Зміст
- Розрахунок швидкості скидання
- Розуміння ємності акумулятора
- Рівняння кривої розряду акумулятора
- Калькулятор розряду акумулятора
- Програми для заряджання та вивантаження конденсаторів
Знання, як довго повинен тривати акумулятор, може допомогти заощадити гроші та енергію. Швидкість розряду впливає на термін експлуатації акумулятора. Технічні характеристики та особливості того, як електричні ланцюги з джерелами акумуляторів дозволяють потоку струму, є основою для створення електроніки та обладнання, пов’язаного з електронною поштою. Швидкість, з якою заряд протікає по ланцюгу, залежить від того, наскільки швидко джерело акумулятора може протікати через нього, виходячи зі своєї швидкості розряду.
Розрахунок швидкості скидання
Ви можете використовувати закон Пюкерца для визначення швидкості розряду акумулятора. Закон Пюкерца є t = H (C / IH)к в якій Н - номінальний час вивантаження в годинах, С - номінальна потужність швидкості розряду в ампер-годинах (також звану AH-підсилювальною годиною), Я - струм розряду в амперах, к - константа Пюкерта без розмірів і т - фактичний час вивантаження.
Номінальний час розряду для акумулятора - це те, що виробники акумуляторів оцінили як час розряду батареї. Ця кількість зазвичай задається кількістю годин, з якими приймали норму.
Константа Пюкерта зазвичай коливається від 1,1 до 1,3. Для акумуляторів абсорбуючого скла (AGM) кількість зазвичай становить від 1,05 до 1,15. Він може коливатися від 1,1 до 1,25 для гелевих акумуляторів, а для батарей із затопленими батареями, як правило, від 1,2 до 1,6. BatteryStuff.com має калькулятор для визначення константи Пюкерта. Якщо ви не хочете використовувати його, ви можете зробити оцінку константи Peukert на основі конструкції своєї батареї.
Щоб скористатися калькулятором, потрібно знати показник AH для акумулятора, а також годину, на яку було взято рейтинг AH. Вам потрібні два набори з цих двох оцінок. Калькулятор також враховує екстремальні температури, при яких працює акумулятор, і вік батареї. Потім онлайн-калькулятор повідомляє вам про постійну Пюкерта на основі цих значень.
Калькулятор також дозволяє вам повідомити його струм при підключенні до електричного навантаження, щоб калькулятор міг визначити потужність для даного електричного навантаження, а також час виконання, щоб зберегти рівень розряду безпечно на 50%. Маючи на увазі змінні цього рівняння, ви можете переставити отримане рівняння I x t = C (C / IH)k-1 щоб отримати товар Я х т як поточний час часу або швидкість скидання. Це новий рейтинг AH, який ви можете розрахувати.
Розуміння ємності акумулятора
Швидкість розряду дає вам вихідну точку для визначення ємності акумулятора, необхідної для роботи різних електричних пристроїв. Продукт Я х т - це заряд Q, в кулонах, що видаються акумулятором. Зазвичай інженери вважають за краще використовувати підсилювачі для вимірювання швидкості розряду, використовуючи час т в годинах і струмі Я в амперах.
З цього ви можете зрозуміти ємність акумулятора, використовуючи такі значення, як ват-годин (Wh), які вимірюють потужність батареї або енергію розряду у ватах, одиницю потужності. Інженери використовують сюжет Ragone, щоб оцінити ватто-годину ємності батарей з нікелю та літію. Діаграми Рагона показують, як потужність розряду (у ватах) падає із збільшенням енергії розряду (Вт). Діаграми показують цю зворотну залежність між двома змінними.
Ці графіки дозволяють використовувати хімію акумуляторів для вимірювання потужності та швидкості розряду акумуляторів різних типів, включаючи фосфат літій-заліза (LFP), оксид літій-магнату (LMO) та кобальт марганцю нікелю (NMC).
Рівняння кривої розряду акумулятора
Рівняння кривої розряду акумулятора, яке лежить в основі цих графіків, дозволяє визначити час роботи акумулятора, знайшовши зворотний нахил лінії. Це працює, тому що одиниці ват-години, поділеної на ват, дають вам час виконання. Поклавши ці поняття у форму рівняння, можна написати E = C x Vсер для енергії Е у ват-годинах, потужність в ампер-годинах С і Vсер середня напруга розряду.
Ватт-годин - це зручний спосіб перетворення енергії розряду в інші форми енергії, оскільки множення ват-годин на 3600 для отримання ват-секунд дає енергію в одиницях джоулів. Джоул часто використовується в інших сферах фізики та хімії, таких як теплова енергія і тепло для термодинаміки або енергія світла в лазерній фізиці.
Поряд зі швидкістю скидання корисні кілька інших вимірювань. Інженери також вимірюють потужність потужності в одиницях С, що є потужність підсилювача, поділена на точно одну годину. Ви також можете конвертувати це безпосередньо з ваттів в ампер, знаючи це P = I x V за владу П у ватах, струм Я в амперах і напрузі V в вольтах для акумулятора.
Наприклад, 4 В акумулятор із 2-х амперною годиною має потужність у ват-годину 2 Вт. Це вимірювання означає, що ви можете проводити струм на 2 ампер протягом однієї години або ви можете проводити струм на одному підсилювачі протягом двох годин. Взаємозв'язок між поточним і часом залежать один від одного, як це визначається підсилювальною годиною.
Калькулятор розряду акумулятора
Використання калькулятора розряду акумулятора дозволяє глибше зрозуміти, як різні матеріали батареї впливають на швидкість розряду. Вуглець-цинкові, лужні та свинцево-кислотні акумулятори, як правило, знижують ефективність, коли вони занадто швидко розряджаються. Розрахунок швидкості скиду дозволяє вам оцінити це.
Розряд батареї дає вам методи обчислення інших значень, таких як ємність та константа швидкості розряду. Для даного заряду, відведеного акумулятором, ємність батареї (не плутати з ємністю, як обговорювалося раніше) С дається C = Q / V для заданої напруги V_. Ємність, вимірювана фарадами, вимірює здатність батареї зберігати заряд._
Конденсатор, розташований послідовно з резистором, може дозволити обчислити добуток ємності та опору ланцюга, що дає вам постійну час τ як τ = RC. Постійна часу цього розташування ланцюга говорить вам про час, який конденсатор повинен витратити приблизно 46,8% його заряду при розряді по ланцюгу. Постійна часу - це також реакція ланцюга на постійний вхід напруги, тому інженери часто використовують постійну часу як частоту відключення для ланцюга
Програми для заряджання та вивантаження конденсаторів
Коли конденсатор або акумулятор заряджається або розряджається, ви можете створити безліч застосувань в електротехніці. Flashlaps або flashtubes утворюють інтенсивні сплески білого світла протягом короткого періоду часу від поляризованого електролітичного конденсатора. Це конденсатори, які мають позитивно заряджений анод, який окислюється, утворюючи метал ізолятора як засіб для зберігання та отримання заряду.
Світло лампи надходить від електродів ламп, підключених до конденсатора з великою кількістю напруги, щоб їх можна було використовувати для фотозйомки спалаху в камерах. Зазвичай вони виготовляються з підсилювальним трансформатором і випрямлячем. Газ у цих лампах чинить опір електриці, тому лампа не проводить електрику до розряду конденсатора.
Окрім простих батарей, швидкість розряду знаходить застосування в конденсаторах силових кондиціонерів. Ці кондиціонери захищають електроніку від перенапруг напруги та струму, усуваючи електромагнітні перешкоди (EMI) та радіочастотні перешкоди (RFI). Вони роблять це через систему резистора та конденсатора, в яких конденсатори швидкості зарядки та розряду запобігають виникненню сплеску напруги.