מה קובע את ההתנגדות הפנימית של הסוללות
שלום אורחים יקרים ומנויים לערוץ שלי. היום אני רוצה לדבר על תופעה כזו כמו התנגדות פנימית של סוללות ובמה תלוי פרמטר זה. אז בואו נתחיל.
בואו ניקח סוללת ליתיום-יון, למשל, גורם הטופס הנפוץ ביותר 18650 עם קיבולת סמלית של 2500 מיליאמפר / שעה ונחייב אותה במתח הפעלה של 3.7 וולט.
עכשיו בואו נחבר אליו עומס בצורה של נגד 1 אוהם המדורג 10 וואט. מה לדעתך הזרם יזרום במערכת כזו בהתחלה?
אנו יכולים לחשב זרם זה בקלות על פי חוק אוהם
אבל אם נחבר מד זרם, אז הזרם האמיתי יהיה שונה מזה המחושב ויהיה שווה ל- I = 3.6 A. והסיבה היא כדלקמן.
התנגדות פנימית
לכן, הסיבה לסטייה זו נעוצה בעובדה שבתוך כל סוללת אחסון קיימת התנגדות פנימית משלה. ובמעגל המיני שלנו, בנוסף לנגד 1 אוהם, תהיה התנגדות נוספת.
בואו נדמיין את הסוללה שלנו בצורה של דו-קוטב אמיתי.
לכן, על פי התוכנית לעיל, המתח הוא 3.7 וולט - זה לא יהיה יותר מ- EMF של המקור.
r הוא ההתנגדות הפנימית של המקור, שבדוגמה מסוימת זו תהיה שווה בערך ל 0.028 אוהם.
אם במציאות אתה מודד את המתח על פני הנגד המחובר, זה יהיה 3.6 וולט, כלומר ירידת המתח על פני ההתנגדות הפנימית של הסוללה הייתה 0.1 וולט.
מתברר שעל פי אותו חוק אוהם, עם מתח של 3.6 וולט והתנגדות של 1 אוהם, הזרם יהיה 3.6 אמפר.
ומכיוון שהמעגל שלנו רציף, זרם דומה יזרום דרך ההתנגדות הפנימית, מה שאומר שעל ידי חישובים פשוטים נקבל שההתנגדות הפנימית שווה ל:
עכשיו בואו נגלה באילו פרמטרים התנגדות פנימית זו תלויה והאם הערך שלה הוא קבוע.
אילו פרמטרים קובעים את ההתנגדות הפנימית של המקור
כך שלמעשה, לעמידות הפנימית של סוגים שונים של סוללות יש משמעויות שונות לחלוטין. זה משתנה באופן פעיל, ושינויים אלה תלויים בפרמטרים הבאים:
- כמות הזרם.
- קיבולת סוללה.
- מהטעינה המלאה של הסוללה.
- טמפרטורת אלקטרוליט סוללה.
אז יש דפוס כזה: ככל שזרם העומס גדול יותר, כך ההתנגדות הפנימית נמוכה יותר. זאת בשל תהליך חלוקה מחדש של מטען בתוך האלקטרוליט.
מכיוון שעוצמת הזרם גבוהה, המשמעות היא שקצב העברת המטענים על ידי יונים מהאלקטרודה לאלקטרודה הוא גבוה, וזה אפשרי בהתנגדות נמוכה.
הכוח הנוכחי הוא פחות - יונים אינם מעבירים מטען באופן פעיל. המשמעות היא שההתנגדות הפנימית תהיה גדולה.
בסוללות בעלות קיבולת גדולה יש יותר אלקטרודות באופן משמעותי, מה שמציין בתורו שתהליך האינטראקציה של אלקטרודות עם אלקטרוליט נרחב יותר. המשמעות היא שמספר גדול יותר משמעותית של יונים נכנסים בו זמנית לתהליך העברת המטען.
זה מגביר את חוזק הזרם ומקטין את ההתנגדות הפנימית.
עכשיו בואו נדבר על הגורם החשוב הבא - הטמפרטורה.
כמה מילים על משטר הטמפרטורה וטעינה של הסוללה
כל סוללה מיועדת לטווח טמפרטורות פעולה ספציפי. יחד עם זאת, הטמפרטורה שונה עבור יצרנים שונים.
אך יחד עם זאת, הסדירות הבאה עובדת: ככל שטמפרטורת האלקטרוליט גבוהה יותר, כך קצב התגובה בה גבוה יותר ולכן ההתנגדות הפנימית נמוכה יותר.
לסוללות מודרניות יש תלות כמעט ליניארית של התנגדות פנימית לטמפרטורה.
אך יחד עם זאת, הטמפרטורה לא יכולה לעלות ללא הגבלת זמן וללא השלכות. אם התגובה מתנהלת באלימות רבה מדי, אז התפתחות פעילה של חמצן באלקטרוליט (כתוצאה מהתפוררות האנודה) יכולה להוביל לשריפה.
מסיבה זו, לכל הסוללות המודרניות יש הגנה מפני התחממות יתר.
בתהליך הוויתור על טעינת הסוללה, הקיבולת שלה מתחילה לרדת כתוצאה מכך שיונים פחות טעונים נותרים מעורבים בתגובה של חלוקה מחדש של המטען.
כתוצאה מכך, הזרם פוחת ואילו ההתנגדות הפנימית, נהפוך הוא, גוברת. לכן הדברים נכונים: ככל שהסוללה טעונה יותר, כך ההתנגדות הפנימית שלה נמוכה יותר.
זה כל מה שרציתי לומר על ההתנגדות הפנימית של הסוללות והגורמים המשפיעים עליה.
אם אהבת את המאמר, אז הרם את האגודלים והירשם! תודה שקראת עד הסוף!