Hvordan beregne utladningshastigheten for batteriet

Å vite hvor lenge et batteri skal vare kan bidra til å spare deg for penger og energi. Utladningshastigheten påvirker batteriets levetid. Spesifikasjoner og funksjoner for hvordan elektriske kretser med batterikilder lar strøm flyte, er grunnlaget for å lage elektronikk og elektronisk relatert utstyr. Hastigheten som strømmen strømmer gjennom en krets avhenger av hvor raskt en batterikilde kan sende strøm gjennom den, basert på utladningshastigheten.

Du kan bruke Peukerts lov til å bestemme utladningshastigheten til et batteri. Peukerts lov er

derHer nominell utslippstid i timer,Cer nominell kapasitet for utladningshastigheten i amp-timer (også kalt AH amp-hour rating),Jeger utladningsstrømmen i ampere,ker Peukert konstant uten dimensjoner ogter den faktiske utladningstiden.

Den nominelle utladningstiden for et batteri er det batteriprodusentene har vurdert som utladningstiden for et batteri. Dette tallet blir vanligvis gitt med antall timer som hastigheten ble tatt med.

Peukert-konstanten varierer vanligvis fra 1,1 til 1,3. For batterier med absorberende glassmatte (AGM) er antallet vanligvis mellom 1,05 og 1,15. Det kan variere fra 1,1 til 1,25 for gelbatterier, og det kan vanligvis være 1,2 til 1,6 for oversvømmede batterier. BatteryStuff.com har en kalkulator for å bestemme Peukert-konstanten. Hvis du ikke vil bruke den, kan du lage et estimat av Peukert-konstanten basert på batteriets design.

For å bruke kalkulatoren, må du vite AH-klassifiseringen for batteriet, samt timevurderingen der AH-karakteren ble tatt. Du trenger to sett med disse to vurderingene. Kalkulatoren tar også hensyn til ekstreme temperaturer der batteriet fungerer og alder på batteriet. Den elektroniske kalkulatoren forteller deg deretter Peukert-konstanten basert på disse verdiene.

Kalkulatoren lar deg også fortelle strømmen når den er koblet til en elektrisk belastning slik at kalkulatoren kan bestem kapasiteten for den gitte elektriske belastningen samt kjøretiden for å holde et utladningsnivå trygt på 50%. Med variablene i denne ligningen i tankene, kan du omorganisere ligningen for å få

for å få produktetDensom gjeldende tid, eller utslippshastigheten. Dette er den nye AH-vurderingen du kan beregne.

Utladningshastigheten gir deg startpunktet for å bestemme kapasiteten til et batteri som er nødvendig for å kjøre forskjellige elektriske enheter. ProduktetDener kostnadenQ,i coulombs, gitt av batteriet. Ingeniører foretrekker vanligvis å bruke amp-timer for å måle utladningshastigheten ved hjelp av tidti timer og strømJegi forsterkere.

Fra dette kan du forstå batterikapasiteten ved hjelp av verdier som wattimer (Wh) som måler batteriets kapasitet eller utladningsenergi når det gjelder watt, en kraftenhet. Ingeniører bruker Ragone-plottet for å evaluere kapasiteten på wattimer på batterier laget av nikkel og litium. Ragone-plottene viser hvordan utladningskraft (i watt) faller av når utladningsenergien (Wh) øker. Plottene viser dette omvendte forholdet mellom de to variablene.

Disse plottene lar deg bruke batterikjemien til å måle strømmen og utladningshastigheten til forskjellige typer batterier inkludert litium-jernfosfat (LFP), litium-magnanoksyd (LMO) og nikkel mangankobalt (NMC).

Batteriutladningskurve ligningen som ligger til grunn for disse plottene lar deg bestemme kjøretid for et batteri ved å finne den omvendte skråningen av linjen. Dette fungerer fordi enheter watt-time delt på watt gir deg timer med kjøretid. Å sette disse konseptene i ligningsform, kan du skriveE = C x V_gj.sn.for energiEi wattimer, kapasitet i amp-timerCogV_gj.sn.gjennomsnittlig spenning av utladningen.

Watt-timer gir en praktisk måte å konvertere fra utladningsenergi til andre former for energi, fordi å multiplisere wattimene med 3600 for å få watt-sekunder gir deg energien i jouleenheter. Joule brukes ofte i andre områder av fysikk og kjemi, slik som termisk energi og varme for termodynamikk eller lysenergi i laserfysikk.

Noen få andre målinger er nyttige sammen med utslippshastigheten. Ingeniører måler også kraften i enheter påC, som er amp-timers kapasitet delt på nøyaktig en time. Du kan også konvertere direkte fra watt til forsterkere og vite detP = I x Vfor kraftPi watt, strømJegi forsterkere og spenningVi volt for et batteri.

For eksempel har et 4 V batteri med en 2 amp-timers kapasitet en wattimekapasitet på 2 Wh. Denne målingen betyr at du kan trekke strømmen ved 2 ampere i en time, eller du kan tegne en strøm på en enkelt forsterker i to timer. Forholdet mellom nåværende og tid avhenger begge av hverandre, gitt av amp-timers rangering.

Ved å bruke en kalkulator for batteriutladning kan du få en dypere forståelse av hvordan forskjellige batterimaterialer påvirker utladningshastigheten. Karbon-sink-, alkaliske og blybatterier reduserer vanligvis effektiviteten når de tømmes for raskt. Beregning av utslippshastighet lar deg kvantifisere dette.

Utladningen av et batteri gir deg metoder for å beregne andre verdier som kapasitans og utladningshastighetskonstant. For en gitt lading gitt av et batteri, er batteriets kapasitans (ikke å forveksle med kapasitet, som diskutert tidligere)Cer gitt avC = Q / Vfor en gitt spenning V.Kapasitansen, målt i farader, måler batteriets evne til å lagre ladning.​

En kondensator ordnet i serie med en motstand kan la deg beregne produktet av kapasitans og motstand av kretsen som gir deg tidskonstanten τ som τ = RC. Tidskonstanten til dette kretsarrangementet forteller deg tiden det tar før kondensatoren bruker omtrent 46,8% av ladningen når den tømmes gjennom en krets. Tidskonstanten er også kretsens respons på en konstant spenningsinngang, slik at ingeniører ofte bruker tidskonstanten som en kuttfrekvens for en krets.

Når en kondensator eller batteri lades eller lades ut, kan du opprette mange applikasjoner innen elektroteknikk. Flashlamper eller flashrør produserer intense utbrudd av hvitt lys i korte perioder fra en polarisert elektrolytkondensator. Dette er kondensatorer som har en positivt ladet anode som oksiderer ved å danne et isolasjonsmetall som et middel for å lagre og produsere ladning.

Lampens lys kommer fra lampens elektroder koblet til en kondensator med stor spenning, slik at de kan brukes til blitsfotografering i kameraer. Disse er vanligvis laget med en trinnvis transformator og en likeretter. Gassen i disse lampene motstår strøm, slik at lampen ikke leder strøm før kondensatoren tømmes.

Bortsett fra enkle batterier, finner utladningshastigheten bruk i kondensatorer for strømkondisjoneringsanlegg. Disse balsamene beskytter elektronikk mot spennings- og strømstyrker ved å eliminere elektromagnetisk interferens (EMI) og radiofrekvensinterferens (RFI). De gjør dette gjennom et system med en motstand og en kondensator der kondensatorens hastighet for lading og utlading forhindrer at spenningsspisser oppstår.