Pil kapasitesi nasıl ölçülür ve faradlar amp saate dönüştürülür

Pil kapasitesi ne ve neden ölçülür?

Yük Q, elektrik miktarı olarak, coulomb (C) cinsinden ölçülür, C kapasitörlerinin elektrik kapasitesi farad, mikrofarad (mikrofarad), fakat pil kapasitesi bir nedenden dolayı faradlarda değil, amper-saat (miliamper-saat) cinsinden ölçülür.

Bu ne anlama geliyor? Bir amper bir saniyede bir kolye ucudır, fizik seyrinden biliyoruz ki 1 askere eşit bir elektrik yükü 1 saniyede bir iletkenden geçerse, 1 amperlik bir akım iletkenden akar.

Ve sonra amper saat nedir? Bir amper saat (Ah), 1 amperlik belirli bir akıma göre, akünün izin verilen minimum voltajdan 1 saat önce boşaldığı pil kapasitesi olarak kabul edilir.

Örneğin lityum iyon pil için 3450 mAh kapasiteli 18650 kasa boyutu, 340 mA akımlı bir pilin 10 saat içinde şarj verebileceği ve 55 Ah kapasiteli bir araba aküsünün 2 deşarj akımında 2 saatte 12.8 ila 10.8 volt arasında deşarj olabileceği anlamına gelir. 5 A.

Muhtemelen bildiğiniz gibi, piller sıfıra boşaltılamaz ve gerçekte, her pil tipi, zarar görmeden pili boşaltmak için izin verilen minimum gerilime sahiptir.

Örneğin, bir kurşun araba aküsü 10.5 volttan daha az deşarj edilemez ve bir lityum pil 2.75 volttan daha az deşarj edilemez. Bu toleranslar ihlal edilirse, pil ömrü, minimum voltajla ilgili önerilere uyulduğundan daha hızlı tükenecektir.

Bu nedenle, pil kapasitesi çeşitli pil türleri için düzenlenmiş normlara göre tahmin edilir: araba pilleri 20 saatlik deşarj döngüsünde ve lityum piller 5 saatte bir test edilir. Tamamen şarj edilmiş bir akü, önceden seçilmiş bir akım I ile izin verilen minimum deşarj voltajına boşaltılır, deşarj süresi T ölçülür. Deneyin sonunda, akım ve ölçülen süreyi çarparak, amper-saat cinsinden gerçek akü kapasitesi elde edilir. S = BT.

Bilinen bir pil kapasitesini deneysel olarak değerlendirmenin en basit yolu

Bu nedenle, özel cihazların kullanımına başvurmadan pilin kapasitesini basit ama özenli bir şekilde ölçmek için, kabul edilebilir bir derecelendirmeye sahip bir dirençle tamamen deşarj edilebilir.

Örneğin, 18650 lityum hücrenin izin verilen zararsız tam deşarj voltajı 2.75 volttur ve tam şarj voltajı 3.75 volt olarak alınır. Bu tür pillerin özel şarj cihazlarında en fazla 4,35 volt şarj ettiğini unutmayın!

Tamamen şarj edilmiş bir pilin olduğunu varsayalım. 325 mA ortalama deşarj akımı seçin, rezistans nominal 10 Ohm, güç 2 W - bir marj ile. Akü terminallerindeki başlangıç ​​voltajını ölçüyoruz, diyelim ki tam olarak 3,75 volt olduğu ortaya çıktı ve aynı anda saatteki zamanı tespit ederken terminallere bir direnç takın. Ardından, voltmetreyi izleyeceğiz - kaç saat sonra voltajın 2.75 volt seviyesine düşeceği.

Örneğin, 10 saat 27 dakika sonra, batarya üzerindeki voltaj 2.75 volt oldu ve başlangıçta 3.75 volt oldu ve bu 10 ohm'luk bir dirençten boşaltıldığında. Böylece, kapasite zaten iyi bir doğrulukla tahmin edilebilir: başlangıç ​​akımı 3.75 / 10 = 375 mA, son akım 2.75 / 10 = 275 mA, ortalama akım (375 + 275) / 2 = 325 mA. Böylece, 10.45 saat içinde, batarya ortalama 0.325 A akım verdi, bu nedenle kapasite Q = 10.45 * 0.325 = 3400 mAh'dir. Bu, pil kapasitesini ölçmenin kaba ama güvenilir bir yoludur.

Akü

Bir araba aküsünün kapasitesini ölçmek için geleneksel 60 watt akkor lambayı kullanmak uygundur. Ortalama 5 amperlik bir akım sağlayacaktır.Bir lamba ve bir voltmetre, tam şarjlı bir pile (yaklaşık 12,5–12,8 volta kadar) bağlanırken, zamanı not eder. Voltaj 10,8 volta düştüğünde - lambayı kapatın ve geçen süreyi kaydedin. Örneğin, 9 saat geçtiyse, bu araba aküsünün gerçek kapasitesi Q = 9 * 5 = 45 Ah'dir.

Farads'ı amper saate dönüştür

Bir akü, bir kapasitörden farklı olarak, deşarj eğrisinde çok büyük oranda doğrusal olmama özelliğine sahiptir. Ancak yine de, bazı deney severler dener ve başarılı olurlar, bazı uygulamalarda pili değiştirir süperkapasitörler.

1 amper saat 3600 kolye. Diyelim ki kısa bir bölüm de olsa deşarj karakteristiğinde eşdeğer olan bir kapasitör bankası 55 amper-saat kapasiteli 12 voltluk bir aküye ulaşmak istiyoruz. Saatte 55 amper 55 * 3600 sarkıttır.

Voltajda 13 ila 11 volt arasında bir değişiklik alıyoruz, daha sonra Q = C (U1-U2) olduğundan, C = 55 * 3600/2 = 99000 F olduğundan, deşarj özelliği aynı ise, bir araba aküsünün eşdeğer elektrik kapasitesidir. kapasitörde.

İnternette, her biri seri olarak bağlanmış her biri 2,7 V olan altı süper iletkenin otomobilin marş aküsünün yerini aldığı bir video var. 500 F'nin yaklaşık 16 V olduğu ortaya çıkıyor.

Böyle bir montajın ne akım ve ne kadar süre verebileceğini tahmin edelim. Çalışma aralığının 13 ila 11 volt arasında tekrar kullanılmasına izin verin. 200 A (marjlı) bir akıma ne kadar süre güvenebilirim? I = C (U1-U2) / t, sonra t = C (U1-U2) / I = 500 * 2/200 = 5 saniye. Motoru çalıştırmak için yeterli.

Ayrıca bakınız:Pillerin paralel ve seri bağlantısı