Tudo bem, provavelmente eu deveria saber disso, mas não sei. Para um projeto escolar, preciso poder carregar uma bateria de 12v de um alternador . O que estou preso é o método de como as baterias (em geral) são carregadas. É apenas uma voltagem antiga entrando na bateria? Ou é algo mais?
Comentários
- Aqui ‘ é um bom lugar para começar: batteryuniversity.com/learn
- Uau, isso é um inferno desde o início, para dizer o mínimo. 🙂 obrigado
Resposta
O método de carregar uma bateria sendo eficaz, mas sem causar danos varia com a química da bateria.
Como você tem uma bateria de” 12 V “, suponho que seja do tipo ácido-chumbo como você encontra nos carros. O ácido de chumbo perdoa bastante na forma como podem ser carregados, ao contrário de outros produtos químicos, especialmente certos tipos de lítio. Basicamente, carregue um ácido de chumbo com energia limitada por corrente e voltagem. O limite de tensão geralmente é de 13,6 V para baterias de automóveis. A corrente máxima depende do tamanho da bateria. Uma bateria de carro comum pode levar vários amperes facilmente. Por exemplo, uma fonte de alimentação limitada a 5 A e 13,6 V funcionará bem para carregar baterias de automóveis comuns, embora isso não esteja empurrando a corrente máxima permitida. Isso significa que a tensão cairá para não exceder 5 A ou cairá a corrente não deve ultrapassar 13,6 V, o que for menor. As lojas de ferragens e automóveis vendem carregadores para baterias de automóveis com tudo isso integrado. O único problema é que um carregador anunciado como “rápido” pode abusar da bateria. Uma carga completa deve demorar um poucas horas, embora na maioria das vezes a bateria não deva ficar fraca o suficiente para exigir isso.
Se sua bateria for menor, você terá que desenterrar sua folha de dados ou, de alguma forma, obter as especificações e verificar se o carregador não produz muita corrente.
Se sua bateria não for de chumbo-ácido, as coisas podem ser bem diferentes. Nesse caso, você realmente precisa obter as especificações, que devem incluir o perfil de carga necessário. Errar, principalmente com alguns tipos de lítio, pode resultar em pirotecnia.
Comentários
- Tudo bem, isso faz sentido. Então, há alguma maneira fácil de regular a tensão que sai de um alternador?
- Regra de ouro: limite a corrente a 1/10 da capacidade em Ah. Portanto, para um limite de bateria de 40 Ah a 4 A.
- Você pode usar um smps (fonte de alimentação comutada) para regular a tensão. Eu sugiro que você compre um em vez de fabricá-los, pois eles podem ser muito difíceis de ajustar
- @Shungun: os ICs switcher são muito fáceis de usar atualmente. Geralmente, eles precisam apenas de 4 componentes externos. A única coisa quando você ‘ não escolhe as partes mais ideais é que a eficiência será um pouco menor.
- Ok, o ” original ” o foco desta questão era ver o que era necessário para carregar uma bateria em termos de como se algo mais do que pura energia fosse necessária para carregar uma bateria. ..
Resposta
As baterias são fontes de energia elétrica e esta energia é caracterizada por duas coisas: Tensão (volts ) e Corrente (amperes) agora, quando você dá uma olhada de perto na bateria (neste caso 12V), o que significa é que a bateria pode fornecer uma diferença de potencial máxima de 12V entre seus contatos .. também há uma classificação de energia disponível com o mesmo .. uma bateria de celular pode ler 1300mAh @ 3.2V, o que significa que a bateria pode fornecer 1300mA de corrente por 1 hora a 3.2V. Os produtos químicos dentro da bateria sofrem alguma reação e produzem uma diferença de potencial, a reação para em uma Diferença de Potencial particular, uma tensão acima da qual a reação não pode prosseguir (no seu caso é de 12 V), embora isso não signifique que a bateria esteja fraca! conforme você extrai energia da bateria, você fornece uma maneira para que esses elétrons saiam de uma extremidade e cheguem ao outro terminal, proporcionando assim uma maneira para que a reação ocorra, a reação continua até o momento em que qualquer dispositivo consumidor de energia é conectado aos terminais e os produtos químicos estão sendo usados na reação. quando a bateria se esgota, é identificado pela queda da tensão do terminal no seu caso, os níveis de tensão devem cair abaixo de 12 V.
agora vem o carregamento: durante o carregamento, fornecemos uma tensão (12 V ou mais no seu caso) em oposição direção, que é o + ve de sua fonte de carga para -ve de bateria e -ve de sua fonte de carga para + ve de bateria isso cria um caminho de elétron na direção oposta para a bateria sendo carregada, isso inverte a reação química (isso é a diferença entre as baterias recarregáveis e as baterias não recarregáveis, a última não tem reação reversível) e leva os produtos químicos dentro de um estado em que foram carregados e produziram uma diferença de potencial de 12V.
de uma forma que estamos revertendo os produtos químicos dentro de um estado anterior, não estamos armazenando nenhum elétron dentro … também com base na velocidade de deriva dos elétrons, é praticamente impossível para os elétrons do encaixe para chegar à bateria antes que ela esteja totalmente carregada.
Comentários
- Raro Boa explicação
Resposta
Para um carregamento prático, uma fonte de alimentação padrão pode destruir sua bateria (fonte de tensão constante.)
Em vez disso, o método mais simples é gotejamento -carregamento com uma pequena corrente constante. A corrente exata dependeria do tipo de bateria e de sua capacidade nominal. (Também não mexa com carregadores faça você mesmo para lítio explody, use NiCd ou chumbo-ácido. Ou apenas compre um dispositivo de carregamento para recarregáveis de Li.)
Eu carreguei baterias usando uma fonte de laboratório com um botão de sobrecorrente.
Defina a tensão de alimentação acima da tensão de trabalho da bateria (portanto, 14 V para uma bateria de 12 V). Em seguida, defina o botão de corrente constante para uma corrente alta para carregamento rápido de baterias com voltagem muito baixa. À medida que a voltagem da bateria aumenta rapidamente, a alta corrente cai de volta para um valor pequeno para carga residual de longo prazo.
Teoria:
Uma bateria é uma bomba de carga. Ela puxa a carga elétrica por meio de um terminal, bombeia-a por si mesma e depois a cospe pelo outro terminal. Nenhuma carga se acumula no interior. Isso faz sentido, porque o eletrólito da bateria é um bom condutor e tudo mais as baterias agem como “curtos-circuitos”, com resistência interna muito baixa. As baterias são feitas de materiais condutores e o caminho da corrente é através da bateria , através do elec trolyte entre os pratos e, em seguida, saia novamente. Nenhuma carga se acumula no interior.
E com as bombas de água, não há acumulação de água no interior: o caminho para a corrente é através e sai novamente, o mesmo que para as bombas de carga .
Então, quando “carregamos” uma bateria, não estamos armazenando nenhuma carga? Sim, é isso mesmo. A carga elétrica total dentro de uma bateria nunca muda.
Mas algo muda. As baterias são bombas de carga, bombas de carga com combustível químico. Eles só podem “funcionar” até que seu combustível químico se esgote. Quando acaba, a ação de bombeamento é interrompida. Isso significa que a bateria da sua nova lanterna está cheia de combustível químico. E uma bateria “morta” perdeu seu combustível e contém apenas resíduos, por isso a enviamos para ser trituradas e recicladas.
O que é então “recarregar” as baterias?
Ah, agora descobrimos um problema com as palavras. As baterias nunca são “carregadas” com carga elétrica. Eles “são apenas” carregados “com energia, energia na forma de combustível químico. A palavra” carga “tem mais de um significado. (E, canhões recebem uma carga de pólvora. Um canhão totalmente” carregado “, não” envolvem voltagem ou amperes, ou mesmo coulombs!)
Carregar e descarregar uma bateria envolve o movimento de “cargas” de energia medidas em joules, ou watt-hora, etc. Não coulombs. Sempre que alguma energia flui para uma bateria ou sai de uma bateria, os coulombs simplesmente fluem.
As baterias recarregáveis fazem algo muito estranho. Se girarmos sua “bomba elétrica” ao contrário, por exemplo, conectando a bateria a um gerador … então os resíduos são convertidos de volta em combustível químico! O cloreto de zinco nas baterias das lanternas é convertido novamente em metal zinco. Ou, o hidróxido de cádmio em sua bateria NiCd é convertido novamente em cádmio metálico. Este é o reverso da operação normal da bateria, onde as placas de metal fornecem energia à medida que se dissolvem enquanto a “bomba de eletricidade” está funcionando. Uma placa de metal pode fornecer energia por corrosão. E se quisermos “desfazer a corrosão” de uma placa de metal, isso leva a energia fornecida de fora da bateria.
Portanto, durante a descarga da bateria, as próprias placas de metal são o “combustível químico” que impulsiona o bombeamento de corrente Operação. As placas corroem à medida que a bateria funciona e o metal se transforma em resíduos químicos dissolvidos. Para “recarregar” uma bateria, simplesmente forçamos a corrente na direção oposta. As placas de metal são eletrodepositadas. Eles engrossam, idealmente tornando-se iguais a quando novos. E, idealmente, se a placa de metal fornece uma certa quantidade de energia, a mesma energia deve ser injetada na bateria quando removemos a placa de metal. “Carregar” uma bateria é a dissolução de sua placa de metal. “Descarregar” uma bateria está corroendo sua placa de metal para alimentar um dispositivo externo.
As baterias são pequenos geradores elétricos que queimam metal, não são necessárias turbinas a vapor! Mas com usinas de energia normais, se girarmos as turbinas para trás enquanto empurramos a fumaça de volta para a caldeira, isso não cria nenhum novo carvão ou óleo!
Ao analisar as baterias matematicamente, tudo se torna muito fácil de calcular porque a tensão da bateria é quase constante.
Isso significa que, se a bateria produz uma corrente elétrica variável em um circuito externo, ela também envia energia variável para esse circuito, e a taxa de fluxo de energia será proporcional aos amperes. E, a energia total contida dentro de uma bateria será proporcional à carga elétrica bombeada por ela. Um coulomb de carga é igual a um ampere-segundo. (Um ampere fluindo por um segundo significa que um coulomb de carga passou pela bateria.)
Isso significa que podemos (temporariamente) ignorar a tensão e estimar a energia dentro das baterias em termos de amperes-segundos, amp -horas, etc. (Observe que é amps- vezes -segundos, não amps- por -segundos.)
Mas … algum ampère foi armazenado dentro da bateria? Ou algum amp-hora armazenado? Não. Amp-hora (se multiplicado pela voltagem constante) são apenas uma forma simplificada de energia, e a energia elétrica é sempre baseada em voltagem e coulombs. não quero trabalhar com coulombs de carga elétrica e, em vez disso, prefiro amperes, … e como a voltagem permanece constante durante a carga ou descarga, … então AH amperes-hora torna-se nossa principal classificação de energia. Sim, é bastante distorcido e difícil de entender.
Energia é na verdade volt-coulombs, que é o mesmo que volt-amp-segundos, que é o mesmo que volts vezes AH vezes 3600. Mas se os volts permanecerem os mesmos e 3600 permanecerem os mesmos, todas as alterações acontecerão apenas nas classificações Amp-hora. No final, classificamos as baterias em Amp-hora. No entanto, as verdadeiras classificações por trás disso são: volts, vezes o total coulombs capazes de ser bombeados pela bateria, através da bateria.
Para calcular a energia real armazenada, multiplique amp-segundos por volts. Ou use amp-hora vezes 3600seg / hr, vezes volts. Isso nos dá o total de joules de energia química armazenada dentro de uma bateria.
Mas, infelizmente, o uso de ampere-hora convence a todos que ampere-hora é uma forma de energia, ou que AH consegue Ou que as baterias são carregadas com carga elétrica, quando na verdade elas são carregadas apenas com joules de energia elétrica. A carga elétrica dentro de uma bateria nunca fica maior ou menor.
Comentários
- que tensão de carga flutuante você recomenda?