วิธีการวัดความจุของแบตเตอรี่และแปลง farads เป็นแอมป์ชั่วโมง

มีการวัดความจุของแบตเตอรี่อะไรและทำไม

Charge Q ซึ่งเป็นปริมาณไฟฟ้าวัดเป็นคูลอมบ์ (C) ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ C อยู่ใน farads, microfarads (microfarads) แต่ ความจุของแบตเตอรี่ วัดด้วยเหตุผลบางอย่างไม่ใช่ใน farads แต่เป็นแอมแปร์ - ชั่วโมง (milliampere-hours)

นั่นหมายความว่าอย่างไร หนึ่งแอมป์เป็นจี้ในหนึ่งวินาทีเรารู้จากหลักสูตรของฟิสิกส์ว่าถ้าค่าไฟฟ้าเท่ากับ 1 จี้ผ่านตัวนำใน 1 วินาทีจากนั้นกระแส 1 แอมแปร์จะไหลผ่านตัวนำ

แล้วชั่วโมงแอมแปร์คืออะไร? แอมแปร์ - ชั่วโมง (Ah) ถือเป็นความจุของแบตเตอรี่ซึ่งตามกระแสที่ลดลง 1 แอมแปร์แบตเตอรี่จะถูกปล่อยออกไป 1 ชั่วโมงก่อนที่แรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่อนุญาต

ตัวอย่างเช่น สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ขนาดเฟรม 18650 มีความจุ 3400 mAh ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่ที่มีขนาด 340 mA สามารถให้การชาร์จได้ใน 10 ชั่วโมงและแบตเตอรี่รถยนต์ที่มีความจุ 55 Ah จะปล่อยประจุออกจาก 12.8 ถึง 10.8 volts ในเวลา 2 ชั่วโมงที่ประจุ 27 5 ก

อย่างที่คุณอาจทราบแล้วว่าแบตเตอรี่ไม่สามารถปล่อยให้เป็นศูนย์ได้และในความเป็นจริงแล้วแบตเตอรี่แต่ละประเภทมีแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่อนุญาตให้คายประจุแบตเตอรี่โดยไม่มีอันตรายใด ๆ

ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่รถยนต์ตะกั่วไม่สามารถคายประจุได้ต่ำกว่า 10.5 โวลต์และแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถคายประจุได้ไม่ต่ำกว่า 2.75 โวลต์ หากความคลาดเคลื่อนเหล่านี้ถูกละเมิดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะลดลงเร็วกว่าที่ควรจะเป็นหากพบคำแนะนำเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำ

ดังนั้นความจุของแบตเตอรี่จึงถูกประเมินตามบรรทัดฐานที่ควบคุมสำหรับแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ: แบตเตอรี่รถยนต์จะถูกทดสอบในวงจรการคายประจุ 20 ชั่วโมงและแบตเตอรี่ลิเธียมใน 5 ชั่วโมง แบตเตอรี่ที่ประจุไฟเต็มจะถูกคายประจุด้วยกระแส I ที่เลือกล่วงหน้าไปยังแรงดันไฟฟ้าที่ปล่อยประจุต่ำสุดที่กำหนดในขณะที่การวัดเวลาคายประจุ T ในตอนท้ายของการทดลองคูณกับกระแสไฟฟ้าและเวลาที่วัดได้ Q = ไอที

วิธีที่ง่ายที่สุดในการประเมินประเภทความจุของแบตเตอรี่ที่ทราบ

ดังนั้นในการวัดความจุของแบตเตอรี่ด้วยวิธีที่เรียบง่าย แต่ต้องใช้ความระมัดระวังโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษสามารถชาร์จประจุจนเต็มโดยผ่านตัวต้านทานที่ได้รับการยอมรับในระดับที่ยอมรับได้

ตัวอย่างเช่นแรงดันไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาอย่างไม่เป็นอันตรายที่อนุญาตของเซลล์ลิเธียม 18650 คือ 2.75 โวลต์และแรงดันประจุเต็มจะถูกนำไปเป็น 3.75 โวลต์ โปรดจำไว้ว่าแบตเตอรี่ดังกล่าวชาร์จไม่เกิน 4.35 โวลต์ในเครื่องชาร์จพิเศษ!

สมมติว่ามีแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มแล้ว เลือกค่าการคายประจุปัจจุบันเฉลี่ย 325 mA ใช้ ต้านทาน ระบุ 10 โอห์มกำลัง 2 W - โดยมีระยะขอบ เราวัดแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นที่ขั้วแบตเตอรี่สมมติว่ามันกลายเป็น 3.75 โวลต์และเชื่อมต่อตัวต้านทานกับเทอร์มินัลในขณะที่ตรวจจับเวลาบนนาฬิกาพร้อมกัน ต่อไปเราจะตรวจสอบโวลต์มิเตอร์ - หลังจากกี่ชั่วโมงแรงดันไฟฟ้าจะลดลงถึงระดับ 2.75 โวลต์

ตัวอย่างเช่นหลังจาก 10 ชั่วโมง 27 นาทีแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะกลายเป็น 2.75 โวลต์และที่จุดเริ่มต้นคือ 3.75 โวลต์และสิ่งนี้เมื่อปล่อยผ่านตัวต้านทาน 10 โอห์ม ดังนั้นความสามารถจึงสามารถประมาณได้ด้วยความแม่นยำที่ดี: เริ่มต้นปัจจุบัน 3.75 / 10 = 375 mA, สุดท้าย 2.75 / 10 = 275 mA, ปัจจุบันเฉลี่ย (375 + 275) / 2 = 325 mA ดังนั้นภายใน 10.45 ชั่วโมงแบตเตอรี่จะให้กระแสเฉลี่ย 0.325 A ดังนั้นความจุคือ Q = 10.45 * 0.325 = 3400 mAh นี่เป็นวิธีที่หยาบ แต่น่าเชื่อถือในการวัดความจุของแบตเตอรี่

แบตเตอรี่รถยนต์

ในการวัดความจุของแบตเตอรี่รถยนต์จะสะดวกในการใช้หลอดไส้ธรรมดา 60 วัตต์ จะให้ค่าเฉลี่ยกระแส 5 แอมป์หลอดไฟและโวลต์มิเตอร์เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มแล้ว (ประมาณ 12.5–12.8 โวลต์) ในขณะที่สังเกตเวลา เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงถึง 10.8 โวลต์ - ปิดหลอดและบันทึกเวลาที่ผ่านไป ตัวอย่างเช่นหากผ่านไป 9 ชั่วโมงความจุที่แท้จริงของแบตเตอรี่รถยนต์คันนี้คือ Q = 9 * 5 = 45 Ah

แปลง farads เป็นแอมแปร์ชั่วโมง

แบตเตอรี่ซึ่งแตกต่างจากตัวเก็บประจุมีส่วนที่ไม่ใช่เชิงเส้นในส่วนโค้งคายประจุ แต่ถึงกระนั้นผู้ชื่นชอบการทดลองบางคนพยายามและพวกเขาประสบความสำเร็จในการใช้งานบางอย่างเปลี่ยนแบตเตอรี่ ซุปเปอร์.

1 แอมป์ชั่วโมงคือ 3600 จี้ สมมติว่าเราต้องการได้ธนาคารตัวเก็บประจุที่มีคุณสมบัติเทียบเท่าประจุไฟฟ้าถึงแม้จะอยู่ในช่วงสั้น ๆ กับแบตเตอรี่ขนาด 12 โวลต์ที่มีความจุ 55 แอมป์ชั่วโมง 55 แอมแปร์ต่อชั่วโมงเป็นจี้ 55 * 3600

เราเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจาก 13 เป็น 11 โวลต์จากนั้นตั้งแต่ Q = C (U1-U2) จากนั้น C = 55 * 3600/2 = 99000 F. เกือบ 100 กิโลวัตต์เป็นความจุไฟฟ้าเทียบเท่าของแบตเตอรี่รถยนต์หากลักษณะการปล่อยของมันเหมือนกับ ที่ตัวเก็บประจุ

มีวิดีโอบนอินเทอร์เน็ตที่มีตัวนำยิ่งยวดหกตัว 3000 F แต่ละตัว 2.7 V เชื่อมต่อเป็นชุดแทนที่แบตเตอรี่สตาร์ทของรถยนต์ ปรากฎว่า 500 F ประมาณ 16 V

ลองประมาณว่าปัจจุบันและระยะเวลาของการชุมนุมดังกล่าวสามารถให้ ให้ช่วงการใช้งานถูกนำมาใช้อีกครั้งตั้งแต่ 13 ถึง 11 โวลต์ ฉันสามารถนับกระแส 200 A (โดยมีระยะขอบ) ได้นานเท่าใด I = C (U1-U2) / t จากนั้น t = C (U1-U2) / I = 500 * 2/200 = 5 วินาที พอสตาร์ทเครื่องยนต์แล้ว

ดูเพิ่มเติมที่:การเชื่อมต่อแบบขนานและต่อเนื่องของแบตเตอรี่