Okay, jeg skulle nok vide det, men jeg ved det ikke. For et skoleprojekt skal jeg være i stand til at oplade et 12v batteri fra en generator Hvad jeg sidder fast ved er metoden til, hvordan batterier (generelt set) oplades. Er det bare gammel spænding, der går i batteriet? Eller er det noget mere?
Kommentarer
- Her er ‘ et godt sted at starte: batteryuniversity.com/learn
- Wow, det er mildest talt en start. 🙂 tak
Svar
Metoden til opladning af et batteri, mens det er effektivt, men uden at skade, varierer med batterikemi.
Da du har et” 12V “batteri, gætter jeg på, at det er en blysyre-type som du finder i biler. Blysyre er ret tilgivende for, hvordan de kan oplades, i modsætning til andre kemikalier, især visse typer lithium. Grundlæggende oplades en blysyre med strøm, der er både strøm og spændingsbegrænset. Spændingsgrænsen er normalt 13,6 V for bilbatterier. Den maksimale strøm afhænger af batteriets størrelse. Et almindeligt bilbatteri kan let tage flere forstærkere. For eksempel vil en strømforsyning, der er begrænset til 5 A og 13,6 V, fungere fint for at oplade almindelige bilbatterier, skønt det ikke skubber den maksimalt tilladte strøm. Det betyder, at den vil falde spændingen til ikke at overstige 5 A eller falde strømmen må ikke overstige 13,6 V, alt efter hvad der er lavere. Hardware- og bilforretninger sælger opladere til bilbatterier, der har alt dette indbygget. Den eneste gotcha er en oplader, der annonceres som “hurtig”, kan misbruge batteriet. En fuld opladning skal tage en få timer, selvom batteriet for det meste ikke skulle være lavt nok til at kræve det.
Hvis dit batteri er mindre, skal du grave databladet eller på en eller anden måde få specifikationer for det og sørge for, at oplader producerer ikke for meget strøm.
Hvis dit batteri ikke er blysyre, kan tingene være helt anderledes. I så fald skal du virkelig få specifikationerne, som skal indeholde den krævede opladningsprofil. At få dette forkert, især med nogle typer lithium, kan resultere i pyroteknik.
Kommentarer
- Okay, det giver mening. Så er der nogen nem måde, hvorpå jeg kan regulere spændingen, der kommer ud af en generator?
- Tommelfingerregel: Begræns strømmen til 1/10 af kapaciteten i Ah. Så for en 40Ah batteri grænse til 4A.
- Du kan bruge en smps (switch-mode strømforsyning) til at regulere spændingen. Jeg vil foreslå dig at købe en i stedet for at lave, da de kan være ret svære at finjustere
- @Shungun: switcher ICer er meget nemme at bruge i disse dage. De har ofte kun brug for 4 eksterne komponenter. Det eneste, når du ikke ‘ ikke vælger de mest optimale dele, er at effektiviteten bliver noget lavere.
- Okay, ” originalt ” fokus på dette spørgsmål var at se, hvad der kræves for at oplade et batteri i form af, hvis der kræves noget mere end ren strøm for at oplade et batteri. ..
Svar
batterier er kilde til elektrisk strøm, og denne effekt er karakteriseret ved to ting Spænding (volt ) og strøm (ampere) nu, når du ser nærmere på batteriet (i dette tilfælde 12V), hvad det betyder er, at batteriet kan give en maksimal potentiel forskel på 12V mellem dets kontakter. der er også en strømklassificering tilgængelig med det samme .. et mobiltelefonbatteri kan læse 1300mAh @ 3.2V, hvilket betyder, at batteriet kan levere 1300mA strøm i 1 time ved 3,2V. Kemikalierne inde i batteriet gennemgår en vis reaktion og frembringer en potentiel forskel, reaktionen stopper ved en bestemt potentiel forskel, en spænding, over hvilken reaktionen ikke kan fortsætte (i dit tilfælde er den 12V), selvom det ikke betyder, at batteriet er svagt! når du trækker strøm fra batteriet, giver du en måde, hvorpå disse elektroner kan bevæge sig ud fra den ene ende og nå den anden terminal, hvilket giver en måde, hvorpå reaktionen kan forekomme, reaktionen fortsætter indtil det tidspunkt, hvor en strømforbrugende enhed er forbundet til terminalerne og kemikalierne bliver brugt op i reaktionen. når batteriet er afladet, identificeres det ved faldende terminalspænding i dit tilfælde skal spændingsniveauerne falde under 12V.
kommer nu opladning: under opladning leverer vi en spænding (12V eller mere i dit tilfælde) modsat retning, det er + ve for din opladningskilde til -ve for batteri og -ve for din opladningskilde til + ve for batteri dette skaber en elektronsti i modsat retning for batteriet, der oplades, dette vender den kemiske reaktion (dette er forskellen mellem genopladelige batterier og ikke-genopladelige batterier, den senere har ingen reversibel reaktion) og fører kemikalierne ind i en tilstand, da de blev ladet og producerede en potentiel forskel på 12 V.
på en måde, som vi vender kemikalierne inde til en tidligere tilstand, lagrer vi ikke nogen elektroner inde … også baseret på elektronernes drivhastighed er det ret umuligt for elektronerne fra stikkontakten for at nå dit batteri, inden det er fuldt opladet.
Kommentarer
- Sjælden god forklaring
Svar
For praktisk opladning kan en standard strømforsyning ødelægge dit batteri (konstant spændingsforsyning.)
I stedet er den enkleste metode vedligeholdende -opladning med en konstant lille strøm. Den nøjagtige strøm afhænger af batteritypen og dens kapacitet. (Rør heller ikke med DIY-opladere til eksploderet lithium, brug NiCd eller blysyre. Eller køb bare en opladningsenhed til genopladelige Li.)
Jeg har ladet batterier ved hjælp af en laboratorieforsyning med en overstrømsknap.
Indstil forsyningsspændingen over batteriets arbejdsspænding (så, 14V for en 12V batt.) Indstil derefter konstantstrømsknappen til en høj strøm for hurtig opladning af batterier, der har for lav spænding. Da batterispændingen hurtigt stiger, falder den høje strøm tilbage til en lille værdi for langvarig vedligeholdelsesopladning.
Teori:
Et batteri er en ladepumpe. Den trækker elektrisk ladning ind gennem den ene terminal, pumper den igennem sig selv og spytter den ud gennem den anden terminal. Ingen opladning opbygges nogensinde indeni. Dette giver mening, fordi batteriets elektrolyt er en god leder, og alt batterier fungerer som “kortslutninger” med meget lav intern modstand. Batterier er lavet af ledende materialer, og strømstien er gennem batteriet gennem el trolyte mellem pladerne og derefter ud igen. Der opbygges aldrig opladning indeni.
Og med vandpumper opbygges der intet vand indeni: stien for strømmen er igennem og tilbage ud igen, den samme som for ladepumper .
Så når vi “oplader” et batteri, lagrer vi ikke nogen opladning? Ja, det er rigtigt. Den samlede elektriske opladning inde i et batteri ændres aldrig.
Men noget ændrer sig. Batterier er ladepumper, kemisk drevne ladepumper. De kan kun “køre”, indtil deres kemiske brændstof er brugt op. Når det er væk, stopper pumpehandlingen. Det betyder, at dit helt nye lommelygtebatteri er fyldt med kemisk brændstof. Og et “dødt” batteri har mistet sit brændstof og indeholder kun affaldsprodukter, så vi sender det ud for at være jorden op og genbruges.
Hvad er så “genopladning” af batterier?
Ah, nu har vi afsløret et ordproblem. Batterier “oplades” aldrig med elektrisk opladning. De “oplades” kun med energi, energi i form af kemisk brændstof. Ordet “ladning” har mere end en betydning. (Og kanoner får ladning af krudt. En fuldt “ladet” kanon, den gør ikke ” t involverer spænding eller forstærkere eller endda coulombs!)
Opladning og afladning af et batteri involverer bevægelse af “ladninger” af energi målt i joule eller wattimer osv. Ikke coulombs. Når noget energi strømmer ind i et batteri eller ud af et batteri, strømmer coulombene bare igennem.
Genopladelige batterier gør noget meget underligt. Hvis vi kører deres “elpumpe” baglæns, for eksempel ved at forbinde batteriet til en generator … så omdannes affaldsprodukterne tilbage til kemisk brændstof igen! Zinkchloridet i lommelygtebatterier omdannes til zinkmetal. Eller cadmiumhydroxidet i dit NiCd-batteri konverteres tilbage til cadmiummetal. Dette er det modsatte af normal batteridrift, hvor metalpladerne giver energi, når de opløses væk, mens “elpumpen” kører. En metalplade kan give energi ved korrodering. Og hvis vi vil “uncorrode” en metalplade, tager dette energi tilført uden for batteriet.
Så under afladning af batteriet er metalpladerne selv det “kemiske brændstof”, der driver strømpumpen operation. Pladerne korroderer, når batteriet kører, og metallet bliver til opløste kemiske affaldsprodukter. For at “genoplade” et batteri tvinger vi bare strømmen i den modsatte retning. Metalpladerne elektropletteres. De tykner op og bliver ideelt set de samme som når de er nye. Og ideelt set, hvis metalpladen leverer en vis mængde energi, skal den samme energi indsprøjtes i batteriet, når vi løsner metalpladen. “Opladning” af et batteri opløser sin metalplade. “Afladning” af et batteri korroderer sin metalplade for at få strøm til en ekstern enhed.
Batterier er små metalbrændende elektriske generatorer, ingen dampturbiner er nødvendige! Men med normale kraftværker, hvis vi kører turbinerne bagud, mens vi skubber røg tilbage til kedlen, skaber det ikke noget nyt kul eller olie!
Når man analyserer batterier matematisk, bliver alt ret let at beregne fordi batterispændingen er næsten konstant.
Det betyder, at hvis batteriet producerer en variabel elektrisk strøm i et eksternt kredsløb, sender det også variabel energi ind i dette kredsløb, og energistrømningshastigheden vil være proportional med ampere. Og den samlede energi inde i et batteri vil være proportional med den elektriske ladning, der pumpes gennem det. En ladning svarer til et ampere-sekund. (En forstærker, der flyder i et sekund, betyder, at en coulomb af opladning har passeret gennem batteriet.)
Dette betyder, at vi (midlertidigt) kan ignorere spænding og derefter estimere energien inde i batterier i form af ampere-sekunder -timer osv. (Bemærk, at det er forstærkere- gange -sekunder, ikke forstærkere- pr. -sekund.)
Men … var der nogen forstærkere nogensinde gemt inde i batteriet? Eller lagrede amp-timer? Nej. Amp-timer (hvis ganget med den konstante spænding) er bare en forenklet stenografi for energi, og elektrisk energi er altid baseret på spænding og coulombs. Da vi vil ikke arbejde med coulombs af elektrisk opladning og foretrækker ampere i stedet … og da spændingen forbliver konstant under opladning eller afladning, så bliver AH ampere-timer vores vigtigste energiklassificering. Ja, det er ret snoet op og svært at forstå.
Energi er faktisk volt-coulombs, hvilket er det samme som volt-amp-sekunder, hvilket er det samme som volt gange AH gange 3600. Men hvis volt forbliver det samme og 3600 forbliver det samme, sker alle ændringer kun i Amp-Hours-klassificeringerne. I sidste ende bedømmer vi batterier i Amp-timer. Alligevel er de sande ratings bag dette: Volt, gange det samlede antal coulombs, der kan pumpes af batteriet, igennem batteriet.
For at beregne den faktiske lagrede energi skal du gange amp-sekunder gange volt. Eller brug amp-timer gange 3600sec / timer, gange volt. Det giver os de samlede joule kemisk energi, der er lagret i et batteri.
Men desværre overbeviser brugen af amp-timer alle om, at ampere-timer er en form for energi, eller at AH får opbevaret inde i batteriet. Eller at batterier oplades med elektrisk opladning, når de faktisk kun er opladet med joule elektrisk energi. Den elektriske opladning inde i et batteri bliver aldrig større eller mindre.
Kommentarer
- hvilken float charge-spænding anbefaler du?