Mis määrab patareide sisetakistuse

Tere, kallid külalised ja minu kanali tellijad. Täna tahan rääkida sellisest nähtusest nagu patareide sisetakistus ja millest see parameeter sõltub. Nii et alustame.

Võtame näiteks liitiumioonaku, kõige tavalisema vormiteguri 18650 nimimahuga 2500 mAh, ja laadime selle tööpingeni 3,7 volti.

Nüüd ühendame koormuse 1 oomi takisti kujul, mille nimiväärtus on 10 vatti. Mis sa arvad, mis vool sellises süsteemis algul voolab?

Me võime selle voolu hõlpsalt arvutada Ohmi seaduse järgi

Kuid kui ühendame ampermeetri, siis tegelik vool erineb arvutatud voolust ja on võrdne I = 3,6 A. Ja põhjus on järgmine.

Sisemine takistus

Niisiis, selle kõrvalekalde põhjus seisneb selles, et absoluutselt mis tahes aku sees on oma sisemine takistus. Ja meie mini-ahelas on lisaks 1 Ohmi takisti veel üks takistus.

Kujutame ette oma aku tõelise kahepooluse kujul.

Niisiis, ülaltoodud skeemi kohaselt on pinge 3,7 volti - see pole midagi muud kui allika EMF.

r on allika sisetakistus, mis selles konkreetses näites on ligikaudu 0,028 Ohm.

Kui tegelikult mõõdate ühendatud takisti pinget, on see 3,6 volti, mis tähendab, et aku sisetakistuse pingelang oli 0,1 volti.

Selgub, et sama Ohmi seaduse kohaselt on pinge 3,6 volti ja takistus 1 Ohm voolutugevus 3,6 amprit.

Ja kuna meie vooluahel on järjestikune, voolab sarnane vool läbi sisemise takistuse, mis tähendab, et lihtsate arvutuste abil saame, et sisemine takistus on võrdne:

Nüüd selgitame välja, millistest parameetritest see sisetakistus sõltub ja kas selle väärtus on konstant.

Millised parameetrid määravad allika sisemise takistuse

Nii et tegelikult on erinevat tüüpi patareide sisetakistusel täiesti erinevad tähendused. See muutub aktiivselt ja need muutused sõltuvad järgmistest parameetritest:

1. Voolu summa.
2. Aku mahtuvus.
3. Alates aku täislaadimisest.
4. Aku elektrolüüdi temperatuur.

Seega on selline muster: mida suurem on koormusvool, seda väiksem on sisetakistus. See on tingitud laengu ümberjaotamise protsessist elektrolüüdis.

Kuna voolutugevus on suur, tähendab see, et ioonide poolt laengute ülekandekiirus elektroodilt elektroodile on suur ja see on võimalik väikese takistuse korral.

Praegune tugevus on väiksem - ioonid ei edasta laengut nii aktiivselt. See tähendab, et sisemine vastupanu saab olema suur.

Suure mahutavusega patareidel on oluliselt rohkem elektroode ja see omakorda näitab, et elektroodide ja elektrolüüdi vastastikmõju protsess on ulatuslikum. See tähendab, et laengu ülekandmise protsessi siseneb üheaegselt oluliselt suurem arv ioone.

See suurendab praegust tugevust ja vähendab sisemist takistust.

Räägime nüüd järgmisest olulisest tegurist - temperatuurist.

Mõni sõna temperatuurirežiimi ja aku laetuse kohta

Iga aku on mõeldud konkreetse töötemperatuuri vahemiku jaoks. Samal ajal on temperatuur erinevate tootjate jaoks erinev.

Kuid samal ajal töötab järgmine muster: mida kõrgem on elektrolüüdi temperatuur, seda suurem on selles oleva reaktsiooni kiirus ja seetõttu on väiksem sisemine takistus.

Kaasaegsed patareid sõltuvad sisemise takistuse temperatuurist peaaegu lineaarselt.

Kuid samal ajal ei saa temperatuur lõputult ja tagajärgedeta tõusta. Kui reaktsioon kulgeb liiga ägedalt, võib hapniku aktiivne evolutsioon elektrolüüdis (anoodi lagunemise tagajärjel) põhjustada tulekahju.

Sel põhjusel on kõigil kaasaegsetel patareidel ülekuumenemiskaitse.

Aku laadimise käigus hakkab selle võimsus vähenema, kuna laengu ümberjaotamise reaktsioonis osaleb järjest vähem laetud ioone.

Järelikult vool väheneb, samas kui sisemine takistus vastupidi suureneb. Seetõttu kehtib järgmine: mida rohkem on akut laetud, seda väiksem on selle sisemine takistus.

See on kõik, mida ma tahtsin öelda patareide sisetakistuse ja seda mõjutavate tegurite kohta.

Kui artikkel teile meeldis, siis pange pöidlad pihku ja tellige! Täname lõpuni lugemast!