Как да се измери капацитетът на батерията и да се конвертира farads в усилвателни часове

Какво и защо се измерва капацитетът на батерията

Зарядът Q, като количеството електроенергия, се измерва в кулон (С), електрическият капацитет на кондензаторите С е във фаради, микрофаради (микрофаради), но капацитет на батерията измерва се по някаква причина не във фаради, а в ампер-часове (милиампер-часове).

Какво би означавало това? Един ампер е висулка в една секунда, от курса на физиката знаем, че ако електрически заряд, равен на 1 висулка, преминава през проводник за 1 секунда, тогава през проводника тече ток от 1 ампер.

И тогава какво е ампер час? За ампер-час (Ah) се счита капацитетът на батерията, при който според даден ток от 1 ампер, акумулаторът се разрежда 1 час преди минималното допустимо напрежение.

Например за литиево-йонна батерия размер на рамката 18650, с капацитет 3400 mAh, това означава, че батерия с ток от 340 mA може да даде своя заряд за 10 часа, а автомобилна батерия с капацитет 55 Ah се разрязва от около 12,8 до 10,8 волта за 2 часа при разряден ток 27 5 А.

Както вероятно знаете, батериите не могат да се разреждат до нула, а в действителност всеки тип батерия има минимално напрежение, което е разрешено да се разрежда без проблем.

Например, акумулаторна батерия за автомобил не може да се разреди по-малко от 10,5 волта, а литиевата батерия може да се разреди не по-ниска от 2,75 волта. Ако тези допуски са нарушени, животът на батерията ще се изчерпи много по-бързо, отколкото би могло да бъде, ако се спазват препоръките относно минималното напрежение.

По този начин капацитетът на батерията се изчислява въз основа на регулираните норми за различни видове батерии: автомобилните акумулатори се тестват на 20-часов цикъл на разреждане, а на литиеви батерии - на 5-часов. Напълно заредена батерия се разрежда с предварително избран ток I до минимално допустимо напрежение на разреждане, като същевременно се измерва времето на разреждане T. В края на експеримента, умножавайки тока и измереното време, се получава действителният капацитет на батерията в амперчасове. Q = ИТ.

Най-простият начин за експериментална оценка на известен тип капацитет на батерията

Така че, за да се измери капацитетът на батерията по прост, но старателен начин, без да се прибягва до използването на специални устройства, може да бъде напълно зареден разреден чрез резистор с известна приемлива стойност.

Например, допустимото безобидно напрежение на пълния разряд на 18650 литиева клетка е 2,75 волта, а напрежението му при пълно зареждане се приема за 3,75 волта. Не забравяйте, че такива батерии зареждат не повече от 4,35 волта в специални зарядни!

Да предположим, че е налице напълно заредена батерия. Изберете среден разряден ток от 325 mA, вземете резистор номинална 10 Ohm, мощност 2 W - с марж. Измерваме началното напрежение на клемите на акумулатора, да кажем, че се оказва точно 3,75 волта, и прикрепяме резистор към клемите, като същевременно засичаме времето на часовника. След това ще следим волтметъра - след колко часа напрежението ще спадне до нивото от 2,75 волта.

Например след 10 часа 27 минути напрежението върху акумулатора стана 2,75 волта, а в началото - 3,75 волта, и това при разреждане през 10 ома резистор. Така че, капацитетът вече може да бъде оценен с добра точност: стартов ток 3.75 / 10 = 375 mA, краен ток 2.75 / 10 = 275 mA, среден ток (375 + 275) / 2 = 325 mA. И така, в рамките на 10,45 часа батерията даде среден ток 0,325 A, следователно, капацитетът е Q = 10,45 * 0,325 = 3400 mAh. Това е суров, но надежден начин за измерване на капацитета на батерията.

Батерия за кола

За измерване на капацитета на автомобилна батерия е удобно да използвате конвенционална 60-ватова лампа с нажежаема жичка. Той ще осигури среден ток от 5 ампера.Към напълно заредена батерия (до около 12,5–12,8 волта) са свързани лампа и волтметър, като същевременно се отбелязва време. Когато напрежението падне до 10,8 волта - изключете лампата и запишете изминалото време. Например, ако са минали 9 часа, реалният капацитет на тази акумулаторна кола е Q = 9 * 5 = 45 Ah.

Преобразувайте farads в ампер часове

Батерията, за разлика от кондензатора, има много голяма част от нелинейността в кривата на разреждане. Но все пак някои любители на експериментите се опитват и те успяват в това, в някои приложения заместват батерията суперкондензатори.

1 ампер час е 3600 висулка. Да предположим, че искаме да получим кондензаторна банка, еквивалентна в характеристика на разреждане, макар и в къса секция, на 12-волтова батерия с капацитет 55 ампера часа. 55 ампера на час е висулка 55 * 3600.

Взимаме промяна в напрежението от 13 до 11 волта, след това, тъй като Q = C (U1-U2), тогава C = 55 * 3600/2 = 99000 F. Почти 100 килофара е еквивалентният електрически капацитет на автомобилна акумулатор, ако характеристиката му на разреждане беше същата като при кондензатора.

В интернет има видео, в което шест свръхпроводници с 3000 F всеки, всеки 2.7 V, свързани последователно, заменят стартерната батерия на автомобила. Оказва се, че 500 F е около 16 V.

Нека да преценим какво точно и за колко време може да даде такъв монтаж. Нека диапазонът на работа бъде приет отново от 13 до 11 волта. Колко време мога да разчитам на ток от 200 A (с марж)? I = C (U1-U2) / t, след това t = C (U1-U2) / I = 500 * 2/200 = 5 секунди. Достатъчно за стартиране на двигателя.

Вижте също:Паралелна и серийна връзка на батерии