כיצד לחשב קצב פריקת סוללה

תוֹכֶן

• חישוב שיעור פריקה
• הבנת קיבולת הסוללה
• משוואת עקומת פריקת סוללה
• מחשבון לפריקת סוללה
• יישומי טעינה ופריקה של קבלים

הידיעה כמה זמן הסוללה צריכה להימשך יכולה לעזור לך לחסוך כסף ואנרגיה. קצב הפריקה משפיע על חיי הסוללה. מפרט ותכונות של איך מעגלים חשמליים עם מקורות סוללה מאפשרים לזרימת זרם הם הבסיס ליצירת אלקטרוניקה וציוד אלקטרוני הקשורים. הקצב בו המטען זורם במעגל תלוי כמה מהר מקור סוללה יכול להזיז דרכו על בסיס קצב הפריקה שלו.

חישוב שיעור פריקה

אתה יכול להשתמש בחוק Peukerts כדי לקבוע את קצב הפריקה של סוללה. חוק פוקרטס הוא t = H (C / IH)^k בו ח הוא זמן הפריקה המדורג בשעות, ג הוא הקיבולת המדורגת של קצב הפריקה בשעות מגבר (נקראת גם דירוג אמפר-שעה AH), אני הוא זרם הפריקה במגברים, k הוא קבוע Peukert ללא ממדים ו t הוא זמן השחרור בפועל.

זמן הפריקה המדורג עבור סוללה הוא מה שיצרני הסוללות דירגו כזמן הפריקה של מצבר. מספר זה ניתן בדרך כלל עם מספר השעות בהן נלקח התעריף.

קבוע Peukert נע בדרך כלל בין 1.1 ל 1.3. עבור סוללות זכוכית סופגת מחצלת (AGM), המספר הוא בדרך כלל בין 1.05 ל 1.15. זה יכול לנוע בין 1.1 ל 1.25 עבור סוללות ג'ל, ובדרך כלל זה יכול להיות בין 1.2 ל 1.6 לסוללות מוצפות. ל- BatteryStuff.com מחשבון לקביעת קבוע Peukert. אם אינך רוצה להשתמש בו, אתה יכול להעריך את קבוע Peukert בהתבסס על עיצוב הסוללה שלך.

כדי להשתמש במחשבון, עליכם לדעת את דירוג ה- AH עבור הסוללה, כמו גם את דירוג השעה בו נלקח דירוג ה- AH. אתה זקוק לשתי קבוצות משני הדירוגים האלה. המחשבון גם אחראי לטמפרטורות קיצוניות בהן הסוללה פועלת וגיל הסוללה. המחשבון המקוון אומר לך אז את קבוע Peukert המבוסס על הערכים האלה.

המחשבון גם מאפשר לך להגיד לו את הזרם כאשר הוא מחובר לעומס חשמלי כך שהמחשבון יכול לקבוע את הקיבולת של העומס החשמלי הנתון כמו גם את זמן ההפעלה כדי לשמור על רמת פריקה בבטחה על 50%. עם המשתנים של משוואה זו בחשבון, אתה יכול לארגן מחדש את המשוואה כדי לקבל I x t = C (C / IH)^k-1 להשיג את המוצר I x t כשעה בזמן הנוכחי, או בשיעור ההפרשה. זה הדירוג החדש של AH שתוכל לחשב.

הבנת קיבולת הסוללה

קצב הפריקה מספק לך את נקודת ההתחלה לקביעת קיבולת הסוללה הדרושה להפעלת מכשירים חשמליים שונים. המוצר I x t הוא החיוב ש, בקולומבים שנמסרו על ידי הסוללה. המהנדסים בדרך כלל מעדיפים להשתמש בשעות מגבר כדי למדוד את קצב הפריקה באמצעות זמן t בשעות ובהווה אני במגברים.

מכאן תוכלו להבין את קיבולת הסוללה באמצעות ערכים כמו שעות ואט (Wh) המודדים את קיבולת הסוללה או אנרגיה פריקה במונחים של וואט, יחידת כוח. מהנדסים משתמשים במגרש Ragone כדי להעריך את קיבולת השעות ואט של סוללות עשויות ניקל וליתיום. עלילות Ragone מראות כיצד כוח הפריקה (בוואט) נופל ככל שאנרגיה הפריקה (Wh) גדלה. העלילות מראות קשר הפוך זה בין שני המשתנים.

עלילות אלה מאפשרות לך להשתמש בכימיה של הסוללה כדי למדוד את עוצמת ופריקת הסוללות של סוגים שונים של סוללות, כולל ליתיום-ברזל פוספט (LFP), תחמוצת ליתיום-מגננז (LMO) וקובלט מנגן ניקל (NMC).

משוואת עקומת פריקת סוללה

משוואת עקומת פריקת הסוללה העומדת בבסיס מגרשים אלה מאפשרת לך לקבוע את זמן ההפעלה של מצבר על ידי מציאת המדרון הפוך של הקו. זה עובד מכיוון שיחידות של שעה ואט מחולקות בוואט מעניקות לך שעות משך הריצה. הצבת מושגים אלו בצורה משוואת, אתה יכול לכתוב E = C x V_ממוצע לאנרגיה ה בשעות ואט, קיבולת במגבר-שעות ג ו V_ממוצע מתח ממוצע של הפריקה.

שעות ואט מספקות דרך נוחה להמיר מאנרגיה פריקה לצורות אנרגיה אחרות מכיוון שכפל שעות הוואט ב -3600 כדי לקבל וואט שניות נותן לך את האנרגיה ביחידות ג'ול. ג'ואלים משמשים לעתים קרובות בתחומים אחרים בפיזיקה וכימיה כמו אנרגיה תרמית וחום לתרמודינמיקה או אנרגיית האור בפיזיקת לייזר.

כמה מדידות שונות אחרות מועילות לצד קצב הפריקה. מהנדסים מודדים גם את יכולת ההספק ביחידות של ג, שהיא הקיבולת של מגבר השעה המחולקת בדיוק בשעה. אתה יכול גם להמיר ישירות מוואט למגברים בידיעה P = I x V לכוח ע בוואט, זרם אני במגברים ומתחים V בוולט לסוללה.

לדוגמה, לסוללה של 4 וולט עם דירוג של 2 אמפר לשעה יש קיבולת של שעה וואט של 2 וואט. מדידה זו פירושה שאתה יכול למשוך את הזרם בשעה 2 אמפר לשעה או שאתה יכול למשוך זרם במגבר בודד למשך שעתיים. הקשר בין הנוכחי לזמן שניהם תלויים זה בזה, כפי שניתן על ידי הדירוג של מגבר השעה.

מחשבון לפריקת סוללה

שימוש במחשבון פריקת סוללה יכול לתת לך הבנה מעמיקה יותר של השפעת חומרי הסוללה על קצב הפריקה. בדרך כלל פוחתות הסוללות בפחמן, אבץ, אלקליין וחומצה בעופרת כאשר הן פורקות מהר מדי. חישוב שיעור פריקה מאפשר לך לכמת זאת.

פריקת מצבר מספקת לך שיטות לחישוב ערכים אחרים כמו קיבול וקצב פריקה קבוע. עבור טעינה נתונה המוותרת על ידי סוללה, קיבול הסוללות (לא להתבלבל עם הקיבולת, כפי שנדון קודם) ג ניתן ע"י C = Q / V עבור מתח נתון V_. הקיבול, שנמדד בפארדים, מודד את יכולת אחסון המטען._

קבלים המסודרים בסדרה עם נגן יכולים לאפשר לך לחשב את תוצר הקיבול וההתנגדות של המעגל שנותן לך את קבוע הזמן τ כ- t = RC. קבוע הזמן של סידור מעגל זה אומר לך את הזמן שלוקח לקבל קבלים כ- 46.8% מהמטען שלו בעת הפרשות דרך מעגל. קבוע הזמן הוא גם תגובת המעגלים לכניסה למתח קבוע ולכן מהנדסים משתמשים לעתים קרובות בקבוע הזמן כתדרכי ניתוק למעגל.

יישומי טעינה ופריקה של קבלים

כאשר קבל או סוללה נטענים או פורקים, אתה יכול ליצור יישומים רבים בהנדסת חשמל. פנסים או צינורות הבזק מייצרים התפרצויות אור לבן עז לפרקי זמן קצרים מקבל אלקטרוליטי מקוטב. אלה הם קבלים בעלי אנודה טעונה חיובית שמתחמצנת על ידי יצירת מתכת מבודדת כאמצעי לאחסון וייצור מטען.

אור המנורה מגיע מאלקטרודות המנורות המחוברות לקבל עם כמות גדולה של מתח כך שניתן להשתמש בהן לצילומי פלאש במצלמות. אלה מיוצרים בדרך כלל עם שנאי מגבר ומיישר. הגז במנורות אלה מתנגד לחשמל ולכן המנורה לא תוליך חשמל עד לפרוק הקבל.

מלבד סוללות פשוטות, קצב ההפרשה מוצא שימוש בקבלים של מזגני חשמל. מזגנים אלו מגנים על האלקטרוניקה מפני נחשולי מתח וזרם בעבודה על ידי ביטול הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) והפרעות בתדרי רדיו (RFI). הם עושים זאת באמצעות מערכת של נגדים וקבלים שבהם קצב הקבלים של הטעינה והפריקה מונע התרחשות של דוקרני מתח.