Знання того, як довго повинна тривати батарея, може допомогти вам заощадити гроші та енергію. Швидкість розряду впливає на термін служби акумулятора. Технічні характеристики та особливості того, як електричні ланцюги з джерелами акумуляторів пропускають струм, є основою для створення електроніки та електронного обладнання. Швидкість, з якою заряд протікає по ланцюгу, залежить від того, наскільки швидко джерело акумулятора може подавати струм через нього на основі його швидкості розряду.
Розрахунок швидкості скидання
За допомогою закону Пейкерта можна визначити швидкість розряду батареї. Закон Пейкерта є
t = H \ bigg (\ frac {C} {IH} \ bigg) ^ k
в якійH- номінальний час розряду в годинах,C.- номінальна потужність швидкості розряду в ампер-годинах (також називається коефіцієнтом ампер-години AH),Я- струм розряду в амперах,k- постійна Пейкерта без розмірів іт- фактичний час розряду.
Номінальний час розрядки акумулятора - це те, що виробники батарей визначили як час розрядки акумулятора. Це число зазвичай дається з кількістю годин, за які була прийнята ставка.
Константа Пейкерта, як правило, коливається від 1,1 до 1,3. Для батарей з абсорбуючим скляним килимком (AGM) кількість зазвичай становить від 1,05 до 1,15. Для гелевих батарей він може становити від 1,1 до 1,25, а для затоплених батарей - як правило, від 1,2 до 1,6. BatteryStuff.com має калькулятор для визначення константи Пейкерта. Якщо ви не хочете його використовувати, ви можете зробити оцінку постійної Пейкерта на основі конструкції вашої батареї.
Щоб користуватися калькулятором, потрібно знати рейтинг AH для акумулятора, а також годинний рейтинг, за який був прийнятий рейтинг AH. Вам потрібні два набори з цих двох рейтингів. Калькулятор також враховує екстремальні температури, при яких працює акумулятор, та вік батареї. Потім онлайн-калькулятор повідомляє вам константу Пейкерта на основі цих значень.
Калькулятор також дозволяє визначити струм при підключенні до електричного навантаження, щоб калькулятор міг визначити потужність для даного електричного навантаження, а також час роботи, щоб безпечно підтримувати рівень розряду 50%. Маючи на увазі змінні цього рівняння, ви можете переставити рівняння, щоб отримати
Це = C \ bigg (\ frac {C} {IH} \ bigg) ^ {k-1}
щоб отримати товарЦеяк поточний час, або швидкість розряду. Це новий рейтинг AH, який ви можете розрахувати.
Розуміння ємності акумулятора
Швидкість розряду дає вам вихідну точку для визначення ємності батареї, необхідної для роботи різних електричних пристроїв. ПродуктЦе- це зарядQ,в кулонах, видається акумулятором. Зазвичай інженери вважають за краще використовувати ампер-години для вимірювання швидкості розряду з використанням часутв годинах і поточнихЯв підсилювачах.
З цього ви можете зрозуміти ємність акумулятора, використовуючи такі значення, як ват-години (Вт), які вимірюють ємність батареї або енергію розряду в ватах, одиниці потужності. Інженери використовують діаграму Рагоне для оцінки ват-годинної ємності акумуляторів з нікелю та літію. На графіках Рагоне показано, як потужність розряду (у ватах) падає із збільшенням енергії розряду (Вт). Графіки показують цей зворотний зв’язок між двома змінними.
Ці графіки дозволяють використовувати хімію батареї для вимірювання потужності та швидкості розряду різних типів батареї, включаючи фосфат літію-заліза (LFP), оксид літію-магнезії (LMO) та нікель-марганцевий кобальт (NMC).
Рівняння кривої розряду акумулятора
Рівняння кривої розряду акумулятора, яке лежить в основі цих графіків, дозволяє визначити час роботи акумулятора, знаходячи зворотний нахил лінії. Це працює, оскільки одиниці ват-години, розділені на ват, дають вам години роботи. Поставивши ці поняття у форму рівняння, ви можете написатиE = C x Vсердля енергіїЕу ват-годинах, потужність в ампер-годинахC.іVсерсередня напруга розряду.
Ват-години забезпечують зручний спосіб перетворення енергії розряду в інші форми енергії, оскільки множення ват-годин на 3600, щоб отримати ват-секунди, дає вам енергію в одиницях джоулів. Джоулі часто використовуються в інших областях фізики та хімії, таких як теплова енергія та тепло для термодинаміки або енергія світла в лазерній фізиці.
Кілька інших різних вимірювань корисні поряд із швидкістю розряду. Інженери також вимірюють потужність в одиницяхC., що є потужністю ампер-години, поділеною рівно на одну годину. Ви також можете перетворити безпосередньо з ват в підсилювачі, знаючи цеP = I x Vдля владиPу ватах, струмЯв амперах і напрузіVу вольтах для акумулятора.
Наприклад, акумулятор 4 В з потужністю 2 ампер-години має потужність ват-години 2 Втч. Це вимірювання означає, що ви можете тягнути струм при 2 амперах протягом однієї години або ви можете тягнути струм на одному підсилювачі протягом двох годин. Зв'язок між потоком і часом обидва залежать один від одного, як це визначається рейтингом підсилювача.
Калькулятор розряду акумулятора
За допомогою калькулятора розряду акумулятора ви можете глибше зрозуміти, як різні матеріали батареї впливають на швидкість розряду. Вуглецево-цинкові, лужні та свинцево-кислотні батареї, як правило, знижують ефективність, коли вони розряджаються занадто швидко. Розрахунок швидкості скидання дозволяє оцінити це кількісно.
Розряд акумулятора надає вам методи розрахунку інших значень, таких як ємність та константа швидкості розряду. Для даного заряду, який видає акумулятор, ємність акумулятора (не плутати з ємністю, як обговорювалося раніше)C.задаєтьсяC = Q / Vдля заданої напруги V.Ємність, виміряна у фарадах, вимірює здатність акумулятора зберігати заряд.
Конденсатор, розміщений послідовно з резистором, дозволяє обчислити добуток ємності та опору ланцюга, що дає постійну часу τ як τ = RC. Постійна часу цієї схеми схеми говорить вам про час, який конденсатор витрачає близько 46,8% свого заряду при розряді по ланцюгу. Постійна часу - це також реакція ланцюга на постійну вхідну напругу, тому інженери часто використовують постійну часу як частоту відсічення ланцюга
Програми для зарядки та розрядки конденсаторів
Коли конденсатор або акумулятор заряджаються або розряджаються, ви можете створити багато додатків в електротехніці. Ліхтарики або спалахи створюють інтенсивні сплески білого світла протягом коротких періодів часу від поляризованого електролітичного конденсатора. Це конденсатори, які мають позитивно заряджений анод, який окислюється, утворюючи ізолюючий метал як засіб зберігання та виробництва заряду.
Світло лампи надходить від електродів лампи, підключених до конденсатора з великою кількістю напруги, тому їх можна використовувати для фотографування спалахом у камерах. Вони, як правило, виготовляються з підвищеним трансформатором і випрямлячем. Газ у цих лампах протистоїть електриці, тому лампа не буде проводити електрику, поки конденсатор не розрядиться.
Окрім простих батарей, швидкість розряду знаходить застосування в конденсаторах кондиціонерів. Ці кондиціонери захищають електроніку від стрибків напруги та струму, усуваючи електромагнітні перешкоди (EMI) та радіочастотні перешкоди (RFI). Вони роблять це через систему резистора та конденсатора, в яких швидкість зарядки та розрядки конденсатора запобігає стрибкам напруги.