Sadržaj
- Izračunavanje stope pražnjenja
- Razumijevanje kapaciteta baterije
- Jednadžba krivulje pražnjenja baterije
- Kalkulator pražnjenja baterije
- Aplikacije za punjenje i pražnjenje kondenzatora
Znajući koliko dugo treba trajati baterija može vam uštedjeti novac i energiju. Brzina pražnjenja utječe na vijek trajanja baterije. Specifikacije i značajke kako električni krugovi s izvorima baterije puštaju struju osnova su za stvaranje elektronike i opreme povezane s elektronikom. Brzina kojom napunjenje teče kroz krug ovisi o tome koliko brzo izvor baterije može strujati kroz njega, ovisno o brzini pražnjenja.
Izračunavanje stope pražnjenja
Za određivanje brzine pražnjenja baterije možete koristiti Peukerts zakon. Peukertsov zakon je t = H (C / IH)k u kojem H je nazivno vrijeme ispuštanja u satima, C je nazivni kapacitet brzine pražnjenja u satima amp-sati (također se naziva i AH amp-sat ocjena), ja je struja pražnjenja u amperima, k je Peukertova konstanta bez dimenzija i t je stvarno vrijeme pražnjenja.
Vrijednost vremena pražnjenja baterije je ono što su proizvođači baterija ocijenili kao vrijeme pražnjenja baterije. Taj se broj obično daje sa brojem sati u kojima je uzeta brzina.
Peukertova konstanta uglavnom se kreće od 1,1 do 1,3. Za baterije s upijajućim staklenim otiračem (AGM) obično je taj broj između 1,05 i 1,15. Može se kretati od 1,1 do 1,25 za gel baterije, a za poplavljene baterije može biti općenito 1,2 do 1,6. BatteryStuff.com ima kalkulator za određivanje Peukertove konstante. Ako ga ne želite koristiti, možete napraviti procjenu Peukertove konstante na temelju dizajna vaše baterije.
Da biste koristili kalkulator, morate znati AH ocjenu za bateriju kao i sat vremena ocjene AH. Potrebna su vam dva skupa ove dvije ocjene. Kalkulator također uzima u obzir ekstremne temperature na kojima radi i starost baterije. Internetski kalkulator tada vam pokazuje Peukertovu konstantu na temelju tih vrijednosti.
Kalkulator vam također omogućava da kažete struju kada je spojen na električno opterećenje, tako da kalkulator može odrediti kapacitet za dano električno opterećenje kao i vrijeme izvođenja kako bi se razina pražnjenja sigurno održavala na 50%. Imajući na umu varijable ove jednadžbe, možete preurediti jednadžbu da biste dobili I x t = C (C / IH)k-1 da biste dobili proizvod I x t kao vrijeme tekućeg vremena ili brzina pražnjenja. Ovo je nova AH ocjena koju možete izračunati.
Razumijevanje kapaciteta baterije
Stupanj pražnjenja pruža početnu točku za određivanje kapaciteta baterije potrebne za pokretanje različitih električnih uređaja. Proizvod I x t je naboj P, u coulombama, koje ispušta baterija. Inženjeri obično vole koristiti amp-sat za mjerenje brzine pražnjenja pomoću vremena t u satima i struji ja u amperima.
Iz toga možete shvatiti kapacitet baterije koristeći vrijednosti poput vat-sati (Wh) koje mjere kapacitet baterije ili energiju pražnjenja u odnosu na vat, jedinicu snage. Inženjeri koriste plan Ragonea za procjenu snage u satu baterija izrađenih od nikla i litija. Grafikoni Ragone pokazuju kako snaga pražnjenja (u vatima) opada kako se energija pražnjenja (Wh) povećava. Dijagrami pokazuju tu obrnutu vezu između dviju varijabli.
Ove parcele omogućuju vam upotrebu kemije akumulatora za mjerenje snage i brzine pražnjenja različitih tipova baterija, uključujući litij-željezni fosfat (LFP), litij-magnezijev oksid (LMO) i nikal mangan-kobalt (NMC).
Jednadžba krivulje pražnjenja baterije
Jednadžba krivulje pražnjenja baterije koja se nalazi ispod tih crteža omogućava vam određivanje vremena rada baterije pronalaskom inverznog nagiba linije. Ovo funkcionira jer jedinice vata-sata podijeljene s vatama daju vam sate vremena izvođenja. Stavljajući ove pojmove u oblik jednadžbe, možete pisati E = C x Vprosjek za energiju E u vat-satima, kapacitet u amp-satima C i Vprosjek prosječni napon pražnjenja.
Watt sati nude pogodan način za pretvaranje iz ispražnjene energije u druge oblike energije, jer množenje watt-sata na 3600 da biste dobili vat-sekundi daje vam energiju u jedinicama džoula. Joules se često koristi u drugim područjima fizike i kemije, kao što su toplinska energija i toplina za termodinamiku ili energija svjetlosti u laserskoj fizici.
Uz brzinu pražnjenja korisno je i nekoliko drugih mjerenja. Inženjeri također mjere energetsku sposobnost u jedinicama od C, što je amp-satni kapacitet podijeljen s točno jednim satom. Možete to pretvoriti izravno iz vata u ampere, znajući to P = I x V za moć P u vatima, struja ja u amperima i naponu V u voltima za bateriju.
Na primjer, 4 V baterija s 2 amps-satom kapaciteta ima 2 Wh. Ovo mjerenje znači da možete crtati struju od 2 ampera tokom jednog sata ili struju zasebnom pojačalom u trajanju od dva sata. Odnos struje i vremena ovisi jedan o drugom, kao što je dano ocjenom amp-sata.
Kalkulator pražnjenja baterije
Korištenje kalkulatora pražnjenja baterije može vam dati dublje razumijevanje kako različiti materijali baterija utječu na brzinu pražnjenja. Ugljiko-cinkove, alkalne i olovne kiseline uglavnom smanjuju učinkovitost kada se prebrzo isprazne. Izračunavanje brzine pražnjenja omogućava vam da to kvantificirate.
Pražnjenje baterije omogućuje vam metode izračunavanja drugih vrijednosti poput kapacitivnosti i konstante brzine pražnjenja. Za dano punjenje koje je isporučila baterija, kapacitet baterije (da se ne brka s kapacitetom, kao što je prethodno spomenuto) C daje od C = Q / V za zadani napon V_. Kapacitet, izmjeren u faradama, mjeri sposobnost baterijske jedinice za spremanje naboja._
Kondenzator raspoređen u seriji s otpornikom može vam omogućiti da izračunate proizvod kapacitivnosti i otpora kruga koji vam daje vremensku konstantu τ kao τ = RC. Vremenska konstanta ovog rasporeda kruga govori o vremenu koje je potrebno da kondenzator troši oko 46,8% svoje naboje prilikom pražnjenja kroz krug. Vremenska konstanta također je odziv krugova na ulaz stalnog napona tako da inženjeri često koriste vremensku konstantu kao prekidnu frekvenciju za krug
Aplikacije za punjenje i pražnjenje kondenzatora
Kad se kondenzator ili baterija napuni ili prazni, možete stvoriti mnoge aplikacije u elektrotehnici. Bljeskalice ili svjetiljke proizvode kratki vremenski razmak bijelog svjetla iz polariziranog elektrolitičkog kondenzatora. To su kondenzatori sa pozitivno nabijenom anodom koja oksidira formirajući metalni izolator kao sredstvo za spremanje i proizvodnju naboja.
Svjetlost svjetiljke dolazi od elektroda svjetiljki spojenih na kondenzator s velikom količinom napona, tako da se mogu koristiti za bljeskalicu u fotoaparatima. Obično se izrađuju sa povećanim transformatorom i ispravljačem. Plin u ovim svjetiljkama odupire se električnoj energiji, pa lampica neće provoditi električnu energiju dok se kondenzator ne isprazni.
Osim kod pravih baterija, brzina pražnjenja nalazi se u kondenzatorima energetskih uređaja. Ovi klima uređaji štite elektroniku od prenaponskih napona i struja uklanjanjem elektromagnetskih smetnji (EMI) i radiofrekvencijskih smetnji (RFI). To rade kroz sustav otpornika i kondenzatora u kojem kondenzatorska brzina punjenja i pražnjenja sprečava pojavu šiljaka napona.