Vědět, jak dlouho by měla baterie vydržet, vám pomůže ušetřit peníze a energii. Rychlost vybíjení ovlivňuje životnost baterie. Specifikace a vlastnosti toho, jak elektrické obvody se bateriovými zdroji nechávají protékat proud, jsou základem pro vytváření elektroniky a elektronických zařízení. Rychlost, kterou náboj protéká obvodem, závisí na tom, jak rychle může bateriový zdroj posílat proud skrz něj na základě jeho rychlosti vybíjení.
Výpočet rychlosti vybíjení
K určení rychlosti vybíjení baterie můžete použít Peukertův zákon. Peukertův zákon je
t = H \ bigg (\ frac {C} {IH} \ bigg) ^ k
ve kterémHje jmenovitá doba vybíjení v hodinách,Cje jmenovitá kapacita rychlosti vybíjení v ampérhodinách (nazývaná také AH ampérhodina),Jáje vybíjecí proud v ampérech,kje Peukertova konstanta bez rozměrů atje skutečná doba vybíjení.
Jmenovitá doba vybíjení baterie je doba, kterou výrobci baterie označili jako dobu vybíjení baterie. Toto číslo se obvykle uvádí s počtem hodin, kdy byla sazba přijata.
Peukertova konstanta se obecně pohybuje od 1,1 do 1,3. U baterií Absorbent Glass Mat (AGM) je jejich počet obvykle mezi 1,05 a 1,15. Může se pohybovat od 1,1 do 1,25 pro gelové baterie a obecně může být 1,2 až 1,6 pro zaplavené baterie. BatteryStuff.com má
Abyste mohli kalkulačku používat, potřebujete znát hodnocení AH pro baterii a hodinové hodnocení, při kterém bylo hodnocení AH přijato. Potřebujete dvě sady těchto dvou hodnocení. Kalkulačka také zohledňuje extrémní teploty, při nichž baterie pracuje, a stáří baterie. Online kalkulačka vám potom na základě těchto hodnot řekne Peukertovu konstantu.
Kalkulačka vám také umožňuje zjistit aktuální proud při připojení k elektrické zátěži, aby kalkulačka mohla určit kapacitu pro danou elektrickou zátěž i dobu běhu, aby byla bezpečně udržována úroveň vybití 50%. S ohledem na proměnné této rovnice můžete rovnici uspořádat a získat
It = C \ bigg (\ frac {C} {IH} \ bigg) ^ {k-1}
získat produktTojako aktuální čas, čas nebo rychlost vybíjení. Toto je nové hodnocení AH, které můžete vypočítat.
Porozumění kapacitě baterie
Rychlost vybíjení poskytuje výchozí bod pro určení kapacity baterie potřebné k provozu různých elektrických zařízení. ProduktToje poplatekQ,v coulombech, vydávaných baterií. Inženýři obvykle dávají přednost měření ampérhodin k měření rychlosti vybíjení pomocí časutv hodinách a prouduJáv zesilovačích.
Z toho můžete pochopit kapacitu baterie pomocí hodnot, jako jsou watthodiny (Wh), které měří kapacitu baterie nebo vybíjejí energii ve wattech, což je jednotka výkonu. Inženýři používají graf Ragone k vyhodnocení watthodinové kapacity baterií vyrobených z niklu a lithia. Ragoneovy grafy ukazují, jak vybíjecí výkon (ve wattech) klesá s rostoucí výbojovou energií (Wh). Grafy ukazují tento inverzní vztah mezi dvěma proměnnými.
Tyto grafy umožňují použít chemii baterií k měření výkonu a rychlosti vybíjení různých typů baterie včetně fosforečnanu lithno-železného (LFP), oxidu lithno-magnátového (LMO) a kobaltu niklu a manganu (NMC).
Rovnice křivky vybití baterie
Rovnice křivky vybití baterie, která je základem těchto grafů, vám umožní určit dobu běhu baterie vyhledáním inverzního sklonu čáry. To funguje, protože jednotky watthodiny dělené wattem vám poskytnou hodiny běhu. Když tyto koncepty uvedete do rovnice, můžete psátE = C x Vprůmpro energiiEve watthodinách, kapacita v ampérhodináchCaPROTIprůmprůměrné napětí výboje.
Watt-hodiny poskytují pohodlný způsob převodu z energie výboje na jiné formy energie, protože vynásobením watthodin o 3 600 a získání watt-sekund získáte energii v jednotkách joulů. Jouly se často používají v jiných oblastech fyziky a chemie, jako je tepelná energie a teplo pro termodynamiku nebo energie světla ve laserové fyzice.
Kromě rychlosti vybíjení je užitečné několik dalších různých měření. Inženýři také měří výkonovou kapacitu v jednotkáchC, což je kapacita ampérhodiny dělená přesně jednou hodinou. S vědomím toho můžete také převádět přímo z wattů na zesilovačeP = I x Vpro mocPve wattech, aktuálníJáv zesilovačích a napětíPROTIve voltech pro baterii.
Například baterie 4 V s hodnocením 2 ampérhodiny má kapacitu watthodiny 2 Wh. Toto měření znamená, že můžete odebírat proud při 2 A po dobu jedné hodiny nebo můžete proud odebírat v jednom zesilovači pro dvě hodin. Vztah mezi proudem a časem závisí na sobě navzájem, jak je dáno hodnocením ampérhodin.
Kalkulačka vybití baterie
Pomocí kalkulačky vybíjení baterie můžete lépe porozumět tomu, jak různé materiály baterie ovlivňují rychlost vybíjení. Uhlík-zinkové, alkalické a olověné baterie obecně snižují účinnost, pokud se vybijí příliš rychle. Výpočet rychlosti vybíjení vám to umožní vyčíslit.
Vybití baterie vám poskytuje metody výpočtu dalších hodnot, jako je kapacita a konstanta rychlosti vybíjení. Pro daný náboj vydávaný baterií je kapacita baterie (nezaměňovat s kapacitou, jak bylo popsáno výše)CdarovánoC = Q / Vpro dané napětí V.Kapacitance, měřená ve faradech, měří schopnost baterie ukládat náboj.
Kondenzátor uspořádaný do série s odporem vám umožní vypočítat produkt kapacity a odporu obvodu, který vám dá časovou konstantu τ jako τ = RC. Časová konstanta tohoto uspořádání obvodu udává čas, za který kondenzátor spotřebuje přibližně 46,8% svého náboje při vybíjení obvodem. Časová konstanta je také reakcí obvodu na vstup konstantního napětí, takže inženýři často používají časovou konstantu jako mezní frekvenci obvodu
Aplikace pro nabíjení a vybíjení kondenzátorů
Když se kondenzátor nebo baterie nabíjí nebo vybíjí, můžete vytvořit mnoho aplikací v elektrotechnice. Výbojky nebo výbojky produkují po krátkou dobu intenzivní záblesky bílého světla z polarizovaného elektrolytického kondenzátoru. Jedná se o kondenzátory, které mají kladně nabitou anodu, která oxiduje vytvořením izolačního kovu jako prostředku pro skladování a výrobu náboje.
Světlo lampy vychází z elektrod lampy připojených k kondenzátoru s velkým množstvím napětí, takže je lze použít pro fotografování blesků ve fotoaparátech. Obvykle se vyrábějí s krokovým transformátorem a usměrňovačem. Plyn v těchto lampách odolává elektřině, takže lampa nebude vést elektřinu, dokud se nevybije kondenzátor.
Kromě přímých baterií najde rychlost vybíjení použití v kondenzátorech kondicionérů napájení. Tyto kondicionéry chrání elektroniku před přepětím při práci s napětím a proudem tím, že eliminují elektromagnetické rušení (EMI) a vysokofrekvenční rušení (RFI). Dělají to prostřednictvím systému rezistoru a kondenzátoru, ve kterém rychlost nabíjení a vybíjení kondenzátoru zabraňuje výskytu napěťových špiček.