Oké, ik zou dit waarschijnlijk moeten weten, maar dat weet ik niet. Voor een schoolproject moet ik een 12 V-batterij kunnen opladen via een dynamo . Waar ik aan vast zit, is de methode van hoe batterijen (in het algemeen gesproken) worden opgeladen. Gaat het gewoon om een oude spanning in de batterij? Of is het iets meer?
Opmerkingen
- Hier is ‘ een goede plek om te beginnen: batteryuniversity.com/learn
- Wauw, dat is op zijn zachtst gezegd het begin. 🙂 bedankt
Antwoord
De methode om een batterij op te laden terwijl deze effectief is, maar zonder schade aan te richten, hangt af van de samenstelling van de batterij.
Aangezien je een” 12V “-batterij hebt, vermoed ik dat het van het type loodzuur is zoals je in autos aantreft. Loodzuur is redelijk vergevingsgezind in de manier waarop ze kunnen worden opgeladen, in tegenstelling tot andere chemische stoffen, vooral bepaalde soorten lithium. Laad een loodzuur in principe op met een vermogen dat zowel stroom- als spanningsbeperkt is. De spanningslimiet is meestal 13,6 V voor auto-accus. De maximale stroom is afhankelijk van de grootte van de batterij. Een gewone auto-accu kan gemakkelijk meerdere ampères aan. Een voeding die bijvoorbeeld beperkt is tot 5 A en 13,6 V zal prima werken om gewone auto-accus op te laden, hoewel dat niet de maximaal toegestane stroom verhoogt. Dat betekent dat de spanning daalt tot niet hoger dan 5 A of daalt. de stroom mag niet hoger zijn dan 13,6 V, afhankelijk van welke lager is. Hardware- en automobielwinkels verkopen laders voor autoaccus waarin dit alles is ingebouwd. Het enige probleem is dat een lader die wordt geadverteerd als snel de accu kan misbruiken. Een volledige lading zou een uren, hoewel de batterij meestal niet laag genoeg zou moeten zijn om dat te vereisen.
Als uw batterij kleiner is, moet u de datasheet opzoeken of er op de een of andere manier specificaties voor krijgen en ervoor zorgen dat de lader produceert niet te veel stroom.
Als uw accu geen loodzuur is, kunnen de zaken heel anders zijn. In dat geval moet je echt de specificaties hebben, waaronder het vereiste laadprofiel. Als je dit verkeerd doet, vooral bij sommige soorten lithium, kan dit resulteren in pyrotechniek.
Opmerkingen
- Oké, dat is logisch. Dus is er een gemakkelijke manier om de spanning die uit een dynamo komt te regelen?
- Vuistregel: beperk de stroom tot 1/10 van de capaciteit in Ah. Dus voor een acculimiet van 40 Ah tot 4 A.
- Je zou een smps (geschakelde voeding) kunnen gebruiken om de spanning te regelen. Ik zou je aanraden om er een te kopen in plaats van te maken, want ze kunnen behoorlijk moeilijk te finetunen zijn.
- @Shungun: switcher ICs zijn tegenwoordig heel gemakkelijk te gebruiken. Ze hebben vaak maar 4 externe componenten nodig. Het enige dat je niet ‘ kiest om de meest optimale onderdelen te kiezen, is dat de efficiëntie iets lager zal zijn.
- Oké, de ” origineel ” focus van deze vraag was om te zien wat er nodig was om een batterij op te laden in termen van alsof er iets meer dan pure stroom nodig is om een batterij op te laden. ..
Answer
batterijen zijn een bron van elektrisch vermogen en dit vermogen wordt gekenmerkt door twee dingen: spanning (volt ) en stroom (ampère) nu als je de batterij (in dit geval 12V) van dichtbij bekijkt, wat het betekent is dat de batterij een maximaal potentiaalverschil van 12V tussen zijn contacten kan bieden. er is ook een vermogen beschikbaar met hetzelfde .. een Cellphone-batterij kan 1300mAh @ 3,2V lezen, wat betekent dat de batterij 1300mA stroom kan leveren gedurende 1 uur op 3,2V. De chemicaliën in de batterij ondergaan enige reactie en produceren een potentiaalverschil, de reactie stopt bij een bepaald potentiaalverschil, een spanning waarboven de reactie niet kan verlopen (in jouw geval is dat 12V) hoewel dit niet betekent dat de batterij zwak is! terwijl u stroom uit de batterij haalt, biedt u een manier voor deze elektronen om van het ene uiteinde naar de andere pool te gaan en zo de reactie te laten plaatsvinden, de reactie gaat door tot de tijd dat een stroomverbruikend apparaat op de terminals is aangesloten en de chemicaliën worden opgebruikt in de reactie. wanneer de batterij leeg is, wordt dit geïdentificeerd door een dalende klemspanning, in uw geval zullen de spanningsniveaus onder de 12V dalen.
nu wordt opgeladen: tijdens het opladen zorgen we voor een spanning (12V of meer in uw geval) in het tegenovergestelde geval richting, dat is de + ve van je oplaadbron naar -ve van de batterij en -ve van je oplaadbron naar + ve van de batterij, dit creëert een elektronenpad in tegengestelde richting voor de batterij die wordt opgeladen, dit keert de chemische reactie om (dit is het verschil tussen oplaadbare batterijen en niet-oplaadbare batterijen, de laatste heeft geen omkeerbare reactie) en brengt de chemicaliën naar binnen in een staat waarin ze werden opgeladen en produceerden een potentiaalverschil van 12V.
in zekere zin brengen we de chemicaliën binnenin terug naar een eerdere staat, we slaan geen elektronen op binnenin … ook op basis van de driftsnelheid van de elektronen is het vrijwel onmogelijk voor de elektronen uit de koker om uw batterij te bereiken voordat deze volledig is opgeladen.
Opmerkingen
- Zeldzaam goede uitleg
Antwoord
Voor praktisch opladen kan een standaardvoeding uw batterij vernietigen (constante spanningstoevoer.)
In plaats daarvan is de eenvoudigste methode druppelen -opladen met een constante kleine stroom. De exacte stroom hangt af van het type batterij en de capaciteit. (Ook knoei niet met doe-het-zelf-opladers voor exploderende lithium, gebruik NiCd of loodzuur. Of koop gewoon een oplaadapparaat voor Li-oplaadbare batterijen.)
Ik heb batterijen opgeladen door een laboratoriumtoevoer te gebruiken met een overstroomknop.
Stel de voedingsspanning in boven de werkspanning van de accu (dus 14V voor een 12V accu). Stel vervolgens de constante stroomknop in op een hoge stroom voor het snel opladen van accus met te lage spanning. Naarmate de accuspanning snel stijgt, zakt de hoge stroom terug naar een kleine waarde voor langdurig druppelladen.
Theorie:
Een accu is een ladingspomp. Het trekt elektrische lading naar binnen via de ene terminal, pompt deze door zichzelf en spuugt deze vervolgens uit via de andere terminal. Er bouwt zich nooit lading op binnenin. Dat is logisch, omdat de elektrolyt van de batterij een goede geleider is, en zo batterijen werken als kortsluitingen met een zeer lage interne weerstand. Batterijen zijn gemaakt van geleidende materialen en het pad voor stroom loopt door de batterij , door de elek troliet tussen de platen en dan weer terug. Binnen wordt nooit lading opgebouwd.
En met waterpompen hoopt zich binnen geen water op: het pad voor de stroom is door en weer naar buiten, hetzelfde als voor laadpompen .
Dus als we een batterij “opladen”, slaan we geen lading op? Ja, dat klopt. De totale elektrische lading in een batterij verandert nooit.
Maar er verandert wel iets. Accus zijn laadpompen, chemisch aangedreven laadpompen. Ze kunnen alleen “rennen” totdat hun chemische brandstof helemaal op is. Als het weg is, stopt het pompen. Dat betekent dat je spiksplinternieuwe zaklamp-batterij vol chemische brandstof zit. En een lege batterij heeft zijn brandstof verloren en bevat alleen afvalproducten, dus we sturen hem op om vermalen en gerecycled.
Wat is dan “opladen” van batterijen?
Ah, nu hebben we een probleem met woorden ontdekt. Batterijen worden nooit “opgeladen” met elektrische lading. Ze “worden alleen” opgeladen “met energie, energie in de vorm van chemische brandstof. Het woord” lading “heeft meer dan één betekenis. (En kanonnen krijgen een lading buskruit. Een volledig” geladen “kanon, dat doet het niet. Het heeft te maken met spanning of versterkers, of zelfs coulombs!)
Het laden en ontladen van een batterij houdt de beweging in van “ladingen” van energie gemeten in joules, of watturen, enz. Geen coulombs. Wanneer er wat energie in een batterij of uit een batterij stroomt, stromen de coulombs er gewoon doorheen.
Oplaadbare batterijen doen iets heel raars. Als we hun “elektriciteitspomp” achteruit laten draaien, bijvoorbeeld door de accu aan te sluiten op een generator … dan worden de afvalproducten weer omgezet in chemische brandstof! Het zinkchloride in zaklampbatterijen wordt weer omgezet in zinkmetaal. Of het cadmiumhydroxide in uw NiCd-batterij wordt weer omgezet in cadmiummetaal. Dit is het omgekeerde van normaal batterijgebruik, waarbij de metalen platen energie leveren terwijl ze oplossen terwijl de “elektriciteitspomp” in werking is. Een metalen plaat kan energie leveren door te corroderen. En als we een metalen plaat willen corroderen, kost dit energie die van buiten de accu wordt geleverd.
Dus tijdens het ontladen van de accu zijn de metalen platen zelf de chemische brandstof die het stroompompen aandrijft operatie. De platen corroderen terwijl de batterij loopt, en het metaal verandert in opgeloste chemische afvalproducten. Om een batterij op te laden, forceren we de stroom gewoon in de tegenovergestelde richting. De metalen platen worden gegalvaniseerd. Ze worden dikker en worden idealiter hetzelfde als wanneer ze nieuw zijn. En idealiter, als de metalen plaat een bepaalde hoeveelheid energie levert, moet dezelfde energie in de batterij worden geïnjecteerd wanneer we de metalen plaat losmaken. Het “opladen” van een batterij is het oplossen van de metalen plaat. Het “ontladen” van een batterij corrodeert zijn metalen plaat om een extern apparaat van stroom te voorzien.
Batterijen zijn kleine metaalverbrandende elektrische generatoren, geen stoomturbines nodig! Maar als we bij normale elektriciteitscentrales de turbines achteruit laten draaien terwijl we de rook terug in de ketel duwen, ontstaat er geen nieuwe steenkool of olie!
Bij het wiskundig analyseren van batterijen wordt alles vrij eenvoudig te berekenen omdat de accuspanning vrijwel constant is.
Dat betekent dat als de batterij een variabele elektrische stroom produceert in een extern circuit, hij ook variabele energie naar dat circuit stuurt en dat de snelheid van de energiestroom evenredig is met de ampère. En de totale energie in een batterij zal evenredig zijn met de elektrische lading die erdoorheen wordt gepompt. Eén coulomb lading is gelijk aan één ampère-seconde. (Eén amp stroomt gedurende één seconde betekent dat één coulomb lading door de batterij is gegaan.)
Dit betekent dat we de spanning (tijdelijk) kunnen negeren en vervolgens de energie in de batterijen kunnen schatten in termen van ampère-seconden, ampère -uren, etc. (Merk op dat het “amps- keer -seconden zijn, niet amps- per -seconden.)
Maar … zijn er ooit versterkers in de batterij opgeslagen? Of zijn er ampère-uren opgeslagen? Nee. Ampère-uren (indien vermenigvuldigd met de constante spanning) zijn slechts een te vereenvoudigde afkorting voor energie, en elektrische energie is altijd gebaseerd op spanning en coulombs. Aangezien we wil niet werken met coulombs van elektrische lading, en liever ampère gebruiken, … en aangezien de spanning constant blijft tijdens het laden of ontladen, … dan wordt AH ampère-uren onze belangrijkste energieclassificatie. Ja, het is nogal verwrongen en moeilijk te begrijpen.
Energie is eigenlijk volt-coulomb, wat hetzelfde is als volt-amp-seconden, wat hetzelfde is als volt maal AH maal 3600. Maar als volt hetzelfde blijft, en 3600 hetzelfde blijft, vinden alle veranderingen alleen plaats in de ampère-uren. Uiteindelijk beoordelen we batterijen in ampère-uren. Maar de echte scores hierachter zijn: volt, maal het totaal coulombs die door de batterij kunnen worden gepompt, door de batterij.
Om de werkelijke opgeslagen energie te berekenen, vermenigvuldigt u amp-seconden maal volt. Of gebruikt amp-uren maal 3600sec / uur, maal volt. Dat geeft ons het totale aantal joules aan chemische energie dat in een batterij is opgeslagen.
Maar helaas overtuigt het gebruik van ampère-uren iedereen ervan dat ampère-uren een vorm van energie zijn, of dat AH of dat batterijen worden opgeladen met elektrische lading, terwijl ze in feite alleen worden opgeladen met joules elektrische energie. De elektrische lading in een batterij wordt nooit groter of kleiner.
Opmerkingen
- welke float-laadspanning raadt u aan?