ما هي المقاومة الداخلية للبطارية

في هذا المنشور ، نحاول التحقيق في المقاومة الداخلية للبطارية ونحاول معرفة الخصائص الحرجة المرتبطة بمعامل البطارية هذا.

ما هي المقاومة الداخلية للبطارية

المقاومة الداخلية (IR) للبطارية هي أساسًا مستوى مقاومة مرور الإلكترونات أو التيار عبر البطارية في حلقة مغلقة. هناك عاملان أساسيان يؤثران على المقاومة الداخلية لبطارية معينة: المقاومة الإلكترونية والمقاومة الأيونية. يُطلق على المقاومة الإلكترونية جنبًا إلى جنب مع المقاومة الأيونية اسم المقاومة الفعالة الكلية

تسمح المقاومة الإلكترونية بالوصول إلى مقاومة المكونات العملية التي يمكن أن تشمل الأغطية المعدنية وغيرها من المواد ذات الصلة ذات الصلة وأيضًا على أي مستوى قد تكون هذه المواد في اتصال مادي عبر بعضها البعض.

يمكن أن تكون نتيجة المعلمات المذكورة أعلاه المتعلقة بتوليد المقاومة الفعالة الإجمالية سريعة ، ويمكن رؤيتها خلال الجزء الأولي القليل من المللي ثانية بعد تعرض البطارية تحت الحمل.

ما هي المقاومة الأيونية

المقاومة الأيونية هي مقاومة مرور الإلكترون داخل البطارية نتيجة للعديد من المعلمات الكهروكيميائية التي قد تشمل التوصيل بالكهرباء وتدفق الأيونات والمقطع العرضي لسطح القطب.

تبدأ نتائج الاستقطاب هذه ببطء إلى حد ما مقارنة بالمقاومة الإلكترونية التي تضيف ما يصل إلى إجمالي المقاومة الفعالة ، والتي تحدث عادةً بعد أجزاء من الألف من الثانية بعد تأثر البطارية تحت الحمل.

غالبًا ما يتم تنفيذ تقييم اختبار مقاومة 1000 هرتز للإشارة إلى المقاومة الداخلية. يشار إلى الممانعة بالمقاومة المقدمة لمرور التيار المتردد عبر حلقة معينة. نتيجة للتردد العالي نسبيًا لـ 1000 هرتز ، ربما تفشل درجة معينة من المقاومة الأيونية في التسجيل بالكامل.

في معظم الحالات ، ستكون أهمية مقاومة 1000 هرتز أقل من قيمة المقاومة الفعالة الإجمالية للبطارية المعنية المعنية. يمكن تجربة فحص المعاوقة عبر نطاق محدد من الترددات لتمكين عرض دقيق للمقاومة الداخلية.

تأثير المقاومة الأيونية

يمكن تحديد تأثير المقاومة الإلكترونية والأيونية عند اختبار الإعداد من خلال التحقق من إدخال النبضة المزدوجة. يستخدم هذا الاختبار إجراءً لإدخال البطارية المعنية في مصفاة خلفية خافتة بحيث يتم تثبيت التفريغ أولاً قبل بدء النبض بحمل أكبر ، لحوالي 100 مللي ثانية.

حساب المقاومة الفعالة

بمساعدة 'قانون أوم' ، يمكن بسهولة تقييم المقاومة الفعالة الكلية بقسمة الفرق في الجهد على فرق التيار. بالإشارة إلى التقييم الموضح في (الشكل 1) ، مع حمل استقرار 5 مللي أمبير بالتزامن مع نبضة 505 مللي أمبير ، يكون الفرق في التيار 500 مللي أمبير. إذا انحرف الجهد من 1.485 إلى 1.378 ، فيمكن رؤية جهد دلتا على أنه 0.107 فولت ، مما يشير إلى مقاومة فعالة إجمالية قدرها 0.107 فولت / 500 مللي أمبير أو 0.214 أوم.

يمكن توقع أن تكون المقاومة الفعالة المميزة لبطاريات Energizer القلوية الأسطوانية الجديدة (من خلال استنزاف استقرار 5 مللي أمبير وعلى الفور مع نبضة 505 مللي أمبير ، 100 مللي ثانية) حوالي 150 إلى 300 مللي أمبير ، وفقًا لما يحدده البعد النسبي.

ما هي مضخمات الفلاش

تم دمج مضخمات الفلاش أيضًا للحث على تقدير تقريبي للمقاومة الداخلية. من المفهوم أن مضخمات الفلاش هي الحد الأقصى للتيار الذي يتوقع أن توفره البطارية لفترة أقصر بكثير.

يتم إجراء هذا الاختبار أحيانًا عن طريق تقصير كهربائي للبطارية بمقاوم 0.01 أوم في مكان ما خلال 0.2 ثانية وتسجيل جهد الدائرة المغلقة. يمكن تحديد الدوران الحالي عبر المقاوم عن طريق قانون أوم وقسمة جهد الدائرة المغلقة بمقدار 0.01 أوم.

يتم تقسيم جهد الدائرة المفتوحة قبل الاختبار على مضخم الفلاش للوصول إلى تقدير تقريبي للمقاومة الداخلية.

النظر في مضخمات الفلاش لا يمكن أن يكون من السهل تحديدها بشكل كامل ويمكن حساب OCV على العديد من الشروط ، يجب تطبيق طريقة القياس هذه فقط لتحقيق تقريب عام للمقاومة الداخلية.

قد يكون انخفاض الجهد للبطارية تحت الحمل متناسبًا مع إجمالي المقاومة الفعالة جنبًا إلى جنب مع معدل الصرف الحالي.

عادةً ما يتم تقدير المعلومات العامة لانخفاض الجهد الأولي تحت الحمل بضرب المقاومة الفعالة الإجمالية بواسطة التصريف الحالي الذي يتعرض للبطارية.

لنفترض أن بطارية ذات مقاومة داخلية تبلغ 0.1 أوم تم تفريغها أو تفريغها بمعدل 1 أمبير.
ثم حسب قانون أومس:

V = I x R = 1 x 0.1 = 0.1 فولت

إذا اعتبرنا أن جهد الدائرة المفتوحة هو 1.6 فولت ، فيمكن كتابة جهد الدائرة المغلقة المتوقع للبطارية على النحو التالي:

1.6 - 0.1 = 1.5 فولت.

كيف تزداد المقاومة الداخلية

بشكل عام ، ستزداد المقاومة الداخلية أثناء عملية التفريغ التي تسببها المكونات النشطة داخل البطارية التي تم وضعها قيد الاستخدام.

بعد قولي هذا ، فإن معدل الاختلاف خلال التفريغ ليس موحدًا. قد يؤثر التركيب الكيميائي للبطارية وشدة التفريغ ومعدل التبديد وعمر البطارية بسهولة على المقاومة الداخلية أثناء التفريغ.

يمكن أن تؤدي ظروف الشتاء إلى الميول الكهروكيميائية التي تتحقق داخل البطارية للتباطؤ مما يؤدي إلى تقليل نشاط الأيونات في الإلكتروليت. في النهاية ، ستزداد المقاومة الداخلية مع انخفاض درجات الحرارة المحيطة

يوضح الرسم البياني (الشكل 2) نتيجة درجة الحرارة على المقاومة الفعالة الإجمالية لبطارية قلوية جديدة من طراز Energizer E91 AA. بشكل عام ، يمكن تحديد المقاومة الداخلية وفقًا لانخفاض جهد البطارية في ظل ظروف تحميل معترف بها.

يمكن أن تتأثر الإنجازات بالنهج والأوضاع وكذلك القيود المناخية. يجب اعتبار المقاومة الداخلية للبطارية كقاعدة عامة عامة بدلاً من كونها مقدارًا دقيقًا عندما يتم تطبيقها على انخفاض الجهد المقدر لتطبيق معين.