Mi az akkumulátor kapacitása és miben múlik?

A modern akkumulátorok jelöléseit tekintve, függetlenül attól, hogy lítium-ion mobiltelefon akkumulátor vagy egy szünetmentes tápegységből származó ólom-sav akkumulátorról - mindig információt találunk nemcsak az adott áramforrás névleges feszültségéről, hanem annak elektromos kapacitásáról is.

Jellemzően ezek a számok: 2200 mAh (2200 millimperóraként számolva), 4Ah (4 amperór), stb. Mint látható, egy nem rendszerű mértékegység - Ah (amperóra) - „amper- óra ", de nem" farad " mint a kondenzátorok esetében. És az óra itt nem okból jelenik meg, hanem azért, mert egy szokásos akkumulátor - a hagyományos kondenzátorral ellentétben - szó szerint órákig képes betölteni a terhelést.

Ha megpróbálja megmagyarázni egyszerűen, akkor az akkumulátor kapacitása erősítő órákban Annak numerikus kifejezése, hogy egy adott akkumulátor milyen hosszú ideig képes táplálni egy terhelést egy adott áramfogyasztással.

Például, ha egy 12 V névleges feszültségű akkumulátor teljesen fel van töltve, miközben kapacitása 4 Ah, akkor ez azt jelenti, hogy egy 0,4 amperes fogyasztási áramú, 12 V névleges feszültségű terhelés ez az akkumulátor 10 órákig, amíg bekövetkezik olyan állapot, amelyben további ürítése veszélyesvé válik a teljesítmény szempontjából. És 1 amper fogyasztóáramú terhelésnél ugyanaz az akkumulátor négy órán keresztül merül le (természetesen, elméletileg).

Természetesen minden akkumulátor számára korlátozott a megengedett kisülési áram, és minél nagyobb a kisülési áram, annál alacsonyabb lesz a kisülési karakterisztika linearitása, és annál gyorsabban fog lemerülni az akkumulátor a becsült időhöz képest.

A minimális megengedett feszültséget, amelyre az akkumulátor lemerülhet, szintén szabályozza, és azt mindig az adott akkumulátor dokumentációjában feltüntetik, valamint azt a maximális biztonságos feszültséget, amely felett az akkumulátor feltöltése nagyon kívánatos.

Például egy 3,7 voltos lítium-ion akkumulátorra jellemző, a megengedett legkisebb kisülési feszültség 2,75 volt, a maximális pedig 4,25 volt. Ha 2,75 V-nál kevesebb lítium akkumulátort tölt ki, akkor az akkumulátor elveszíti kapacitását, és ha újból feltölti, akkor felrobbanhat.

Egy 12 voltos ólom-sav akkumulátor esetén a rendkívül biztonságos minimum 9,6 volt, és legfeljebb 13 volt stb. Tölthető fel.

Mint látható, a kapacitásinformációban (amperórákban) a feszültséget egyáltalán nem említik. Eközben, ha leszámolja az órákat másodpercre, majd megszorozza a kapacitás értékét az akkumulátor feszültségével, az akkumulátor töltési energiáját džaulokban kapjuk:

Így vagy úgy, a működő akkumulátor kapacitása gyakorlatilag független a végpontján lévő feszültségtől az aktuális pillanatban. De amikor az „akkumulátor töltése” mondjuk, nem a kapacitást értjük, hanem csak azt a feszültséget, amelyre az akkumulátor most fel van töltve. Ha az akkumulátort a névleges feszültségre töltik, akkor számíthat az akkumulátor azon pillanatában levő kapacitására. Ha az akkumulátor lemerül, akkor a kapacitása nem számít.

Ebben az esetben az akkumulátor tényleges kapacitása, amint az a kisülési jellemzők családjából kitűnik, erősen függ a kisülési áram értékétől. Egy 10 órás és egy 10 perces kisülés, például ólom-sav akkumulátorok esetén (lásd a fenti ábrát), körülbelül a fele különbséget mutat a kapacitásban!

Még többé-kevésbé pontos matematikai kapcsolat is megtalálható a kisülési áram és a kisülési idő között. az akkumulátor egy vagy másik példánya. Ezt a függőséget Peikert német tudós felfedte, és bevezette az úgynevezett "Peckert-együtthatót" p, amely például zárt ólom-sav akkumulátorok esetében 1,25-es tartományban van. Minél nagyobb a kisülési áram, annál rövidebb a kisülési idő. És az egyenlet jobb oldalán levő állandó - ez közvetlenül függ a névleges akkumulátor kapacitástól.

Kívánság szerint az akkumulátor tényleges kapacitása nagyon egyszerűen meghatározható: töltse fel teljesen az akkumulátort (a dokumentációban megjelölt legnagyobb megengedett feszültségig), majd töltse le egyenárammal (közel a dokumentációban szereplő 10 órás kisülési karakterisztikához) a végső kisülési feszültséghez (amelyet a dokumentáció). Szorozzuk meg a kisülési áramot és a kisütési időt órákban - megkapjuk a tényleges akkumulátor kapacitást amperben vagy milliamper órában.