De acuerdo, probablemente debería saber esto, pero no es así. Para un proyecto escolar, necesito poder cargar una batería de 12 V desde un alternador . En lo que estoy atascado es en el método de carga de las baterías (en términos generales). ¿Es simplemente voltaje antiguo entrando en la batería? ¿O es algo más?
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- Aquí ‘ un buen lugar para comenzar: batteryuniversity.com/learn
- Wow, eso es un gran comienzo, por decir lo menos. 🙂 gracias
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El método para cargar una batería mientras es efectivo pero sin dañar varía con la química de la batería.
Como tiene una batería de» 12V «, supongo que es del tipo de plomo-ácido como encuentras en los autos. El ácido de plomo es bastante tolerante en la forma en que se pueden cargar, a diferencia de otras sustancias químicas, especialmente ciertos tipos de litio. Básicamente, cargue un ácido de plomo con una potencia limitada tanto en corriente como en tensión. El límite de voltaje suele ser de 13,6 V para las baterías de automóvil. La corriente máxima depende del tamaño de la batería. Una batería de automóvil común puede soportar varios amperios fácilmente. Por ejemplo, una fuente de alimentación que está limitada a 5 A y 13,6 V funcionará bien para cargar baterías de automóvil normales, aunque eso no empuja la corriente máxima permitida. Eso significa que bajará el voltaje para no exceder los 5 A o bajará la corriente no debe exceder los 13,6 V, lo que sea menor. Las ferreterías y las tiendas de automóviles venden cargadores para baterías de automóviles que tienen todo esto integrado. El único inconveniente es que un cargador anunciado como «rápido» puede abusar de la batería. Una carga completa debe llevar un pocas horas, aunque la mayoría de las veces la batería no debería estar lo suficientemente baja como para requerir eso.
Si su batería es más pequeña, entonces tiene que buscar en su hoja de datos o de alguna manera obtener especificaciones y asegurarse de que el cargador no produce demasiada corriente.
Si su batería no es de plomo-ácido, entonces las cosas podrían ser bastante diferentes. En ese caso, realmente debe obtener las especificaciones, que deben incluir el perfil de carga requerido. Hacer esto mal, particularmente con algunos tipos de litio, podría resultar en pirotecnia.
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- Muy bien, eso tiene sentido. Entonces, ¿hay alguna manera fácil de regular el voltaje que sale de un alternador?
- Regla empírica: limite la corriente a 1/10 de la capacidad en Ah. Entonces, para un límite de batería de 40Ah a 4A.
- Puede usar un smps (fuente de alimentación de modo conmutado) para regular el voltaje. Le sugiero que compre uno en lugar de hacerlos, ya que pueden ser bastante difíciles de ajustar
- @Shungun: los circuitos integrados de conmutación son muy fáciles de usar en estos días. A menudo solo necesitan 4 componentes externos. Lo único que ocurre cuando no ‘ t elige las partes más óptimas es que la eficiencia será algo menor.
- De acuerdo, el » original » el objetivo de esta pregunta era ver qué se requería para cargar una batería en términos de si se requiere algo más que energía pura para cargar una batería. ..
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Las baterías son una fuente de energía eléctrica y esta energía se caracteriza por dos cosas Voltaje (voltios ) y corriente (amperios) ahora, cuando observa de cerca la batería (en este caso 12V), lo que significa es que la batería puede proporcionar una diferencia de potencial máxima de 12V entre sus contactos … también hay una clasificación de potencia disponible con lo mismo … una batería de teléfono móvil puede leer 1300mAh @ 3.2V lo que significa que la batería puede suministrar 1300mA de corriente durante 1 hora a 3.2V. Los químicos dentro de la batería experimentan alguna reacción y producen una diferencia de potencial, la reacción se detiene en una Diferencia de Potencial particular, un voltaje por encima del cual la reacción no puede continuar (en su caso es de 12V) ¡aunque no implica que la batería esté débil! a medida que extrae energía de la batería, proporciona una forma para que estos electrones se muevan desde un extremo y alcancen el otro terminal, proporcionando así una forma para que ocurra la reacción, la reacción continúa hasta el momento en que cualquier dispositivo que consume energía se conecta a los terminales y los productos químicos se están consumiendo en la reacción. cuando la batería se agota, se identifica por una caída del voltaje del terminal; en su caso, los niveles de voltaje caerán por debajo de los 12V.
ahora viene la carga: durante la carga proporcionamos un voltaje (12V o más en su caso) en el lado opuesto dirección, que es el + ve de su fuente de carga a -ve de batería y -ve de su fuente de carga a + ve de batería esto crea un camino de electrones en dirección opuesta para la batería que se está cargando, esto revierte la reacción química (esto es la diferencia entre baterías recargables y baterías no recargables, la última no tiene reacción reversible) y lleva los químicos al interior a un estado en el que se cargaron y produjeron una diferencia de potencial de 12V.
De alguna manera estamos revirtiendo los químicos internos a un estado anterior, no estamos almacenando ningún electrón adentro … también basado en la velocidad de deriva de los electrones, es bastante imposible que los electrones salgan del zócalo para alcanzar su batería antes de que esté completamente cargada.
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- Rara Buena Explicación
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Para una carga práctica, una fuente de alimentación estándar puede destruir su batería (suministro de voltaje constante).
En cambio, el método más simple es el goteo -cargando con una pequeña corriente constante. La corriente exacta dependería del tipo de batería y su capacidad nominal. (TAMBIÉN no juegue con los cargadores de bricolaje para el litio explosivo, use NiCd o plomo-ácido. O simplemente compre un dispositivo de carga para recargables de Li).
He cargado las baterías usando un suministro de laboratorio con una perilla de sobrecorriente.
Establezca el voltaje de suministro por encima del voltaje de funcionamiento de la batería (por lo tanto, 14 V para una batería de 12 V). Luego, coloque la perilla de corriente constante en una corriente alta para cargar rápidamente las baterías que tienen voltaje demasiado bajo. A medida que el voltaje de la batería aumenta rápidamente, la corriente alta vuelve a caer a un valor pequeño para una carga lenta a largo plazo.
Teoría:
Una batería es una bomba de carga. Extrae la carga eléctrica a través de un terminal, la bombea a través de sí mismo y luego la escupe a través del otro terminal. Nunca se acumula carga en el interior. Esto tiene sentido, porque el electrolito de la batería es un buen conductor, y Las baterías actúan como «cortocircuitos», con una resistencia interna muy baja. Las baterías están hechas de materiales conductores y la ruta de la corriente es a través de la batería , a través de la trolyte entre las placas, luego vuelva a salir. Nunca se acumula carga en el interior.
Y con las bombas de agua, no se acumula agua en el interior: la ruta de la corriente es a través y vuelve a salir, igual que para las bombas de carga .
Entonces, cuando «cargamos» una batería, ¿no estamos almacenando ninguna carga? Sí, así es. La carga eléctrica total dentro de una batería nunca cambia.
Pero algo cambia. Las baterías son bombas de carga, bombas de carga de combustible químico. Sólo pueden «funcionar» hasta que se agote todo su combustible químico. Cuando se acaba, la acción de bombeo se detiene. Eso significa que la nueva batería de su linterna está llena de combustible químico. Y una batería «agotada» ha perdido su combustible y solo contiene productos de desecho, por lo que la enviamos para que se molido y reciclado.
¿Qué es entonces la «recarga» de baterías?
Ah, ahora hemos descubierto un problema con las palabras. Las baterías nunca se «cargan» con carga eléctrica. «Sólo están» cargados «con energía, energía en forma de combustible químico. La palabra» carga «tiene más de un significado. (Y, a los cañones se les da una carga de pólvora. Un cañón completamente» cargado «, no» No implica voltaje o amperios, ¡o incluso culombios!)
Cargar y descargar una batería implica el movimiento de «cargas» de energía medidas en julios, vatios-hora, etc. No culombios. Siempre que algo de energía fluye hacia una batería o sale de una batería, los culombios simplemente fluyen.
Las baterías recargables hacen algo muy extraño. Si hacemos funcionar su «bomba de electricidad» al revés, por ejemplo, conectando la batería a un generador … ¡entonces los productos de desecho se vuelven a convertir en combustible químico nuevamente! El cloruro de zinc en las baterías de las linternas se convierte nuevamente en zinc metálico. O el hidróxido de cadmio en su batería de NiCd se convierte de nuevo en cadmio metálico. Esto es lo contrario del funcionamiento normal de la batería, donde las placas de metal proporcionan energía a medida que se disuelven mientras la «bomba de electricidad» está funcionando. Una placa de metal puede proporcionar energía al corroerse. Y si queremos «deshacer» una placa de metal, esto requiere energía suministrada desde el exterior de la batería.
Entonces, durante la descarga de la batería, las propias placas de metal son el «combustible químico» que impulsa el bombeo de corriente. operación. Las placas se corroen cuando la batería funciona y el metal se convierte en productos químicos de desecho disueltos. Para «recargar» una batería, simplemente forzamos la corriente en la dirección opuesta. Las placas de metal se galvanizan. Se espesan, idealmente volviéndose lo mismo que cuando eran nuevos. E idealmente, si la placa de metal proporciona una cierta cantidad de energía, entonces se debe inyectar la misma energía en la batería cuando des-disolvemos la placa de metal. «Cargar» una batería es deshacer su placa de metal. «Descargar» una batería es corroer su placa de metal para alimentar un dispositivo externo.
Las baterías son pequeños generadores eléctricos que queman metal, ¡no se necesitan turbinas de vapor! Pero con las centrales eléctricas normales, si hacemos funcionar las turbinas al revés mientras empujamos el humo de regreso a la caldera, ¡no crea ningún carbón o aceite nuevo!
Al analizar las baterías matemáticamente, todo se vuelve bastante fácil de calcular. porque el voltaje de la batería es casi constante.
Eso significa que, si la batería produce una corriente eléctrica variable en un circuito externo, también envía energía variable a ese circuito, y la tasa de flujo de energía será proporcional a los amperios. Y la energía total contenida dentro de una batería será proporcional a la carga eléctrica bombeada a través de ella. Un culombio de carga equivale a un amperio-segundo. (Un amperio fluyendo durante un segundo significa que un culombio de carga ha pasado a través de la batería).
Esto significa que podemos ignorar (temporalmente) el voltaje y luego estimar la energía dentro de las baterías en términos de amperios-segundos, amperios -horas, etc. (Tenga en cuenta que son amperios- veces -segundos, no amperios- por -segundo.)
Pero … ¿Alguna vez se almacenaron amperios dentro de la batería? ¿O se almacenaron amperios-hora? No. Los amperios-hora (si se multiplican por el voltaje constante) son solo una abreviatura simplificada de energía, y la energía eléctrica siempre se basa en voltaje y culombios. no quiero trabajar con culombios de carga eléctrica y prefiero amperios en su lugar, … y dado que el voltaje permanece constante durante la carga o descarga, … entonces AH amperios-hora se convierte en nuestra principal calificación energética. Sí, es bastante retorcido y difícil de entender.
La energía es en realidad voltio-culombio, que es lo mismo que voltio-amperio-segundo, que es lo mismo que voltio por AH por 3600. Pero si los voltios permanecen iguales y 3600 permanecen iguales, entonces todos los cambios ocurren solo en las clasificaciones de amperios-hora. Al final, clasificamos las baterías en amperios-hora. Sin embargo, las verdaderas clasificaciones detrás de esto son: voltios, veces el total coulombs que pueden ser bombeados por la batería, a través de la batería.
Para calcular la energía real almacenada, multiplique los amp-segundos por voltios. O use amp-horas por 3600seg / hr, multiplicado por voltios. Eso nos da el total de julios de energía química almacenada dentro de una batería.
Pero, lamentablemente, el uso de amperios-hora convence a todos de que los amperios-hora son una forma de energía, o que AH obtiene almacenados dentro de la batería. O que las baterías se cargan con carga eléctrica, cuando en realidad sólo se cargan con joules de energía eléctrica. La carga eléctrica dentro de una batería nunca aumenta ni disminuye.
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- ¿Qué voltaje de carga flotante recomienda?