כיצד למדוד את קיבולת הסוללה ולהמיר פאראדים לשעות מגבר

מה ומדוע נמדדת קיבולת הסוללה

מטען Q, ככמות החשמל, נמדד בקולומב (C), הקיבולת החשמלית של קבלים C היא בפאראדים, מיקרו-פארדות (מיקרו-פארדות), אך קיבולת סוללה נמדד משום מה לא בפארדים, אלא בשעות אמפר (מילי-שעות שעות).

מה זה אומר? אמפר אחד הוא תליון בשנייה אחת, אנו יודעים ממהלך הפיזיקה שאם מטען חשמלי שווה לתליון 1 עובר במוליך בשנייה אחת, אז זרם של אמפר 1 זורם במוליך.

ואז מהי שעת אמפר? אמפר-שעה (אה) נחשבת לקיבולת הסוללה בה, על פי זרם נתון של אמפר אחד, הסוללה פורקת שעה לפני המתח המינימלי המותר.

למשל עבור סוללת ליתיום יון מסגרת בגודל 18650, בהספק של 3400 מיליאמפר / שעה, המשמעות היא שסוללה עם זרם של 340 מיליאמפר יכולה לתת את הטעינה שלה בתוך 10 שעות, וסוללת מכונית בהספק של 55 אה פריקה מכ- 12.8 עד 10.8 וולט תוך שעתיים בזרם פריקה של 27 5 א.

כפי שאתה בטח יודע, לא ניתן לפרוק את הסוללות לאפס, ובמציאות, לכל סוג של סוללה יש מתח מינימלי שמותר לפרוק את הסוללה ללא נזק.

לדוגמה, לא ניתן לפרוק מצבר לרכב עופרת הנמוך מ -10.5 וולט, וסוללת ליתיום יכולה להיות משוחררת לא פחות מ -2.75 וולט. אם מופרים הסבולות הללו, חיי הסוללה יתכלה מהר הרבה יותר ממה שיכול היה להיות אם נצפו ההמלצות לגבי המתח המינימלי.

לפיכך, קיבולת הסוללה נאמדת על פי הנורמות המוסדרות לסוללות שונות: סוללות רכב נבדקות במחזור פריקה של 20 שעות, וסוללות ליתיום על 5 שעות. סוללה טעונה במלואה משוחררת עם זרם I שנבחר מראש למתח הפריקה המינימלי המותר, תוך מדידת זמן הפריקה T. בסוף הניסוי, הכפלת הזרם והזמן הנמדד מתקבלת קיבולת הסוללה בפועל בשעות אמפר. ש = IT.

הדרך הפשוטה ביותר להעריך באופן ניסיוני סוג ידוע של קיבולת סוללה

לכן, כדי למדוד את קיבולת הסוללה בצורה הפשוטה אך הקפדנית, מבלי להיזקק לשימוש במכשירים מיוחדים, ניתן לטעון אותה במלואה באמצעות נגן בעל דירוג מקובל ידוע.

לדוגמא, מתח הפריקה המלא המותר והלא-מזיק של תא ליתיום בגודל 18650 הוא 2.75 וולט, והמתח לטעינה המלאה שלו נחשב ל -3.75 וולט. זכרו שסוללות כאלה לא גוזלות למעלה מ -4.35 וולט במטענים מיוחדים!

נניח שסוללה טעונה במלואה. בחר זרם פריקה ממוצע של 325 mA, קח נגד 10 אוהם, 2 וואט - עם שוליים. אנו מודדים את מתח ההתחלה במסופי הסוללה, נניח שהוא יתברר כ 3.75 וולט, ומחברים נגדים למסופים, ובו בזמן מגלים את השעון בשעון. בשלב הבא, אנו נעקוב אחר מד מתח - לאחר כמה שעות המתח יירד לרמה של 2.75 וולט.

לדוגמא, לאחר 10 שעות 27 דקות המתח על הסוללה הפך ל -2.75 וולט, ובתחילת הדרך הוא היה 3.75 וולט, וזה כשהוא פרוק דרך נגן 10 אוהם. אז, ניתן כבר לאמוד את הקיבולת בדיוק טוב: זרם התחלתי 3.75 / 10 = 375 mA, זרם סופי 2.75 / 10 = 275 mA, זרם ממוצע (375 + 275) / 2 = 325 mA. אז תוך 10.45 שעות, הסוללה נתנה זרם ממוצע של 0.325 A, לפיכך, הקיבולת היא Q = 10.45 * 0.325 = 3400 מיליאמפר / שעה. זוהי דרך גסה אך אמינה למדידת קיבולת הסוללה.

מצבר לרכב

כדי למדוד את הקיבולת של מצבר לרכב, נוח להשתמש במנורת ליבון קונבנציונלית של 60 וואט. זה יספק זרם ממוצע של 5 אמפר.מנורה ומתח מתח מחברים לסוללה טעונה במלואה (עד כ 12.5–12.8 וולט) תוך ציון זמן. כאשר המתח יורד ל 10.8 וולט - כבו את המנורה ותיעדו את הזמן שחלף. לדוגמה, אם עברו 9 שעות, הקיבולת האמיתית של סוללת מכונית זו היא Q = 9 * 5 = 45 Ah.

המר פאראדים לשעות אמפר

בסוללה, שלא כמו קבלים, יש חלק גדול מאוד של אי ליניאריות בעקומת הפריקה. אבל עדיין, כמה מאוהבי הניסוי מנסים, והם מצליחים בכך, בחלק מהיישומים מחליפים את הסוללה מנקי-על.

שעה אמפר 1 היא 3600 תליון. נניח שאנו רוצים להשיג בנק קבלים שווה ערך במאפיין פריקה, גם אם בקטע קצר, לסוללה של 12 וולט בהספק של 55 אמפר שעות. 55 אמפר לשעה הוא תליון 55 * 3600.

אנו לוקחים שינוי מתח 13-13 וולט, מכיוון ש- Q = C (U1-U2), אז C = 55 * 3600/2 = 99000 F. כמעט 100 קילוגרמים הם הקיבולת החשמלית המקבילה של סוללת מכונית אם מאפיין הפריקה שלה זהה לזה בקבל.

יש סרטון באינטרנט בו שישה מוליכי-על בגודל 3000 F כל אחד, כל 2.7 וולט מחוברים בסדרה, מחליפים את סוללת המתנע של המכונית. מסתבר ש -500 F הם בערך 16 V.

בואו נעריך איזה זרם ולכמה זמן יכול אסיפה כזו לתת. תן לאמץ שוב את טווח ההפעלה מ 13 ל 11 וולט. כמה זמן אוכל לסמוך על זרם של 200 A (עם שוליים)? I = C (U1-U2) / t, ואז t = C (U1-U2) / I = 500 * 2/200 = 5 שניות. מספיק כדי להפעיל את המנוע.

ראה גם:חיבור מקבילי וטורי של סוללות