ما هي سعة البطارية وما يعتمد عليها

النظر في علامات أي بطارية حديثة ، سواء بطارية ليثيوم أيون الهاتف الخليوي أو بطارية حمض الرصاص من مصدر طاقة غير متقطع - يمكننا دائمًا العثور على معلومات ليس فقط حول الجهد المقنن لمصدر طاقة معين ، ولكن أيضًا حول قدرته الكهربائية.

عادةً ما تكون هذه الأرقام مثل: 2200 مللي أمبير في الساعة (اقرأ 2200 مللي أمبير في الساعة) ، 4Ah (4 أمبير في الساعة) ، وما إلى ذلك كما ترون ، وحدة القياس غير النظامية - آه (Ampere hour) - "ampere-" ساعة "، ولكن ليس" فاراد " أما بالنسبة للمكثفات. ولا تظهر الساعة هنا لسبب ما ، ولكن لسبب أن البطارية العادية ، على عكس المكثف التقليدي ، قادرة على تشغيل الحمل حرفيًا لساعات.

إذا حاولت شرح ببساطة شديدة ، ثم سعة البطارية في ساعات أمبير هو تعبير عددي عن المدة التي تستطيع فيها بطارية معيّنة تشغيل حمل باستهلاك حالي معين.

على سبيل المثال ، إذا كانت البطارية ذات الجهد الاسمي 12 فولت مشحونة بالكامل ، بينما تبلغ طاقتها 4 آه ، فإن هذا يعني أن الحمل بتيار استهلاك يبلغ 0.4 أمبير ، مع الجهد الاسمي 12 فولت ، ستكون هذه البطارية قادرة على توفير 10 ساعات حتى تحدث حالة يصبح فيها إفرازاتها الإضافية خطيرًا على الأداء. ومن خلال تحميل بتيار استهلاك يبلغ 1 أمبير ، سيتم تفريغ البطارية نفسها لمدة 4 ساعات (نظريًا ، بالطبع).

بطبيعة الحال ، يوجد حد أقصى لكل تيار تفريغ مسموح به لكل بطارية ، وكلما زاد تيار التفريغ ، انخفض خطية خاصية التفريغ ، وكلما زادت سرعة تشغيل البطارية مقارنة بالوقت المقدر.

يتم أيضًا تنظيم الحد الأدنى المسموح به للجهد الذي يمكن تفريغه من البطارية ويتم الإشارة إليه دائمًا في الوثائق الخاصة ببطارية معينة ، وكذلك الحد الأقصى للجهد الآمن ، والذي من غير المرغوب فيه جدًا شحن البطارية.

على سبيل المثال ، نموذجي لبطارية ليثيوم أيون 3.7 فولت ، الحد الأقصى المسموح به جهد التفريغ الحد الأدنى هو 2.75 فولت ، والحد الأقصى هو 4.25 فولت. إذا قمت بتفريغ بطارية الليثيوم إلى أقل من 2.75 فولت ، فستبدأ البطارية في فقد السعة ، وإذا قمت بإعادة شحنها إلى أبعد من القياس ، فقد تنفجر.

بالنسبة لبطارية الرصاص الحمضية ذات 12 فولت ، يكون الحد الأدنى الآمن للغاية 9.6 فولت ، والحد الأقصى الذي يمكنك شحنه هو 13 فولت ، إلخ.

كما ترون ، في معلومات السعة (في الأمبير ساعات) لم يتم ذكر فولت على الإطلاق. وفي الوقت نفسه ، إذا قمت بترجمة الساعات إلى ثوان ، ثم ضرب قيمة السعة بواسطة جهد البطارية ، فسنحصل على قيمة طاقة شحن هذه البطارية في جول:

بشكل أو بآخر ، تكون سعة بطارية العمل مستقلة عملياً عن الجهد عند أطرافها في الوقت الحالي. لكن عندما نقول "شحن البطارية" ، فإننا لا نعني السعة ، بل الجهد الكهربائي الذي يتم شحن البطارية إليه الآن. إذا كانت البطارية مشحونة بالجهد المقنن ، فيمكنك الاعتماد على السعة التي تتمتع بها البطارية في تلك اللحظة. إذا تم تفريغ البطارية ، فستكون قدرتها غير مهمة.

في هذه الحالة ، تعتمد سعة البطارية الفعلية ، كما يتبين من مجموعة خصائص التفريغ ، اعتمادًا كبيرًا على قيمة تيار التفريغ. إن التفريغ لمدة 10 ساعات والتفريغ لمدة 10 دقائق ، على سبيل المثال بالنسبة لبطارية حمض الرصاص (انظر الشكل أعلاه) ، سيظهر اختلافًا في السعة بحوالي النصف!

يمكن العثور على علاقة رياضية أكثر أو أقل دقة بين تيار التفريغ ووقت التفريغ. مثيل واحد أو آخر للبطارية. كشف هذا الاعتماد من قبل العالم الألماني Peikert ، وقدم ما يسمى "Peckert معامل" ، والتي ، على سبيل المثال ، لبطاريات الرصاص الحمضية مختومة في منطقة 1.25. كلما كان تيار التصريف أعلى ، كلما كان وقت التصريف أقصر. والثابت على الجانب الأيمن من المعادلة - يعتمد بشكل مباشر على سعة البطارية الاسمية.

إذا رغبت في ذلك ، يمكن تحديد سعة البطارية الفعلية بكل بساطة: شحن البطارية بالكامل (إلى أقصى جهد مسموح به ، والمشار إليه في الوثائق) ، ثم تفريغها بالتيار المباشر (قريب من خاصية التفريغ التي تبلغ 10 ساعات من الوثائق) إلى جهد التفريغ النهائي (والذي يرد أيضًا في وثائق). اضرب تيار التفريغ ووقت التفريغ بالساعات - فستحصل على سعة البطارية الفعلية بأمبير أو ساعة ميلي أمبير.