Токоотдача аккумулятора
Зависимость от аккумуляторных батарей в современном мире неизбежна. Они применяются в мобильных устройствах, портативной технике, электронных аксессуарах и прочем оборудовании. Аккумуляторы имеют разновидности в зависимости от типа и среды применения.
Аккумуляторная батарея, простыми словами, представляет собой некий структурный элемент, который способен сохранять внутри себя накопленную энергию. Аккумулятор – это портативный источник тока. Величина накопленной энергии именуется как емкость, имеет обозначения мАч. Емкость аккумулятора является постоянной величиной, но она также имеет свой износ в процессе службы АКБ. Еще одним важным показателем аккумулятора является его токоотдача или разрядный ток. Сила тока определяется потребляющим устройством.
Если с емкостью, которая обозначает количество электричества в аккумуляторе, все понятно, то по силе тока возникают вопросы. Сила тока обозначается в Амперах и указывает на количество отдаваемого заряда за единицу времени.
Уровень токоотдачи зачастую отображается на корпусе аккумуляторной батареи и обозначается как «С». Данное обозначение указывает время, на протяжении которого можно безопасно разрядить аккумулятор. К примеру, если токоотдача 15С, то это обозначает что такой АКБ можно разрядить за 1/15 часа, что составляет 45 минут.
Высокотоковые АКБ, еще именуют как IMR аккумуляторы и INR аккумуляторы. Внутренний состав химических элементов в таких батареях может выдерживать высокие температуры, что в свою очередь, способствует безопасному использованию. Высоотоковые аккумуляторы производятся с меньшей емкостью по сравнению с традиционными АКБ. Не комплектуются платой защиты, а также имеют меньший ресурс работы.
На аккумуляторе обозначают две величины «С», первая указывает на номинальную силу тока, а вторая на пиковую. К примеру, имеется аккумулятор с емкостью 2100мАч. Он имеет обозначение 20С/50С. Чтобы узнать ток, необходимо значение «С» заменить на емкость. Итак, 2100 мАч * 20 *0,001 = 42А, это номинальный ток, который батарея сможет выдавать при непрерывной нагрузке. Соответственно 50С, это 105А – максимальный ток разряда (токоотдача) аккумуляторной батареи при кратковременной нагрузке.
Для работоспособности некоторых устройств важна токоотдача аккумулятора. АКБ с высокой токоотдачей применяют в электронных сигаретах, электроинструменте, электромобилях.
Одними из популярных высокотоковых АКБ можно назвать аккумулятор 18650 Sony VTC5A или Samsung 30Q. Такие батареи имеют внутреннюю химию, ориентированную на безопасный выброс максимальных токов без пагубных последствий для дальнейшей работы.
Выбрать аккумулятор цена которого будет соответствовать качеству можно только у проверенно продавца. С каждым годом интернет-магазин Foton.ua подтверждает свое доверие в подборе источников питания. Расширяя ассортимент продукцией надежных брендов, мы пытаемся удовлетворить каждого клиента.
Чтобы получить квалифицированную консультацию специалистов интернет-магазина Foton.ua по поводу, какой выбрать аккумулятор для электронной сигареты, или другую информацию, нужно просто нам позвонить.
Доставка в любую точку страны за короткий отрезок времени.
Расчет емкости АКБ и основные понятия
Аккумуляторная батарея представляет собой источник тока многоразового использования. Ее особенность заключается в цикличности: зарядив батарею, ее можно использовать установленное производителем количество часов. Разряженную батарею легко зарядить с помощью специального зарядного устройства. Время заряда связано с параметрами источника, а количество циклов “заряд-разряд” напрямую зависит от типа и особенностей АКБ.
Что такое емкость и зачем нужен этот показатель?
Емкость аккумуляторной батареи — ее ключевая характеристика. Она влияет на стоимость устройства, область применения (от бытовых нужд до медицинских), срок службы.
Эта характеристика отображает длительность временного промежутка, на время которого батарея будет полноценно питать соответствующее устройство (пульт, телефон и т.д.) и обеспечивать его автономную работу. Иными словами, емкость АКБ — это максимальное количество электрической энергии, которое батарея способна накапливать за 1 полный цикл заряда.
Единица измерения емкости АКБ — амперы в час (А*ч), а для батарей высокой мощности — миллиамперы в час (мА*ч).
Основные понятия, которые связаны с расчетом емкости АКБ
С определением емкости АКБ связаны несколько терминов, среди них ток разряда аккумулятора, энергетическая и резервная емкость и прочие. Рассмотрим основные из них.
1.Зависимость емкости АКБ от тока разряда
При подключении к аккумулятору защищенной нагрузки без преобразователя, величина тока не меняется. При этом время работы АКБ будет выглядеть как соотношение емкости к току. В виде формулы эта зависимость выглядит следующим образом:
где Q – емкость аккумулятора (А*ч или мА*ч);
I – постоянный ток разряда аккумулятора (А);
T – время разряда батареи (ч).
2. Зависимость емкости АКБ от энергии
Способность к накоплению энергии батареей связана с напряжением: чем оно больше, тем больше энергии накопит АКБ. Таким образом, электрическая энергия определяется как произведение тока, напряжения и времени:
W= I*U*T,
где W – энергия накопленная батареей (Дж);
U – напряжение аккумулятора (В);
I – постоянный ток (А);
T – время разряда (ч).
3. Энергетическая емкость
Под этим понятием подразумевается энергия, которую отдает полностью заряженный аккумулятор при разряде до минимального напряжения. Для расчета энергетической емкости используют формулу:
где Q – емкость аккумулятора (А*ч);
W – энергетическая емкость аккумулятора (Вт/элемент).
4. Резервная емкость
Этот термин используется при расчете емкости автомобильных аккумуляторов. Он описывает способность АКБ питать электрооборудование автомобиля, когда встроенный генератор не функционирует. Резервная емкость рассчитывается следующим образом:
где Q – емкость аккумулятора (А*ч);
T – резервная емкость аккумулятора (мин).
Расчет емкости аккумуляторной батареи
Измерение объема батареи необходимо в случае определения количества энергии для продолжительной автономной работы любых устройств (к примеру, для ноутбука, смартфона и т.д.);
Для того чтобы определить емкость АКБ, необходимо применить стандартную формулу:
где Q — рассчитываемая емкость АКБ (А*ч или мА*ч);
P – нагрузочная мощность (Вт);
t — временной промежуток резервирования (ч);
V — напряжение батареи (В);
k — коэффициент, отображающий какая часть емкости АКБ используется.
Значение k компенсирует ситуацию неполного заряда батареи. К слову, полный разряд после нескольких полных циклом работы существенно увеличивает работоспособность устройства.
Расчет заряда АКБ на конкретном примере
Для того чтобы провести подсчет емкость батареи смог даже новичок, рассмотрим следующую задачу.
Мы имеем критическую нагрузку 500 Вт, которая требует резервирования на протяжении 3 часов, а также стандартное напряжение 12 В. Сперва посчитаем емкость для батареи, которая разряжается на 70 процентов, а потом заряжается. Это будет выглядеть следующим образом:
Q = 500*3/12*0,7 = 178,6 А*ч.
Так рассчитывается минимальная емкость. Чаще всего следует считать объем АКБ с небольшим запасом (например, 20%). В таком случае батарея проработает максимальное количество времени. Расчет будет выглядеть так:
Q = 178,6*1,2 = 214,3 А*ч.
В любом случае, вы сможете самостоятельно рассчитать емкость необходимой батареи, просто подставим свои значения в вышеуказанную формулу.
Власть и техника, деньги и товары имеют ценность и полезны лишь постольку, поскольку они дают человеку свободу.
Генри Форд
Расчет максимальной мощности, выдаваемой аккумулятором
В этой статье я напомню вам то, что вы уже знаете из школьного курса электрофизики. Далее вы сможете прочитать о физической подоплеке расчета максимальной мощности аккумулятора в калькуляторе батарей. Расчет даст вам достаточно приблизительные цифры, однако даже этих приблизительных цифр хватит для оценки мощностных возможностей отдельного аккумулятора и принятия решения о количестве аккумуляторных элементов в батарее.
Для начала вспомним закон Ома для полной цепи: «Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению»
Согласно этой формуле чем больше значение внутреннего сопротивления r, тем меньший ток может отдавать аккумулятор. Так как ЭДС (Ε) можно принять как номинальное напряжение (U ном ) на аккумуляторе при разомкнутой цепи, то перепишем закон Ома для полной цепи в следующем виде:
Пока из этой формулы не совсем очевидно, как получить максимальную мощность, выдаваемую аккумулятором. Однако вспомним про то, что аккумулятор может работать только в определенном диапазоне напряжений. При нагрузке, из-за внутреннего сопротивления, напряжение на аккумуляторе не должно упасть, ниже U min . Зная закон Ома для участка цепи (U=IR), можно отразить в нашей формуле следующим образом:
U ном = U min + Ir
Используя полученный результат, уже уверенно можно получить значение максимального тока, который может выдать аккумулятор:
I = (U ном — U min )/r
Зная, что мощность, потребляемая участком цепи равна произведению силы тока на напряжение, подаваемое на этот участок, можно узнать максимальную мощность, выдаваемую аккумулятором:
P = U min *(U ном — U min )/r
И вот, мы, кажется, пришли к тому значению максимальной мощности, выдаваемой одним аккумулятором. Для расчета максимальной мощности батареи необходимо умножить полученное значение для одного аккумулятора на количество аккумуляторов в батарее.
Вы можете спросить: «И что, это так просто и быстро рассчитать максимальную мощность, выдаваемую аккумулятором»? – Да, просто. И, в то же время, все не так уж и просто. Здесь приведен оценочный расчет мощности, выдаваемой при разряде – в начале разряда аккумулятор может выдать больше мощности, чем в конце (смотри формулы). Второй подводный камень – те потери мощности, которые происходят внутри аккумулятора из-за наличия внутреннего сопротивления. Во время нагрузки идет разогрев аккумулятора пропорционально квадрату силы тока и времени работы (Q=I 2 *r*Δt). Так как аккумулятор имеет определенный рабочий температурный режим, требуется учитывать разогрев аккумулятора при проектировании аккумуляторной батареи, и, при необходимости, обеспечить правильную систему охлаждения.
Copyright © Дмитрий Спицын, 2007.
- просмотров: 47637
Онлайн-калькулятор времени разряда и работы аккумулятора
Онлайн-калькулятор позволяет рассчитать, сколько времени проработает аккумулятор заданной емкости при заданном токе нагрузки. Это позволяет рационально подобрать источник питания для вашего электронного устройства в строгом соответствии с необходимыми размерами устройства.
Калькулятор времени работы аккумулятора
Емкость аккумулятора (mAh)
Ток нагрузки (mA)
Поправочный коэффициент
Время работы аккумулятора до разряда (часы)
Как считает этот онлайн-калькулятор? Прежде всего, время работы устройства от аккумулятора и его разряд зависят от величины потребления устройства, измеряемой в миллиамперах (mA) и емкости батареи, измеряемой в ампер-часах (mAh).
Ампер – это основная электрическая величина, определяющая количество тока, проходящего через нагрузку. Время работы и разряда батареи вычисляется, исходя из текущего значения емкости батареи и величины нагрузки.
Цикл работы аккумулятора до допустимого разряда вычисляется по формуле:
Время работы аккумулятора = Емкость аккумулятора в mAh / ток нагрузки устройства в mA * 0.70*
* Поправочный коэффициент 0.70 необходим для учета внешних факторов, которые могут повлиять на срок службы батареи.
Упрощенная формула вычисления времени работы
В более упрощенном онлайн-калькуляторе расчета аккумулятора, время работы может быть высчитано из значений емкости АКБ, измеряемой в ампер-часах и мощности потребляемой нагрузки, измеряемой в Ваттах.
В таком случае значение вычисляется по формуле:
Время работы аккумулятора = (10 * емкость батареи) / нагрузка
