ampere hour) - “ampere- ora ", ma non" farad " come per i condensatori. E l'orologio qui non appare per un motivo, ma per il motivo che una batteria normale, a differenza di un condensatore convenzionale, è in grado di alimentare il carico letteralmente per ore.

Se provi a spiegare abbastanza semplicemente, quindi la capacità della batteria in ore amp È un'espressione numerica della durata di una batteria in grado di alimentare un carico con un consumo di corrente specifico.

Ad esempio, se una batteria con una tensione nominale di 12 volt è completamente carica, mentre ha una capacità di 4 Ah, ciò significa che un carico con una corrente di consumo di 0,4 ampere, con una tensione nominale di 12 volt, questa batteria sarà in grado di fornire per 10 ore prima che si verifichi una condizione in cui la sua ulteriore scarica diventa pericolosa per le prestazioni. E attraverso un carico con una corrente di consumo di 1 ampere, la stessa batteria verrà scaricata per 4 ore (teoricamente, ovviamente).

Naturalmente, per ogni batteria esiste un limite alla massima corrente di scarica consentita e maggiore è la corrente di scarica, minore sarà la linearità della caratteristica di scarica e più veloce la batteria si scaricherà rispetto al tempo stimato.

Anche la tensione minima consentita a cui è possibile scaricare la batteria è regolata e sempre indicata nella documentazione per una batteria specifica, così come la massima tensione di sicurezza al di sopra della quale è molto indesiderabile caricare la batteria.

Ad esempio, tipico per una batteria agli ioni di litio da 3,7 volt, la tensione di scarica minima massima consentita è 2,75 volt e la massima è 4,25 volt. Se scarichi una batteria al litio a meno di 2,75 volt, la batteria inizierà a perdere capacità e, se la ricarichi oltre misura, potrebbe esplodere.

Per una batteria al piombo-acido da 12 volt, il minimo estremamente sicuro è 9,6 volt e il massimo a cui è possibile caricare è 13 volt, ecc.

Come puoi vedere, nelle informazioni sulla capacità (in ampere-ore) i volt non sono affatto menzionati. E intanto, se traduci le ore in secondi, quindi moltiplichi il valore della capacità per la tensione della batteria, otteniamo il valore dell'energia di carica di questa batteria in joule:

In un modo o nell'altro, la capacità di una batteria funzionante è praticamente indipendente dalla tensione ai suoi terminali al momento attuale. Ma quando diciamo "carica della batteria", intendiamo non la capacità, ma solo la tensione a cui è ora caricata la batteria. Se la batteria è carica alla tensione nominale, puoi contare sulla capacità della batteria in quel momento. Se la batteria è scarica, la sua capacità non ha importanza.

In questo caso, la capacità effettiva della batteria, come si può vedere dalla famiglia delle caratteristiche di scarica, dipende fortemente dal valore della corrente di scarica. Una scarica di 10 ore e una scarica di 10 minuti, ad esempio per una batteria al piombo acido (vedere la figura sopra), mostreranno una differenza di capacità di circa la metà!

È possibile trovare una relazione matematica ancora più o meno esatta tra la corrente di scarica e il tempo di scarica. una o un'altra istanza della batteria. Questa dipendenza è stata rivelata dallo scienziato tedesco Peikert e ha introdotto il cosiddetto "coefficiente di Peckert" p, che, ad esempio, per le batterie al piombo-acido sigillate si trova nella regione di 1,25. Maggiore è la corrente di scarica, più breve è il tempo di scarica. E la costante sul lato destro dell'equazione - dipende direttamente dalla capacità nominale della batteria.

Se lo si desidera, la capacità effettiva della batteria può essere determinata in modo molto semplice: caricare completamente la batteria (fino alla massima tensione consentita, indicata nella documentazione), quindi scaricarla con corrente continua (vicino alla caratteristica di scarica di 10 ore dalla documentazione) alla tensione di scarica finale (che è anche indicata in documentazione). Moltiplica la corrente di scarica e il tempo di scarica in ore - ottieni la capacità reale della batteria in ampere o milliampere-ora.

Comments

[#1 giurassico]

La capacità è misurata in farad. Carica in pendenti = corrente (Ampere) x tempo (secondo). Conclusione: l'articolo non è corretto.

[#2 giuria]

Articolo normale. È scritto per la gente comune, non per gli accademici.