Ako vypočítať rýchlosť vybitia batérie

Vedieť, ako dlho má batéria vydržať, vám môže pomôcť ušetriť peniaze a energiu. Rýchlosť vybíjania ovplyvňuje životnosť batérie. Špecifikácie a vlastnosti toho, ako elektrické obvody so zdrojmi batérie nechávajú prúdiť prúd, sú základom pre vytváranie elektroniky a elektronických zariadení. Rýchlosť, ktorou náboj preteká obvodom, závisí od toho, ako rýchlo môže z neho batériový zdroj vysielať prúd na základe jeho rýchlosti vybíjania.

Na určenie rýchlosti vybíjania batérie môžete použiť Peukertov zákon. Peukertov zákon je

v ktoromHje menovitý čas vybíjania v hodinách,C.je menovitá kapacita rýchlosti vybíjania v ampérhodinách (tiež sa nazýva hodnotenie ampérhodín AH),Jaje vybíjací prúd v ampéroch,kje Peukertova konštanta bez rozmerov atje skutočná doba vybíjania.

Menovitý čas vybitia batérie je ten, ktorý výrobcovia batérií označili ako čas vybitia batérie. Toto číslo sa zvyčajne uvádza s počtom hodín, kedy bola sadzba použitá.

Peukertova konštanta sa všeobecne pohybuje od 1,1 do 1,3. Pre batérie Absorbent Glass Mat (AGM) je ich počet obvykle medzi 1,05 a 1,15. Môže sa pohybovať od 1,1 do 1,25 pre gélové batérie a všeobecne môže byť 1,2 až 1,6 pre zaplavené batérie. BatteryStuff.com má kalkulačka na určenie Peukertovej konštanty. Ak ho nechcete používať, môžete urobiť odhad Peukertovej konštanty na základe konštrukcie vašej batérie.

Ak chcete používať kalkulačku, musíte poznať hodnotenie AH pre batériu a tiež hodinové hodnotenie, pri ktorom bolo hodnotenie AH vykonané. Potrebujete dve sady týchto dvoch hodnotení. Kalkulačka zohľadňuje aj extrémne teploty, pri ktorých batéria pracuje, a vek batérie. Online kalkulačka vám potom na základe týchto hodnôt povie Peukertovu konštantu.

Kalkulačka vám tiež umožňuje zistiť prúd, keď je pripojená k elektrickej záťaži, aby kalkulačka mohla určiť kapacitu pre dané elektrické zaťaženie a dobu prevádzky, aby bola úroveň vybitia bezpečne udržiavaná na hodnote 50%. S ohľadom na premenné tejto rovnice môžete zmeniť usporiadanie rovnice, aby ste dostali

získať produktToako aktuálny čas alebo rýchlosť vybíjania. Toto je nové hodnotenie AH, ktoré môžete vypočítať.

Rýchlosť vybíjania poskytuje východiskový bod na určenie kapacity batérie potrebnej na prevádzku rôznych elektrických zariadení. ProduktToje poplatokQ,v coulomboch vydávaných batériou. Inžinieri zvyčajne uprednostňujú použitie ampérhodín na meranie rýchlosti vybíjania pomocou časutv hodinách a prúdeJav zosilňovačoch.

Z toho môžete pochopiť kapacitu batérie pomocou hodnôt, ako sú watthodiny (Wh), ktoré merajú kapacitu batérie alebo vybíjanú energiu v jednotkách wattu. Inžinieri pomocou grafu Ragone hodnotia watthodinovú kapacitu batérií vyrobených z niklu a lítia. Ragoneove grafy ukazujú, ako klesá vybíjací výkon (vo wattoch) so zvyšovaním výbojovej energie (Wh). Grafy ukazujú tento inverzný vzťah medzi týmito dvoma premennými.

Tieto grafy vám umožňujú používať chémiu batérií na meranie výkonu a rýchlosti vybíjania rôznych typov batérie vrátane lítium-železnatého fosfátu (LFP), lítium-magnázového oxidu (LMO) a nikel-mangánového kobaltu (NMC).

Rovnica krivky vybitia batérie, ktorá je základom týchto grafov, vám umožní určiť dobu chodu batérie vyhľadaním inverzného sklonu čiary. Funguje to preto, lebo jednotky watthodiny vydelené wattmi vám poskytnú hodiny chodu. Keď dáte tieto pojmy do formy rovnice, môžete písaťE = C x V_priempre energiuEvo watthodinách, kapacita v ampérhodináchC.aV._priempriemerné napätie výboja.

Watt-hodiny poskytujú pohodlný spôsob prevodu z energie výboja na iné formy energie, pretože vynásobením watthodín o 3 600 a získaním watt-sekúnd získate energiu v jednotkách joulov. Jouly sa často používajú v iných oblastiach fyziky a chémie, ako je tepelná energia a teplo pre termodynamiku alebo energia svetla vo laserovej fyzike.

Okrem rýchlosti výboja je užitočných niekoľko ďalších rôznych meraní. Inžinieri tiež merajú výkonové možnosti v jednotkách motoraC., čo je ampérhodinová kapacita vydelená presne jednou hodinou. Ak to viete, môžete tiež prevádzať priamo z wattov na zosilňovačP = I x Vpre mocPvo wattoch, prúdJav zosilňovačoch a napätíV.vo voltoch pre batériu.

Napríklad 4 V batéria s výkonom 2 ampérhodín má kapacitu watthodiny 2 Wh. Toto meranie Znamená to, že môžete prúd odoberať pri 2 A po dobu jednej hodiny alebo môžete prúd odoberať v jednom zosilňovači pre dve hodiny hodín. Vzťah medzi prúdom a časom závisí od seba navzájom, čo je dané hodnotením ampérhodín.

Použitie kalkulačky na vybitie batérie vám umožní hlbšie pochopiť, ako rôzne materiály batérie ovplyvňujú rýchlosť vybíjania. Uhlíkovo-zinkové, alkalické a olovené batérie spravidla znižujú účinnosť, keď sa vybijú príliš rýchlo. Výpočet rýchlosti vybíjania vám umožní toto kvantifikovať.

Vybitie batérie vám poskytuje metódy výpočtu ďalších hodnôt, ako je kapacita a konštanta rýchlosti vybíjania. Pre daný náboj vydávaný batériou je kapacita batérie (nesmie sa zamieňať s kapacitou, ako bolo uvedené vyššie).C.je danýC = Q / Vpre dané napätie V.Kapacita meraná vo faradoch meria schopnosť batérie udržiavať nabitie.​

Kondenzátor usporiadaný do série s odporom vám umožní vypočítať produkt kapacity a odporu obvodu, ktorý vám dá časovú konštantu τ ako τ = RC. Časová konštanta tohto usporiadania obvodu udáva čas, za ktorý kondenzátor spotrebuje asi 46,8% svojho náboja pri vybíjaní obvodom. Časová konštanta je tiež reakciou obvodu na vstup konštantného napätia, takže inžinieri často používajú časovú konštantu ako medznú frekvenciu obvodu.

Keď sa kondenzátor alebo batéria nabije alebo vybije, môžete vytvoriť veľa aplikácií v elektrotechnike. Výbojky alebo výbojky produkujú z polarizovaného elektrolytického kondenzátora krátkodobo intenzívne výbuchy bieleho svetla. Jedná sa o kondenzátory, ktoré majú kladne nabitú anódu, ktorá oxiduje tvorbou izolačného kovu ako prostriedku na ukladanie a výrobu náboja.

Svetlo žiarovky pochádza z elektród žiarovky pripojených k kondenzátoru s veľkým napätím, aby ich bolo možné použiť na bleskové fotografovanie vo fotoaparátoch. Spravidla sa vyrábajú s krokovým transformátorom a usmerňovačom. Plyn v týchto žiarovkách odoláva elektrine, takže žiarovka nebude viesť elektrinu, kým sa nevybije kondenzátor.

Okrem jednoduchých batérií nachádza rýchlosť vybíjania použitie v kondenzátoroch kondicionérov energie. Tieto kondicionéry chránia elektroniku pred prepätím pri práci s napätím a prúdom tým, že eliminujú elektromagnetické rušenie (EMI) a vysokofrekvenčné rušenie (RFI). Robia to prostredníctvom systému rezistora a kondenzátora, v ktorom rýchlosť nabíjania a vybíjania kondenzátora zabraňuje výskytu napäťových špičiek.