Kako izračunati brzinu pražnjenja baterije

Ako znate koliko dugo treba trajati baterija, možete uštedjeti novac i energiju. Stopa pražnjenja utječe na vijek trajanja baterije. Specifikacije i značajke načina na koji električni krugovi s izvorima baterija puštaju struju temelj su za stvaranje elektronike i elektroničke opreme. Brzina protoka naboja kroz krug ovisi o tome koliko brzo izvor baterije može poslati struju kroz njega na temelju brzine pražnjenja.

Pomoću Peukertovog zakona možete odrediti brzinu pražnjenja baterije. Peukertov zakon je

u kojemHje predviđeno vrijeme pražnjenja u satima,Cje nazivni kapacitet brzine pražnjenja u amp-satima (također se naziva i AH amp-hour ocjena),Jaje struja pražnjenja u pojačalima,kje Peukertova konstanta bez dimenzija itje stvarno vrijeme pražnjenja.

Procijenjeno vrijeme pražnjenja baterije ono je što su proizvođači baterija procijenili kao vrijeme pražnjenja baterije. Taj se broj obično daje s brojem sati u kojima je uzeta stopa.

Peukertova konstanta uglavnom se kreće od 1,1 do 1,3. Za baterije s upijajućim staklenim matom (AGM) broj je obično između 1,05 i 1,15. Može se kretati od 1,1 do 1,25 za gel baterije, a općenito može biti 1,2 do 1,6 za poplavljene baterije. BatteryStuff.com ima kalkulator za određivanje Peukertove konstante. Ako je ne želite koristiti, možete napraviti procjenu Peukertove konstante na temelju dizajna vaše baterije.

Da biste koristili kalkulator, morate znati AH ocjenu baterije, kao i ocjenu sata za koju je uzeta AH ocjena. Potrebna su vam dva seta od ove dvije ocjene. Kalkulator također uzima u obzir ekstremne temperature na kojima radi baterija i starost baterije. Mrežni kalkulator tada vam govori Peukertovu konstantu na temelju tih vrijednosti.

Kalkulator vam također omogućuje određivanje struje kad je spojen na električno opterećenje, tako da kalkulator može odrediti kapacitet za određeno električno opterećenje, kao i vrijeme rada kako bi se održao nivo pražnjenja na sigurnom 50%. Imajući na umu varijable ove jednadžbe, možete preurediti jednadžbu tako da dobije

da biste dobili proizvodTokao trenutno vrijeme ili brzinu pražnjenja. Ovo je nova ocjena AH koju možete izračunati.

Stupanj pražnjenja pruža vam početnu točku za određivanje kapaciteta baterije potrebne za rad različitih električnih uređaja. ProizvodToje nabojP,u kulonima, koje odaje baterija. Inženjeri obično radije koriste amp-sata za mjerenje brzine pražnjenja koristeći vrijemetu satima i trenutnimJau pojačalima.

Iz toga možete razumjeti kapacitet baterije pomoću vrijednosti poput vat-sati (Wh) koje mjere kapacitet baterije ili energiju pražnjenja u vatima, jedinici snage. Inženjeri koriste Ragoneovu parcelu za procjenu vat-satnog kapaciteta baterija izrađenih od nikla i litija. Ragonove slike pokazuju kako snaga pražnjenja (u vatima) opada s porastom energije pražnjenja (Wh). Grafikoni pokazuju ovaj obrnuti odnos između dvije varijable.

Te vam plohe omogućuju korištenje kemije baterija za mjerenje snage i brzine pražnjenja različitih vrsta baterije uključujući litij-željezni fosfat (LFP), litij-magnanov oksid (LMO) i nikal mangan kobalt (NMC).

Jednadžba krivulje pražnjenja baterije koja leži u osnovi ovih crteža omogućuje vam određivanje vremena rada baterije pronalaženjem obrnutog nagiba crte. To djeluje jer vam jedinice vat-sata podijeljene s vatom daju sate vremena rada. Stavljajući ove koncepte u oblik jednadžbe, možete pisatiE = C x V_prosjza energijuEu vat-satima, kapacitet u amp-satimaCiV_prosjprosječni napon pražnjenja.

Watt-sati pružaju prikladan način za pretvaranje iz energije pražnjenja u druge oblike energije jer množenjem vat-sati s 3600 da biste dobili watt-sekunde daje vam energiju u džulima. Džuli se često koriste u drugim područjima fizike i kemije, poput toplinske energije i topline za termodinamiku ili energije svjetlosti u laserskoj fizici.

Nekoliko drugih raznih mjerenja korisno je uz brzinu pražnjenja. Inženjeri također mjere snagu u jedinicamaC, što je kapacitet amp-sata podijeljen s točno jedan sat. Znajući to, također možete pretvoriti izravno iz vata u pojačalaP = I x Vza moćStru vatima, strujaJau pojačalima i naponuVu voltima za bateriju.

Primjerice, baterija od 4 V snage 2 amp-sata ima vat-sat kapaciteta 2 Wh. Ovo mjerenje znači da možete povući struju na 2 ampera jedan sat ili možete povući struju na jednom pojačalu za dva sati. Odnos između struje i vremena ovisi jedan o drugome, što daje ocjena amp-sata.

Korištenje kalkulatora pražnjenja baterije može vam dati dublje razumijevanje kako različiti materijali baterije utječu na brzinu pražnjenja. Ugljično-cinkove, alkalne i olovno kiselinske baterije općenito smanjuju učinkovitost kada se prebrzo prazne. Izračun brzine pražnjenja omogućuje vam kvantificiranje ovoga.

Pražnjenje baterije omogućuje vam metode izračunavanja drugih vrijednosti kao što su kapacitet i konstanta brzine pražnjenja. Za dano punjenje koje daje baterija, kapacitet baterije (ne treba je miješati s kapacitetom, kao što je prethodno spomenuto)Cdana je odC = Q / Vza zadani napon V.Kapacitet, mjeren u faradima, mjeri sposobnost baterije da čuva napunjenost.​

Kondenzator serijski postavljen s otpornikom može vam omogućiti izračun umnoška kapacitivnosti i otpora kruga koji vam daje vremensku konstantu τ kao τ = RC. Vremenska konstanta ovog rasporeda krugova govori vam vrijeme potrebno kondenzatoru da potroši oko 46,8% svog naboja prilikom pražnjenja kroz krug. Vremenska konstanta je ujedno i odgovor kruga na ulaz konstantnog napona pa inženjeri često koriste vremensku konstantu kao graničnu frekvenciju kruga

Kad se kondenzator ili baterija napuni ili isprazni, možete stvoriti mnogo aplikacija u elektrotehnici. Bljeskalice ili bljeskalice stvaraju intenzivne navale bijele svjetlosti na kratko vrijeme iz polariziranog elektrolitskog kondenzatora. To su kondenzatori koji imaju pozitivno nabijenu anodu koja oksidira stvarajući izolacijski metal kao sredstvo za pohranu i proizvodnju naboja.

Svjetlost žarulje dolazi od elektroda žarulje spojenih na kondenzator s velikom količinom napona, tako da se mogu koristiti za fotografiranje bljeskalicom u fotoaparatima. Obično se izrađuju pomoću pojačanog transformatora i ispravljača. Plin u ovim žaruljama odupire se elektricitetu, tako da žarulja neće provoditi struju dok se kondenzator ne isprazni.

Osim jednostavnih baterija, brzina pražnjenja koristi se i u kondenzatorima uređaja za napajanje. Ovi uređaji štite elektroniku od prenaponskih napona i struje uklanjanjem elektromagnetskih smetnji (EMI) i radio-frekvencijskih smetnji (RFI). To čine kroz sustav otpornika i kondenzatora u kojem brzina punjenja i pražnjenja kondenzatora sprječava pojavu skokova napona.