Hoe de ontladingssnelheid van de batterij te berekenen

Als u weet hoe lang een batterij mee moet gaan, kunt u geld en energie besparen. De ontladingssnelheid is van invloed op de levensduur van een batterij. Specificaties en kenmerken van hoe elektrische circuits met batterijbronnen stroom laten stromen, vormen de basis voor het maken van elektronica en elektronica-gerelateerde apparatuur. De snelheid waarmee lading door een circuit stroomt, hangt af van hoe snel een batterijbron er stroom doorheen kan sturen op basis van de ontladingssnelheid.

U kunt de wet van Peukert gebruiken om de ontladingssnelheid van een batterij te bepalen. De wet van Peukert is

waarinHis de nominale ontlaadtijd in uren,Cis de nominale capaciteit van de ontlaadsnelheid in ampère-uren (ook wel de AH amp-uurclassificatie genoemd),ikis de ontlaadstroom in ampère,kis de Peukert-constante zonder dimensies entis de werkelijke ontladingstijd.

De nominale ontlaadtijd voor een batterij is wat de batterijfabrikanten hebben beoordeeld als de ontlaadtijd voor een batterij. Dit nummer wordt meestal vermeld met het aantal uren waarop het tarief is opgenomen.

De Peukert-constante varieert over het algemeen van 1,1 tot 1,3. Voor Absorbent Glass Mat (AGM)-batterijen ligt het aantal meestal tussen 1,05 en 1,15. Het kan variëren van 1,1 tot 1,25 voor gelbatterijen en kan over het algemeen 1,2 tot 1,6 zijn voor overstroomde batterijen. BatteryStuff.com heeft een rekenmachine voor het bepalen van de Peukert-constante. Wil je er geen gebruik van maken, dan kun je aan de hand van het ontwerp van je accu een schatting maken van de Peukert-constante.

Om de rekenmachine te gebruiken, moet u de AH-classificatie voor de batterij weten, evenals de uurclassificatie waarop de AH-classificatie is genomen. U hebt twee sets van deze twee beoordelingen nodig. De rekenmachine houdt ook rekening met extreme temperaturen waarbij de batterij werkt en de leeftijd van de batterij. De online rekenmachine vertelt u vervolgens de Peukert-constante op basis van deze waarden.

Met de rekenmachine kunt u hem ook de stroom vertellen wanneer deze is aangesloten op een elektrische belasting, zodat de rekenmachine kan bepaal de capaciteit voor de gegeven elektrische belasting en de looptijd om een ​​ontladingsniveau veilig op te houden 50%. Met de variabelen van deze vergelijking in gedachten, kun je de vergelijking herschikken om

om het product te krijgenHetals de huidige tijd, of de ontlaadsnelheid. Dit is de nieuwe AH-waarde die u kunt berekenen.

De ontladingssnelheid biedt u het startpunt voor het bepalen van de capaciteit van een batterij die nodig is om verschillende elektrische apparaten te laten werken. Het productHetis de aanklachtvraag,in coulombs, afgegeven door de batterij. Ingenieurs geven er doorgaans de voorkeur aan om ampère-uren te gebruiken om de ontlaadsnelheid te meten met behulp van tijdtin uren en stroomikin versterkers.

Hieruit kunt u de batterijcapaciteit begrijpen met behulp van waarden zoals wattuur (Wh) die de capaciteit van de batterij meten of energie ontladen in termen van watt, een eenheid van vermogen. Ingenieurs gebruiken de Ragone-plot om de wattuurcapaciteit van batterijen van nikkel en lithium te evalueren. De Ragone-grafieken laten zien hoe het ontladingsvermogen (in watt) afneemt naarmate de ontladingsenergie (Wh) toeneemt. De grafieken tonen deze omgekeerde relatie tussen de twee variabelen.

Met deze grafieken kunt u de batterijchemie gebruiken om het vermogen en de ontlaadsnelheid van verschillende soorten batterijen te meten batterijen inclusief lithium-ijzerfosfaat (LFP), lithium-magnanese oxide (LMO) en nikkel-mangaan-kobalt (NMK).

Met de vergelijking van de batterijontladingscurve die aan deze grafieken ten grondslag ligt, kunt u de looptijd van een batterij bepalen door de inverse helling van de lijn te vinden. Dit werkt omdat eenheden van wattuur gedeeld door watt u uren aan runtime geven. Als u deze concepten in vergelijkingsvorm plaatst, kunt u schrijvenE = C x V_gemiddeldvoor energieEin wattuur, capaciteit in ampèreCenV_gemiddeldgemiddelde spanning van de ontlading.

Wattuur is een handige manier om ontladingsenergie om te zetten in andere vormen van energie, want door de wattuur te vermenigvuldigen met 3600 om wattseconden te krijgen, krijgt u de energie in eenheden van joule. Joules worden vaak gebruikt in andere gebieden van natuurkunde en scheikunde, zoals thermische energie en warmte voor thermodynamica of de energie van licht in laserfysica.

Een paar andere diverse metingen zijn nuttig naast de ontladingssnelheid. Ingenieurs meten ook het vermogen in eenheden vanC, wat de ampère-uurcapaciteit is gedeeld door precies één uur. U kunt ook rechtstreeks van watt naar versterkers converteren, wetende datP = ik x Vvoor krachtPin watt, stroomikin ampère en spanningVin volt voor een batterij.

Een 4 V-batterij met een vermogen van 2 ampère heeft bijvoorbeeld een wattuurcapaciteit van 2 Wh. Deze meting betekent dat je een uur lang stroom kunt trekken van 2 ampère of twee stroomsterkte van een enkele ampère uur. De relatie tussen stroom en tijd zijn beide van elkaar afhankelijk, zoals aangegeven door de amp-uurclassificatie.

Het gebruik van een accu-ontladingscalculator kan u een beter begrip geven van hoe verschillende accumaterialen de ontladingssnelheid beïnvloeden. Koolstof-zink-, alkaline- en loodzuurbatterijen nemen over het algemeen af ​​in efficiëntie wanneer ze te snel ontladen. Door de afvoersnelheid te berekenen, kunt u dit kwantificeren.

Het ontladen van een batterij biedt u methoden om andere waarden te berekenen, zoals de capaciteit en de ontladingssnelheidsconstante. Voor een bepaalde lading die wordt afgegeven door een batterij, de capaciteit van de batterij (niet te verwarren met capaciteit, zoals eerder besproken)Cis gegeven doorC = Q/Vvoor een gegeven spanning V.De capaciteit, gemeten in farads, meet het vermogen van de batterij om lading op te slaan.​

Met een condensator die in serie is geschakeld met een weerstand, kunt u het product van capaciteit en weerstand van het circuit berekenen dat u de tijdconstante τ geeft als τ = RC. De tijdconstante van deze schakeling vertelt je de tijd die de condensator nodig heeft om ongeveer 46,8% van zijn lading te verbruiken bij het ontladen via een circuit. De tijdconstante is ook de reactie van het circuit op een constante spanningsingang, zodat ingenieurs de tijdconstante vaak gebruiken als een afsnijfrequentie voor een circuit

Wanneer een condensator of batterij oplaadt of ontlaadt, kun je veel toepassingen creëren in de elektrotechniek. Flitslampen of flitsbuizen produceren gedurende korte tijd intense uitbarstingen van wit licht van een gepolariseerde elektrolytische condensator. Dit zijn condensatoren met een positief geladen anode die oxideert door een isolatormetaal te vormen als middel om lading op te slaan en te produceren.

Het licht van de lamp komt van de elektroden van de lamp die zijn aangesloten op een condensator met een grote hoeveelheid spanning, zodat ze kunnen worden gebruikt voor flitsfotografie in camera's. Deze zijn meestal gemaakt met een step-up transformator en een gelijkrichter. Het gas in deze lampen weerstaat de elektriciteit, zodat de lamp geen elektriciteit zal geleiden totdat de condensator is ontladen.

Afgezien van eenvoudige batterijen, vindt de ontladingssnelheid ook toepassing in condensatoren van vermogensconditioners. Deze conditioners beschermen elektronica tegen schommelingen in spanning en stroom door elektromagnetische interferentie (EMI) en radiofrequentie-interferentie (RFI) te elimineren. Ze doen dit door een systeem van een weerstand en een condensator waarbij de snelheid van opladen en ontladen van de condensator spanningspieken voorkomt.