Co decyduje o rezystancji wewnętrznej akumulatorów

Witajcie drodzy goście i subskrybenci mojego kanału. Dziś chcę porozmawiać o takim zjawisku jak rezystancja wewnętrzna akumulatorów i od czego zależy ten parametr. Więc zacznijmy.

Weźmy na przykład akumulator litowo-jonowy, najczęściej spotykaną formę 18650, o pojemności znamionowej 2500 mAh i naładujmy go do napięcia roboczego 3,7 wolta.

Teraz podłączmy do niego obciążenie w postaci rezystora 1 om o mocy 10 watów. Jak myślisz, jaki prąd będzie płynął w takim systemie na początku?

Możemy łatwo obliczyć ten prąd zgodnie z prawem Ohma

Ale jeśli podłączymy amperomierz, to rzeczywisty prąd będzie różnił się od obliczonego i będzie równy I = 3,6 A. Powód jest następujący.

Wewnętrzny opór

Tak więc przyczyną tego odchylenia jest fakt, że wewnątrz absolutnie każdego akumulatora występuje jego własny wewnętrzny opór. A w naszym miniobwodzie oprócz rezystora 1 Ohm będzie jeszcze jeden opór.

Wyobraźmy sobie naszą baterię w postaci prawdziwego dwubiegunowego.

Tak więc, zgodnie z powyższym schematem, napięcie wynosi 3,7 V - będzie to nic więcej niż pole elektromagnetyczne źródła.

r jest oporem wewnętrznym źródła, który w tym konkretnym przykładzie będzie w przybliżeniu równy 0,028 Ohm.

Jeśli w rzeczywistości zmierzysz napięcie na podłączonym rezystorze, będzie to 3,6 V, co oznacza, że ​​spadek napięcia na wewnętrznej rezystancji akumulatora wyniósł 0,1 V.

Okazuje się, że zgodnie z tym samym prawem Ohma, przy napięciu 3,6 V i rezystancji 1 Ohm, prąd wyniesie 3,6 ampera.

A ponieważ nasz obwód jest sekwencyjny, podobny prąd przepłynie przez wewnętrzny opór, co oznacza, że ​​za pomocą prostych obliczeń otrzymujemy, że opór wewnętrzny jest równy:

Zobaczmy teraz, od jakich parametrów zależy ten opór wewnętrzny i czy jego wartość jest stała.

Jakie parametry określają rezystancję wewnętrzną źródła

Tak więc w rzeczywistości rezystancja wewnętrzna różnych typów baterii ma zupełnie inne znaczenie. Aktywnie się zmienia, a zmiany te zależą od następujących parametrów:

1. Kwota bieżąca.
2. Pojemność baterii.
3. Od pełnego naładowania akumulatora.
4. Temperatura elektrolitu akumulatora.

Jest więc taki wzór: im większy prąd obciążenia, tym niższy opór wewnętrzny. Wynika to z procesu redystrybucji ładunku w elektrolicie.

Ponieważ prąd jest duży, szybkość przenoszenia ładunków przez jony z elektrody na elektrodę jest wysoka, co jest możliwe przy niskiej rezystancji.

Obecna siła jest mniejsza - jony nie przenoszą ładunku tak aktywnie. Oznacza to, że opór wewnętrzny będzie duży.

Akumulatory o dużej pojemności mają znacznie więcej elektrod, co z kolei wskazuje, że proces oddziaływania elektrod z elektrolitem jest bardziej rozległy. Oznacza to, że znacznie większa liczba jonów jednocześnie wchodzi w proces przenoszenia ładunku.

Zwiększa to natężenie prądu i zmniejsza opór wewnętrzny.

Porozmawiajmy teraz o kolejnym ważnym czynniku - temperaturze.

Kilka słów o reżimie temperatury i naładowaniu akumulatora

Każdy akumulator jest przeznaczony do określonego zakresu temperatur roboczych. W tym samym czasie temperatura jest różna dla różnych producentów.

Ale jednocześnie działa następująca regularność: im wyższa temperatura elektrolitu, tym wyższa szybkość reakcji w nim, a zatem niższy opór wewnętrzny.

Nowoczesne akumulatory mają prawie liniową zależność oporu wewnętrznego od temperatury.

Ale jednocześnie temperatura nie może rosnąć w nieskończoność i bez konsekwencji. Jeśli reakcja przebiega zbyt gwałtownie, to aktywne wydzielanie się tlenu w elektrolicie (w wyniku rozpadu anody) może doprowadzić do pożaru.

Z tego powodu wszystkie nowoczesne baterie mają zabezpieczenie przed przegrzaniem.

W procesie oddawania ładunku akumulatora jego pojemność zaczyna spadać na skutek tego, że coraz mniej naładowanych jonów pozostaje zaangażowanych w reakcję redystrybucji ładunku.

W konsekwencji prąd maleje, podczas gdy opór wewnętrzny rośnie. Dlatego prawdą jest: im bardziej naładowany akumulator, tym niższy jego opór wewnętrzny.

To wszystko, co chciałem powiedzieć o wewnętrznej rezystancji akumulatorów i czynnikach, które na to wpływają.

Jeśli podobał Ci się artykuł, podnieś kciuki i zasubskrybuj! Dziękuję za przeczytanie do końca!