Внутреннее сопротивление аккумулятора/аккумуляторной батареи – важный параметр источника питания

Autor: Michał Seredziński
2022-05-11
icon
48
icon
12
Внутреннее сопротивление аккумулятора/аккумуляторной батареи – важный параметр источника питания

Емкость аккумулятора, выраженная в миллиампер-часах (мАч), является основным показателем, по которому большинство из нас сравнивает отдельные аккумуляторы или аккумуляторные батареи. К сожалению, во многих случаях это не идеальная единица для оценки эффективности того или иного источника питания, особенно для одноразовых батареек, о чем мы уже частично сигнализировали в другой статье. Не все знают, что помимо емкости, измеряемой в мАч, не менее важны (если не более) значения накопленной энергии, выраженные в милливат-часах (мВтч), ватт-часах, киловатт-часах и т.д., и величина внутреннего сопротивления данного элемента, обычно выраженная в миллиомах (мОм). Сегодня мы поговорим с изучением и пониманием понятия внутреннего сопротивления.

Каково внутреннее сопротивление аккумулятора?

Как мы уже объясняли в нашем глоссарии, внутреннее сопротивление в батареях и аккумуляторах определяет самосопротивление элемента. Каждая батарея действует в определенной степени как стандартный резистор-резистор, где протекающий через них ток вызывает определенное падение напряжения. Чем больше сопротивление аккумулятора, тем большее падение напряжения оно вызывает и, как следствие, напряжение, которое физически идет на наш ресивер, всегда ниже напряжения, измеренного на аккумуляторе вне устройства (без нагрузки).

Это более низкое напряжение во время работы будет очень важно для нас. Ведь типичное устройство отказывается работать при падении напряжения до определенного, достаточно низкого уровня, поэтому в случае с аккумулятором с высоким сопротивлением он может преждевременно отказаться от работы. Кроме того, во многих устройствах качество работы того или иного устройства зависит от уровня напряжения (при более высоком напряжении устройства часто работают с большей мощностью – моторы работают быстрее, фонарь светит ярче, игрушка быстрее едет и т.д.).  

Батареи с более высоким сопротивлением, даже при одинаковой емкости мАч, генерируют более сильное падение напряжения на клеммах при разрядке — в соответствии с основным законом Ома. Новые аккумуляторы или аккумуляторы отличаются по этому параметру. Кроме того, увеличение внутреннего сопротивления является естественным явлением износа аккумуляторов по мере их использования и разрядки. Что очень важно, этот параметр ухудшается даже на неиспользуемых батареях – это один из симптомов старения элемента. Это очень негативное явление, так как оно очень часто приводит к преждевременному и неожиданному выключению устройства. Потери энергии, связанные с внутренним сопротивлением аккумулятора, рассеиваются в виде тепла непосредственно на аккумуляторе и его контактах. Высокое внутреннее сопротивление может привести к перегреву аккумуляторов в требовательных устройствах - например, вспышках. В общем, вывод таков, что чем меньше сопротивление, тем лучше. Аккумуляторная батарея, батарея с низким сопротивлением, способна эффективно и безопасно отдавать более высокие значения тока.

Наряду с емкостью, это один из самых важных и важных параметров, определяющих работоспособность аккумулятора или аккумулятора, о существовании которого знают далеко не все.

Измерение внутреннего сопротивления на практике

На прилагаемом графике разрядных характеристик двух аккумуляторов с заявленной одинаковой емкостью, при токе 500 мА, одна из них имеет в 4 раза большее внутреннее сопротивление. Это приводит к резкому падению напряжения во время работы, что может привести к очень непредсказуемой работе нашего устройства.

Если повезет, то оба аккумулятора будут работать одинаковое время в таких условиях, но только в том случае, если наше устройство способно глубоко разряжать их до значения ~0,8В. Если наше устройство (что вполне вероятно) выключится при напряжении ближе к 1,2 В, то батарея В прослужит до 3-4 раз меньше, чем теоретически сопоставимая батарея А.

Как проверить внутреннее сопротивление наших батареек или аккумуляторов?

Методика измерения, используемая различными производителями, не является последовательной, и обычно значения сопротивления, указанные в технических паспортах, не сопоставимы друг с другом. Поэтому стоит снять такие замеры самостоятельно.

Типичная процедура измерения включает в себя (А) измерение напряжения ячейки, которая заряжена по крайней мере наполовину, в стабильных, повторяемых условиях (с небольшой нагрузкой или без нее), затем нагрузку (В) дополнительной, заданной величиной тока и быстрое (обычно в течение нескольких секунд) повторное считывание значения напряжения (С). Разность измеренных напряжений А-С деленная на величину дополнительной нагрузки - ток В, дает нам величину внутреннего сопротивления элемента.

Результаты, полученные даже на одном и том же аккумуляторе, будут варьироваться в зависимости от степени заряженности данного элемента (самые высокие, худшие результаты достигаются при разрядке элементов). Кроме того, они обычно будут тем выше (хуже), чем выше нагрузка/ток B, которую мы измеряем, или чем позже измеряется падение напряжения (C).

Поэтому при сравнении этих значений очень важно, чтобы процедура каждый раз была одинаковой.

Независимое, «ручное» измерение внутреннего сопротивления может быть хлопотным, поэтому здесь на помощь приходят зарядные устройства, которые могут выполнять такое измерение автоматически и многократно.

На рынке есть всего несколько зарядных устройств, которые правильно измеряют эти значения. Немногими исключениями являются зарядные устройства everActive (например, модель NC-3000) и зарядные устройства Xtar (например, VP4+ Дракон).

Копирование содержания статьи или ее части без согласия представителя компании Baltrade sp. z o.o. запрещено.

icon
48
icon
12
Комментарии
liczba komentarzy: 1
Добавить комментарий

  • Świetnie przedstawiony problem rezystancji wewnętrznej źródła energii elektrycznej.
    icon
    8
    icon
    3