Sisältö
- Purkamisnopeuden laskeminen
- Akun kapasiteetin ymmärtäminen
- Akun purkauskäyräyhtälö
- Akun purkulaskin
- Kondensaattorien lataaminen ja purkaminen
Tietäen kuinka kauan akun pitäisi kestää, voit säästää rahaa ja energiaa. Purkausnopeus vaikuttaa akun käyttöikään. Tekniset tiedot ja ominaisuudet siitä, kuinka akkulähteillä varustetut sähköpiirit antavat virran, ovat perusta elektroniikan ja elektroniikkaan liittyvien laitteiden luomiselle. Nopeus, jolla lataus virtaa piirin läpi, riippuu siitä, kuinka nopeasti akkulähde voi virtaa sen läpi purkausnopeuden perusteella.
Purkamisnopeuden laskeminen
Voit käyttää Peukertsin lakia akun purkautumisnopeuden määrittämiseen. Peukertsin laki on t = H (C / IH)K jossa H on nimellinen purkausaika tunneissa, C on purkautumisnopeuden nimelliskapasiteetti ampettitunteina (kutsutaan myös AH: n amfittitunniksi), minä on purkausvirta ampeereissa, K on Peukertin vakio ilman mittoja ja T on todellinen purkausaika.
Akun nimellinen purkausaika on se, jonka akkuvalmistajat ovat arvioineet akun purkautumisaikaksi. Tämä määrä annetaan yleensä tuntimäärillä, joilla nopeus otettiin.
Peukert-vakio vaihtelee yleensä välillä 1,1 - 1,3. Absorbent Glass Mat (AGM) -akkujen lukumäärä on yleensä välillä 1,05–1,15. Geeliparistoissa se voi vaihdella 1,1 - 1,25, ja tulvinut paristot voivat yleensä olla 1,1 - 1,6. BatteryStuff.com-sivustossa on laskin Peukert-vakion määrittämiseksi. Jos et halua käyttää sitä, voit tehdä arvion Peukert-vakiosta akun suunnittelun perusteella.
Laskurin käyttämiseksi sinun on tiedettävä akun AH-luokitus ja tuntiluokitus, jolla AH-luokitus on annettu. Tarvitset kaksi sarjaa näistä kahdesta arvosanasta. Laskin laskee myös äärimmäiset lämpötilat, joissa akku toimii, ja akun ikä. Online-laskin kertoo sitten Peukert-vakion näiden arvojen perusteella.
Laskin antaa sinun myös kertoa sille virran, kun se on kytketty sähköiseen kuormaan, jotta laskin pystyy määrittämään tietyn sähkökuorman kapasiteetin ja käyttöajan pitämään purkaustaso turvallisesti 50%: ssa. Tämän yhtälön muuttujat mielessä, voit järjestää yhtälön saadaksesi I x t = C (C / IH)k-1 saadaksesi tuotteen I x t kuten nykyinen aika, aika tai purkausnopeus. Tämä on uusi AH-luokitus, jonka voit laskea.
Akun kapasiteetin ymmärtäminen
Purkausnopeus tarjoaa sinulle lähtökohdan erilaisten sähkölaitteiden käyttämiseen tarvittavan akun kapasiteetin määrittämiseen. Tuote I x t on maksu Q, akku vapauttaa hiukkasissa. Suunnittelijat mieluummin käyttävät amp-tunteja purkausnopeuden mittaamiseen ajan mukaan T tunneissa ja nykyisissä minä ampeereina.
Tästä voit ymmärtää akun kapasiteetin käyttämällä arvoja, kuten wattituntia (Wh), jotka mittaavat akun kapasiteettia tai purkausenergiaa watteina, tehoyksikönä. Insinöörit käyttävät Ragone-kuvaajaa arvioimaan nikkelista ja litiumista valmistettujen akkujen wattituntikapasiteettia. Ragone-kuvaajat osoittavat, kuinka purkausteho (watteina) putoaa purkausenergian (Wh) kasvaessa. Piirrokset osoittavat tämän käänteisen suhteen kahden muuttujan välillä.
Näiden kaavioiden avulla voit mitata akkukemiaa erityyppisten akkujen, mukaan lukien litium-rautafosfaatti (LFP), litium-magtaanioksidi (LMO) ja nikkeli-mangaanikoboltti (NMC), virran ja purkautumisnopeuden.
Akun purkauskäyräyhtälö
Näiden kaavioiden alla oleva akun purkauskäyräyhtälö antaa sinun määrittää akun ajonaika etsimällä linjan käänteisen kaltevuuden. Tämä toimii, koska watti tuntiyksiköt jaettuna watteilla antavat sinulle tunteja käyttöajasta. Asettamalla nämä käsitteet yhtälömuotoon, voit kirjoittaa E = C x Vavg energiaa varten E wattitunteina, kapasiteetti ampetrituntina C ja Vavg purkauksen keskijännite.
Wattitunnit tarjoavat kätevän tavan muuntaa purkausenergiasta muihin energiamuotoihin, koska kertomalla wattitunnit 3600: lla saadaksesi watt sekuntia, saat energian jouleina. Džouleja käytetään usein muilla fysiikan ja kemian aloilla, kuten lämpöenergia ja lämpö termodynamiikan kannalta tai valon energia laserfysiikassa.
Muutamat muut sekalaiset mittaukset ovat hyödyllisiä purkausnopeuden lisäksi. Insinöörit mittaavat myös tehon kapasiteettia yksikköinä C, joka on amp-tunnin kapasiteetti jaettuna tarkalleen tunnilla. Voit myös muuntaa suoraan watteista ampeereihin tietäen sen P = I x V vallan puolesta P watteina, virta minä ampeereina ja jännitteenä V akkuina volteina.
Esimerkiksi 4 V: n akun, jonka luokitus on 2 ampeeria, wattitunti on 2 Wh. Tämä mittaus tarkoittaa, että voit piirtää virran 2 ampeerilla tunnissa tai voit piirtää virran yhdellä vahvistimella kahden tunnin ajan. Nykyisen ja ajan välinen suhde riippuvat molemmista toisistaan, kuten annetaan tunnituntien luokittelussa.
Akun purkulaskin
Akun purkauslaskurin käyttö voi antaa sinulle syvemmän käsityksen siitä, kuinka akun eri materiaalit vaikuttavat purkausnopeuteen. Hiili-sinkki-, alkali- ja lyijyhappoparistojen tehokkuus heikkenee yleensä, kun ne purkautuvat liian nopeasti. Purkautumisnopeuden laskeminen antaa sinun määrittää tämän.
Akun purkaminen tarjoaa sinulle menetelmiä muiden arvojen, kuten kapasitanssin ja purkausnopeuden vakion laskemiseksi. Tietyn akun antamaan lataukseen paristojen kapasitanssi (ei pidä sekoittaa kapasiteettiin, kuten aiemmin keskusteltiin) C on antanut C = Q / V tietylle jännitteelle V_. Faadina mitattu kapasitanssi mittaa akun kykyä varastoida varausta._
Vastuksen kanssa sarjaan järjestetyn kondensaattorin avulla voidaan laskea piirin kapasitanssin ja resistanssin tuote, joka antaa sinulle aikavakion τ kuten τ = RC. Tämän piirijärjestelyn aikavakio kertoo ajan, jonka kondensaattori kuluttaa noin 46,8% varauksestaan purkautuessaan piirin läpi. Aikavakio on myös piirien vaste vakiojännitetulolle, joten insinöörit käyttävät aikavakioita usein piirin katkaisutaajuutena
Kondensaattorien lataaminen ja purkaminen
Kun kondensaattori tai akku latautuu tai purkautuu, voit luoda monia sovelluksia sähkötekniikassa. Salamavalaisimet tai salamavalot tuottavat voimakkaita valkoista valoa lyhytaikaisesti polarisoidusta elektrolyyttisestä kondensaattorista. Nämä ovat kondensaattoreita, joissa on positiivisesti varautunut anodi, joka hapettuu muodostamalla eristysmetalli varauksen varastointiin ja tuottamiseen.
Lampun valo tulee lamppuelektrodoista, jotka on kytketty suureen jännitteiseen kondensaattoriin, jotta niitä voidaan käyttää salamavalokuvaukseen kameroissa. Nämä tehdään tyypillisesti tehostetun muuntajan ja tasasuuntaajan avulla. Näiden lamppujen kaasu vastustaa sähköä, joten lamppu ei johta sähköä, kunnes kondensaattori purkautuu.
Yksinkertaisten paristojen lisäksi purkautumisnopeutta löytyy myös ilmastointilaitteiden kondensaattoreista. Nämä ilmastointilaitteet suojaavat elektroniikkaa jännitteen ja virran aiheuttamilta häiriöiltä poistamalla sähkömagneettiset häiriöt (EMI) ja radiotaajuiset häiriöt (RFI). He tekevät tämän vastuksen ja kondensaattorijärjestelmän kautta, jossa kondensaattorien lataus- ja purkuaste estää jännitepiikkien esiintymisen.