Hur man beräknar batteriets urladdningshastighet

Att veta hur länge ett batteri ska hålla kan hjälpa dig att spara pengar och energi. Urladdningshastigheten påverkar batteriets livslängd. Specifikationer och funktioner för hur elektriska kretsar med batterikällor låter ström flöda är grunden för att skapa elektronik och elektronisk utrustning. Hur snabbt laddningen flyter genom en krets beror på hur snabbt en batterikälla kan skicka ström genom den baserat på dess urladdningshastighet.

Beräkning av urladdningshastighet

Du kan använda Peukerts lag för att bestämma urladdningshastigheten för ett batteri. Peukerts lag är

t = H \ bigg (\ frac {C} {IH} \ bigg) ^ k

i vilkenHär den nominella urladdningstiden i timmar,Cär den nominella kapaciteten för urladdningshastigheten i amp-timmar (även kallad AH amp-tim-rating),Jagär urladdningsströmmen i ampere,kär Peukert konstant utan dimensioner ochtär den faktiska urladdningstiden.

Den nominella urladdningstiden för ett batteri är vad batteritillverkarna har bedömt som urladdningstiden för ett batteri. Detta nummer ges vanligtvis med det antal timmar som hastigheten togs med.

Peukert-konstanten sträcker sig i allmänhet från 1,1 till 1,3. För batterier med absorberande glasmatta (AGM) är antalet vanligtvis mellan 1,05 och 1,15. Det kan sträcka sig från 1,1 till 1,25 för gelbatterier och det kan i allmänhet vara 1,2 till 1,6 för översvämmade batterier. BatteryStuff.com har en kalkylator för att bestämma Peukert-konstanten. Om du inte vill använda den kan du göra en uppskattning av Peukert-konstanten baserat på batteriets design.

För att kunna använda miniräknaren måste du känna till AH-betyg för batteriet samt timklassificering då AH-klassificeringen togs. Du behöver två uppsättningar av dessa två betyg. Miniräknaren tar också hänsyn till extrema temperaturer vid vilka batteriet arbetar och batteriets ålder. Onlinekalkylatorn berättar sedan Peukert-konstanten baserat på dessa värden.

Kalkylatorn låter dig också berätta för strömmen när den är ansluten till en elektrisk belastning så att miniräknaren kan bestämma kapaciteten för den givna elektriska belastningen samt körtiden för att hålla en urladdningsnivå säkert på 50%. Med variablerna i denna ekvation i åtanke kan du ordna om ekvationen för att få

It = C \ bigg (\ frac {C} {IH} \ bigg) ^ {k-1}

för att få produktenDetsom aktuell tid, eller urladdningshastigheten. Detta är det nya AH-betyg som du kan beräkna.

Förstå batterikapacitet

Urladdningshastigheten ger dig startpunkten för att bestämma kapaciteten hos ett batteri som krävs för att driva olika elektriska enheter. ProduktenDetär avgiftenQ,i coulombs, avges av batteriet. Ingenjörer föredrar vanligtvis att använda amp-timmar för att mäta urladdningshastigheten med tidenti timmar och nuvarandeJagi förstärkare.

Från detta kan du förstå batterikapaciteten med hjälp av värden som wattimmar (Wh) som mäter batteriets kapacitet eller urladdar energi i termer av watt, en kraftenhet. Ingenjörer använder Ragone-plot för att utvärdera kapaciteten för wattimmar för batterier av nickel och litium. Ragone-ritningarna visar hur urladdningseffekten (i watt) faller av när urladdningsenergin (Wh) ökar. Diagrammen visar detta omvända förhållande mellan de två variablerna.

Med dessa tomter kan du använda batterikemin för att mäta effekt och urladdningshastighet för olika typer av batterier inklusive litium-järnfosfat (LFP), litium-magnanoxid (LMO) och nickelmangankobalt (NMC).

Ekvation för batteriurladdningskurva

Ekvationen för batteriets urladdningskurva som ligger till grund för dessa plottar låter dig bestämma batteriets körtid genom att hitta linjens inverterade lutning. Detta fungerar eftersom enheter av wattimmar dividerat med watt ger dig körtimmar. Om du lägger dessa begrepp i ekvationsform kan du skrivaE = C x Vgenomsnittför energiEi wattimmar, kapacitet i ampertimmarCochVgenomsnitturladdningens genomsnittliga spänning.

Watt-timmar ger ett bekvämt sätt att omvandla från urladdningsenergi till andra energiformer eftersom att multiplicera wattimmarna med 3600 för att få watt-sekunder ger dig energi i enheter av joule. Joule används ofta inom andra områden inom fysik och kemi, såsom termisk energi och värme för termodynamik eller ljusets energi i laserfysik.

Några andra olika mätningar är användbara vid sidan av urladdningshastigheten. Ingenjörer mäter också effektförmågan i enheter avC, vilket är amp-timmars kapacitet dividerat med exakt en timme. Du kan också konvertera direkt från watt till förstärkare med vetskap om detP = I x Vför kraftPi watt, strömJagi förstärkare och spänningVi volt för ett batteri.

Till exempel har ett 4 V-batteri med en effekt på 2 amp-timmar en kapacitet på wattimmar på 2 Wh. Denna mätning betyder att du kan dra strömmen vid 2 ampere i en timme eller att du kan dra en ström vid en enda förstärkare för två timmar. Förhållandet mellan ström och tid beror båda på varandra, vilket ges av amp-timmen.

Kalkylator för batteriladdning

Med hjälp av en batteriurladdningsräknare kan du få en djupare förståelse för hur olika batterimaterial påverkar urladdningshastigheten. Kol-zink-, alkaliska och blybatterier minskar i allmänhet i effektivitet när de laddas ur för snabbt. Beräkning av urladdningshastighet låter dig kvantifiera detta.

Urladdningen av ett batteri ger dig metoder för att beräkna andra värden som kapacitans och urladdningshastighetskonstant. För en given laddning som avges av ett batteri, batteriets kapacitans (inte att förväxla med kapacitet, som diskuterats tidigare)Cges avC = Q / Vför en given spänning V.Kapacitansen, mätt i farader, mäter batteriets förmåga att lagra laddning.

En kondensator ordnad i serie med ett motstånd kan låta dig beräkna produkten av kapacitans och motstånd hos kretsen som ger dig tidskonstanten τ som τ = RC. Tidskonstanten för detta kretsarrangemang berättar hur lång tid det tar för kondensatorn att förbruka cirka 46,8% av laddningen när den laddas ur genom en krets. Tidskonstanten är också kretsens svar på en konstant spänningsingång så ingenjörer använder ofta tidskonstanten som en avstängningsfrekvens för en krets

Kondensatorladdning och urladdning av applikationer

När en kondensator eller batteri laddas eller urladdas kan du skapa många applikationer inom elektroteknik. Flashlampor eller flashtubes producerar intensiva skurar av vitt ljus under korta perioder från en polariserad elektrolytkondensator. Dessa är kondensatorer som har en positivt laddad anod som oxiderar genom att bilda en isolermetall som ett medel för att lagra och producera laddning.

Lampans ljus kommer från lampans elektroder anslutna till en kondensator med en stor mängd spänning så att de kan användas för blixtfotografering i kameror. Dessa är vanligtvis gjorda med en trapptransformator och en likriktare. Gasen i dessa lampor motstår el så att lampan inte leder elektricitet förrän kondensatorn laddas ur.

Bortsett från enkla batterier, används urladdningshastigheten i kondensatorer för kraftkonditioneringsapparater. Dessa balsam skyddar elektronik från spännings- och strömarbete genom att eliminera elektromagnetisk störning (EMI) och radiofrekvensstörning (RFI). De gör detta genom ett system med ett motstånd och en kondensator i vilken kondensatorns laddnings- och urladdningshastighet förhindrar spänningspiggar.

  • Dela med sig
instagram viewer