Внутреннее сопротивление - Internal resistance

Модель внутреннего сопротивления источника напряжения

Практичный электричество источник, который является линейная электрическая цепь может, согласно Теорема Тевенина, быть представленным как идеальный источник напряжения последовательно с сопротивление. Этот импеданс называется внутреннее сопротивление источника. Когда источник питания подает Текущий, измеренное выходное напряжение ниже, чем не-нагрузка Напряжение; разница в падении напряжения ( произведение тока и сопротивления ) вызванное внутренним сопротивлением. Концепция внутреннего сопротивления применима ко всем видам электрических источников и полезна для анализа многих типов электрических цепей.

Аккумулятор

А аккумулятор может быть смоделирован как источник напряжения, включенный последовательно с сопротивлением. Эти типы моделей известны как модели эквивалентных схем. Другой распространенной моделью являются физико-химические модели, которые являются физическими по своей природе, включая концентрации и скорости реакции. На практике внутреннее сопротивление батареи зависит от ее размера, степени заряда, химических свойств, возраста, температуры и тока разряда. Имеет электронный компонент благодаря удельное сопротивление компонентов материалов и ионного компонента из-за электрохимический такие факторы как электролит проводимость, подвижность ионов, скорость электрохимической реакции и площадь поверхности электрода. Измерение внутреннего сопротивления батареи является ориентиром для ее состояния, но может применяться только в условиях испытания. Измерение с переменный ток, как правило, с частотой 1 кГц, может недооценить сопротивление, так как частота может быть слишком высокой для учета более медленных электрохимических процессов. Внутреннее сопротивление зависит от температуры; например, свежий Энерджайзер E91 AA щелочная первичная батарея падает с примерно 0,9 Ом при -40 ° C, когда низкая температура снижает подвижность ионов, до примерно 0,15 Ом при комнатной температуре и примерно 0,1 Ом при 40 ° C.^[1] Большая часть этого падения связана с увеличением величины коэффициента диффузии электролита.

Внутреннее сопротивление батареи можно рассчитать по напряжению холостого хода. V_NL, напряжение нагрузки V_FL, а сопротивление нагрузки р_L:

${\displaystyle R_{\text{int}}=\left({{\frac {V_{\text{NL}}}{V_{\text{FL}}}}-1}\right){R_{\text{L}}}}$

Это также можно выразить в терминах Перенапряжение η и ток I:

${\displaystyle R_{int}={\frac {\eta }{I}}}$

Много измерители эквивалентного последовательного сопротивления (ESR), по существу, миллиомметры переменного тока, обычно используемые для измерения ESR конденсаторов, можно использовать для оценки внутреннего сопротивления батареи, в частности, для проверки состояния разряда батареи, а не для получения точного значения постоянного тока.^[2] Некоторые зарядные устройства для аккумуляторов указывают СОЭ.

При использовании напряжение на выводах одноразовой батареи, приводящей в действие нагрузку, уменьшается до тех пор, пока не станет слишком низким, чтобы быть полезным; это в значительной степени связано с увеличением внутреннего сопротивления, а не с падением напряжения эквивалентного источника.

В перезаряжаемой литиевый полимер батареи, внутреннее сопротивление в значительной степени не зависит от состояния заряда, но увеличивается с возрастом батареи; таким образом, это хороший показатель ожидаемой продолжительности жизни.^[3][4]

Смотрите также

• Теорема Нортона
• Выходное сопротивление

Рекомендации

1. «Внутреннее сопротивление батареи» (PDF). Технический бюллетень Energizer. Батарея Energizer. Декабрь 2005 г.
2. Проверка аккумуляторов с помощью измерителя ESR
3. Что такое RC LiPo батареи
4. Измеритель СОЭ для липо-пакетов из 2-6 клеток - инструкция

• Справочное руководство для студентов лабораторий электронного оборудования (2-е издание) - Стэнли Вольф и Ричард Ф. Смит
• Основы электрических цепей (4-е издание) - Чарльз Александр и Мэтью Садику

внешняя ссылка

• Соединение двух аудиоустройств - выходное сопротивление и входное сопротивление