Qual è la resistenza interna della batteria

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In questo post proviamo a indagare la resistenza interna della batteria e proviamo ad apprendere le caratteristiche critiche coinvolte con questo parametro della batteria.

Qual è la resistenza interna della batteria

La resistenza interna (IR) di una batteria è fondamentalmente il livello di opposizione al passaggio di elettroni o corrente attraverso la batteria in un circuito chiuso. Ci sono fondamentalmente due fattori che influenzano la resistenza interna di una particolare batteria: la resistenza elettronica e la resistenza ionica. La resistenza elettronica in combinazione con la resistenza ionica è convenzionalmente definita come la resistenza effettiva totale



La resistenza elettronica consente l'accesso alla resistività dei componenti pratici che possono includere le coperture metalliche e altri materiali associati rilevanti e anche, a quale livello questi materiali potrebbero essere in contatto fisico l'uno con l'altro.

Il risultato dei parametri di cui sopra relativi alla generazione della resistenza effettiva totale potrebbe essere rapido e potrebbe essere osservato entro la prima frazione di millisecondi dopo che una batteria è stata sottoposta a un carico.



Cos'è la resistenza ionica

La resistenza ionica è la resistenza al passaggio degli elettroni all'interno della batteria come risultato di una moltitudine di parametri elettrochimici che potrebbero includere conduttività elettrolitica, flusso ionico e sezione trasversale della superficie dell'elettrodo.

Tali risultati di polarizzazione iniziano piuttosto lentamente rispetto alla resistenza elettronica che si somma alla resistenza effettiva totale, che di solito si verifica alcuni millisecondi dopo che una batteria è stata influenzata sotto carico.

Spesso viene implementata una valutazione del test di impedenza a 1000 Hz per indicare la resistenza interna. L'impedenza è indicata come resistenza offerta al passaggio CA attraverso un dato circuito. Come conseguenza della frequenza relativamente alta di 1000 Hz, un certo grado di resistenza ionica probabilmente potrebbe non essere completamente registrato.

Nella maggior parte dei casi, la significatività dell'impedenza di 1000 Hz sarà inferiore al valore di resistenza effettiva complessiva per la batteria in questione. Si potrebbe tentare un controllo dell'impedenza su una gamma selezionata di frequenze per consentire una visualizzazione accurata della resistenza interna.

Effetto della resistenza ionica

L'effetto di una resistenza elettronica e ionica potrebbe essere identificato quando la configurazione è testata con una verifica a doppio ingresso di impulsi. Questo test utilizza una procedura di introduzione di una batteria in questione su uno scarico di sottofondo moderato in modo che la scarica venga stabilizzata prima che venga avviata la pulsazione con un carico più significativo, per circa 100 millisecondi.

Calcolo della resistenza effettiva

Con l'aiuto della 'Legge di Ohm', la resistenza totale effettiva viene facilmente valutata dividendo la differenza di tensione per la differenza di corrente. Facendo riferimento alla valutazione mostrata in (fig.1), con un carico di stabilizzazione di 5 mA in combinazione con un impulso di 505 mA, la differenza di corrente è di 500 mA. Se la tensione devia da 1.485 a 1.378, la tensione delta potrebbe essere osservata come 0,107 Volt, indicando così una resistenza effettiva totale di 0,107 Volt / 500 mA o 0,214 Ohm.

Calcolo della resistenza effettiva

Le resistenze effettive caratteristiche delle nuovissime batterie alcaline cilindriche Energizer (attraverso uno scarico di stabilizzazione da 5 mA e immediatamente con un impulso di 505 mA, 100 millisecondi) potrebbero essere comprese tra 150 e 300 milliohm, come determinato dalla dimensione relativa.

Cosa sono gli amplificatori flash

Gli amplificatori flash sono inoltre incorporati per indurre un'approssimazione della resistenza interna. Gli ampere flash sono intesi come la corrente massima che una batteria dovrebbe fornire per un tempo significativamente più breve.

Questo test viene talvolta eseguito cortocircuitando elettricamente una batteria con una resistenza da 0,01 ohm per qualche parte entro 0,2 secondi e registrando la tensione del circuito chiuso. La circolazione di corrente attraverso il resistore potrebbe essere determinata mediante la legge di Ohm e dividendo la tensione del circuito chiuso per 0,01 ohm.

La tensione a circuito aperto prima del test viene divisa per gli ampere del flash per ottenere un'approssimazione della resistenza interna.

Considerando che Flash Amps non può essere facile da determinare perfettamente e l'OCV, può essere calcolato in numerose condizioni, questo metodo di misurazione deve essere applicato solo per ottenere un'approssimazione generica della resistenza interna.

La caduta di tensione di una batteria sotto carico può essere relativa alla resistenza effettiva totale insieme alla velocità di assorbimento della corrente.

Le informazioni generali sulla caduta di tensione iniziale sotto carico sono tipicamente stimate moltiplicando la resistenza effettiva totale per l'assorbimento di corrente sottoposto alla batteria.

Supponiamo che una batteria con una resistenza interna di 0,1 ohm venga scaricata o esaurita a una velocità di 1 ampere.
Quindi secondo la legge di Ohms:

V = I x R = 1 x 0,1 = 0,1 Volt

Se consideriamo che la tensione a circuito aperto sia 1,6 V, la tensione a circuito chiuso prevista del battrey potrebbe essere scritta come:

1,6 - 0,1 = 1,5 V.

Come aumentano le resistenze interne

In generale, la resistenza interna aumenterà nel corso della scarica causata dai componenti attivi all'interno della batteria messa in uso.

Detto questo, il tasso di variazione durante la scarica non è uniforme. La composizione chimica della batteria, l'intensità della scarica, la velocità di dissipazione e l'età della batteria possono facilmente influenzare la resistenza interna durante la scarica.

Le condizioni invernali potrebbero provocare la decelerazione delle tendenze elettrochimiche che si materializzano all'interno della batteria con conseguente riduzione dell'attività ionica nell'elettrolito. Alla fine, la resistenza interna aumenterebbe con l'abbassarsi della temperatura circostante

Il grafico (fig. 2) mostra il risultato della temperatura sulla resistenza totale effettiva di una nuovissima batteria alcalina Energizer E91 AA. In generale, la resistenza interna potrebbe essere determinata in base alla caduta di tensione della batteria in condizioni di carico riconosciute.

I risultati potrebbero essere influenzati dall'approccio, dalle impostazioni e dalle restrizioni climatiche. La resistenza interna di una batteria deve essere considerata come una regola pratica generica piuttosto che come una grandezza precisa ogni volta che viene applicata alla caduta di tensione stimata per una data applicazione.

resistenza totale effettiva della batteria AA fresca


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