Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам » Внутреннее сопротивление аккумулятора
Количество просмотров: 56967
Комментарии к статье: 6


Внутреннее сопротивление аккумулятора


Если взять новенький литий-ионный аккумулятор, допустим типоразмера 18650, обладающий номинальной емкостью в 2500mAh, довести его напряжение ровно до 3,7 вольт, а затем подключить к активной нагрузке в виде 10-ваттного резистора номиналом R=1 Ом, то какой величины постоянный ток мы ожидаем измерить через этот резистор?

Акумулятор 18650 2500mAh

Что там будет в самый первый момент времени, пока аккумулятор практически не начал разряжаться? В соответствии с законом Ома, казалось бы, должно быть 3,7А, так как i=U/R=3,7/1 = 3,7[А]. На самом же деле ток окажется чуть-чуть меньше, а именно — в районе I=3,6А. Почему так произойдет?

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Причина в том, что не только резистор, но и сам аккумулятор обладает неким внутренним сопротивлением, поскольку химические процессы внутри него не могут протекать мгновенно. Если представить себе аккумулятор в виде реального двухполюсника, то 3,7В — это будет его ЭДС, кроме которой здесь будет присутствовать еще и внутренне сопротивление r, равное, для нашего примера, приблизительно 0,028Ом.

ЭДС аккумулятора

Действительно, если измерить напряжение на присоединенном к аккумулятору резисторе величиной в R=1Ом, то оно окажется равным примерно 3,6В, а 0,1В стало быть упадет на внутреннем сопротивлении r аккумулятора. Значит, если резистор имеет сопротивление в 1 Ом, напряжение, измеренное на нем, составило 3,6 В, следовательно ток через резистор равен I=3,6А. Тогда, если u=0,1В пришлось на аккумулятор, а цепь у нас замкнутая, последовательная, - значит и через аккумулятор ток составляет I=3,6А, следовательно, согласно закону Ома, его внутреннее сопротивление будет равным r=u/I=0,1/3,6 = 0,0277 Ом.

От чего зависит внутреннее сопротивление аккумулятора

В реальности внутренне сопротивление у аккумуляторов разного типа не является все время постоянной величиной. Оно динамично, и зависит от нескольких параметров: от тока нагрузки, от емкости аккумулятора, от степени заряженности данного аккумулятора, а также от температуры электролита внутри аккумулятора.

Чем больше ток нагрузки — тем меньше, как правило, внутреннее сопротивление аккумулятора, поскольку процессы переноса заряда внутри электролита идут в этом случае более интенсивно, ионов в процессе участвует больше, ионы активнее движутся в электролите от электрода — к электроду. Если же нагрузка сравнительно мала, то и интенсивность химических процессов на электродах и в электролите аккумулятора — тоже будет меньше, и значит внутреннее сопротивление покажется большим.

У аккумуляторов большей емкости - площадь электродов больше, а значит и площадь взаимодействия электродов с электролитом — обширнее. Следовательно большее количество ионов участвуют в процессе переноса заряда, больше ионов создают ток. Похожий принцип демонстрируется при параллельном соединении конденсаторов — чем больше емкость — тем больше заряда можно использовать в окрестности данного напряжения. Итак, чем выше емкость аккумулятора — тем меньше его внутреннее сопротивление.

На сколько процентов разряжен аккумулятор

Теперь поговорим о температуре. У каждого аккумулятора есть свой безопасный рабочий диапазон температур, внутри которого справедливо следующее. Чем выше температура аккумулятора — тем с большей скоростью происходит диффузия ионов внутри электролита, следовательно при более высокой рабочей температуре внутренне сопротивление аккумулятора будет ниже.

Первые литиевые аккумуляторы, не имевшие защиты от перегрева, даже взрывались из-за этого, так как образовывавшийся из-за быстрого распада анода (в результате быстрой реакции на нем) кислород выделялся чересчур активно. Так или иначе, для аккумуляторов характерна почти линейная зависимость внутреннего сопротивления от температуры в диапазоне приемлемых рабочих температур.

С разрядом аккумулятора, его активная емкость уменьшается, так как количество активного вещества пластин, еще могущих поучаствовать в создании тока, становится все меньше и меньше. Поэтому и ток становится все меньше и меньше, соответственно внутреннее сопротивление растет. Чем более заряжен аккумулятор — тем меньше его внутреннее сопротивление. Значит, по мере разряда аккумулятора, его внутреннее сопротивление становится больше.

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Что такое эффект памяти аккумулятора
  • Что такое емкость аккумулятора и от чего она зависит
  • Как измерить емкость аккумулятора и перевести фарады в ампер-часы
  • Как рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора
  • Что такое саморазряд аккумулятора
  • Свинцово-кислотный аккумулятор - устройство и принцип работы, разновидности
  • Литий-полимерные аккумуляторы
  • Устройство и принцип работы аккумулятора
  • Литий-ионные батареи: устройство, принцип работы, виды и применение
  • Почему взрываются аккумуляторы
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

    Основы электричества, Аккумулирование энергии, Теория, Емкость, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Анопим |

    Спасибо, полезная статья

      Комментарии:

    #2 написал: al |

    Действительно интересная статья, спасибо. Все грамотно и понятно изнутри изложено. Кстати, подскажите, если у меня батарея 3x3 - 18650 в составе 3P на 3S имеет банки сопротивлениями = все 50млОм и одна 120млОм, как это скажется на температуре всех и этого одного 120млОм-ного элемента? Скажем при токе в 5А. Он будет греться сильнее других или наоборот, будет поглощать тепло остальных?

    Кажется разобрался. При последовательном соединении элемент с высоким сопротивление будет ограничивать ток собою, и соответственно будет нагреваться больше других. Значит, при изготовлении батареи нужно ставить его с краю, в более холодное место..
    Верно я размышляю?

      Комментарии:

    #3 написал: Максим |

    Наконец-то нашел нужную информацию, спасибо за труд!

      Комментарии:

    #4 написал: Александр |

    Здравствуйте скажите что влияет на саморазряд ?
      Комментарии:

    #5 написал: Даниил |

    По величине внутреннего сопротивления различают два типа источников напряжения. Жесткие источники напряжения имеют очень низкое внутреннее сопротивление. Следовательно, напряжение источника также очень низкое. Напряжение на клеммах совсем немного отличается от напряжения электродвижущей силы. Поэтому при нагрузке источника включением лампочки мы наблюдаем лишь незначительное падение напряжения. Примером жесткого источника является свинцово-кислотная батарея, а также электрическая сеть. Для источников мягкого напряжения нагрузка приводит к большему падению напряжения на клеммах. Примером мягкого источника является разряженная батарея. Внутреннее сопротивление играет важную роль в случае так называемых токов короткого замыкания. Если внешнее сопротивление (например, приборов) падает до значения, намного меньшего, чем значение внутреннего сопротивления, то мы говорим о коротком замыкании или коротком замыкании. Затем через цепь проходит ток короткого замыкания, величина которого основана на законе Ома для всей цепи. Из-за малых значений внутреннего сопротивления ток короткого замыкания может достигать опасно больших значений. Особенно это касается источников жесткого напряжения. Токи короткого замыкания могут вывести из строя сам источник напряжения, а проводники электрической цепи из-за токов короткого замыкания сильно нагреваются, а короткие замыкания являются частой причиной пожара. Зависимость напряжения на клеммах от принимаемого тока называется нагрузочной характеристикой источника. 

      Комментарии:

    #6 написал: Valter |

    Внутреннее сопротивление аккумулятора — это совокупность сопротивлений каждой части аккумулятора, которые в сумме дают общее значение в Омах. Этот параметр позволяет оценить состояние аккумулятора и его способность отдавать в нагрузку большой ток. Внутреннее сопротивление аккумулятора растет по мере старения и износа, а также показывает реальную оставшуюся емкость и пусковой ток. Для измерения внутреннего сопротивления аккумулятора имеются специальные приборы — цифровые аккумуляторные тестеры, которые с высоким уровнем измерения технологии сопротивления батареи, их программный алгоритм с небольшой погрешностью вычисляет сопротивление реальной оставшейся емкости и пускового тока.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.