Ce determină rezistența internă a bateriilor

Bună ziua dragi oaspeți și abonați ai canalului meu. Astăzi vreau să vorbesc despre un astfel de fenomen precum rezistența internă a bateriilor și de ce depinde acest parametru. Deci sa începem.

Să luăm o baterie litiu-ion, de exemplu, cel mai comun factor de formă 18650 cu o capacitate nominală de 2500 mAh și să o încărcăm la o tensiune de funcționare de 3,7 volți.

Acum să conectăm o sarcină sub forma unui rezistor de 1 ohm, evaluat la 10 wați. Ce crezi că va curge curentul la un astfel de sistem la început?

Putem calcula cu ușurință acest curent conform legii lui Ohm

Dar dacă conectăm un ampermetru, atunci curentul real va diferi de cel calculat și va fi egal cu I = 3,6 A. Iar motivul este următorul.

Rezistență internă

Deci, motivul acestei abateri constă în faptul că în interiorul oricărei baterii de stocare există propria rezistență internă. Și în mini-circuitul nostru, pe lângă rezistența de 1 Ohm, va mai exista o rezistență.

Să ne imaginăm bateria sub forma unui adevărat doi poli.

Deci, conform diagramei de mai sus, tensiunea este de 3,7 volți - acesta nu va fi altceva decât EMF al sursei.

r este rezistența internă a sursei, care în acest exemplu particular va fi aproximativ egală cu 0,028 Ohm.

Dacă în realitate măsurați tensiunea pe rezistorul conectat, atunci acesta va fi de 3,6 volți, ceea ce înseamnă că căderea de tensiune pe rezistența internă a bateriei a fost de 0,1 volți.

Se pare că, conform aceleiași legi a lui Ohm, cu o tensiune de 3,6 volți și o rezistență de 1 Ohm, puterea curentului va fi de 3,6 amperi.

Și întrucât circuitul nostru este secvențial, atunci un curent similar va curge prin rezistența internă, ceea ce înseamnă că prin calcule simple obținem că rezistența internă este egală cu:

Acum, să aflăm de ce parametri depinde această rezistență internă și dacă valoarea sa este o constantă.

Ce parametri determină rezistența internă a sursei

Deci, în realitate, rezistența internă a diferitelor tipuri de baterii are semnificații complet diferite. Se schimbă activ, iar aceste modificări depind de următorii parametri:

1. Cantitatea de curent.
2. Capacitatea bateriei.
3. De la încărcarea completă a bateriei.
4. Temperatura electrolitului bateriei.

Deci, există un astfel de model: cu cât curentul de sarcină este mai mare, cu atât rezistența internă este mai mică. Acest lucru se datorează procesului de redistribuire a sarcinii în interiorul electrolitului.

Deoarece puterea curentă este mare, înseamnă că rata de transfer a sarcinilor de către ioni de la electrod la electrod este mare și acest lucru este posibil cu o rezistență scăzută.

Puterea actuală este mai mică - ionii nu transferă sarcina la fel de activ. Aceasta înseamnă că rezistența internă va fi mare.

Bateriile de mare capacitate au semnificativ mai mulți electrozi, iar acest lucru, la rândul său, indică faptul că procesul de interacțiune a electrozilor cu electrolitul este mai extins. Aceasta înseamnă că un număr substanțial mai mare de ioni intră simultan în procesul de transfer al taxei.

Acest lucru mărește puterea curentă și scade rezistența internă.

Acum să vorbim despre următorul factor important - temperatura.

Câteva cuvinte despre regimul de temperatură și încărcarea bateriei

Fiecare baterie este proiectată pentru un anumit interval de temperatură de funcționare. În același timp, temperatura este diferită pentru diferiți producători.

Dar, în același timp, funcționează următorul model: cu cât temperatura electrolitului este mai mare, cu atât este mai mare viteza de reacție în acesta și, prin urmare, cu atât este mai mică rezistența internă.

Bateriile moderne au o dependență aproape liniară a rezistenței interne de temperatură.

Dar, în același timp, temperatura nu poate crește la nesfârșit și fără consecințe. Dacă reacția se desfășoară prea violent, atunci evoluția activă a oxigenului din electrolit (ca urmare a dezintegrării anodului) poate duce la incendiu.

Din acest motiv, toate bateriile moderne au protecție la supraîncălzire.

În procesul de degajare a încărcării bateriei, capacitatea acesteia începe să scadă ca urmare a faptului că ionii încărcați din ce în ce mai puțin rămân implicați în reacția de redistribuire a încărcăturii.

În consecință, curentul scade, în timp ce rezistența internă, dimpotrivă, crește. Prin urmare, următoarele sunt adevărate: cu cât bateria este mai încărcată, cu atât rezistența sa internă este mai mică.

Asta e tot ce am vrut să spun despre rezistența internă a bateriilor și factorii care o afectează.

Dacă ți-a plăcut articolul, atunci ridică degetele mari și abonează-te! Mulțumesc că ai citit până la capăt!