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バッテリーの内部抵抗:測定方法

バッテリー

バッテリー駆動のプロジェクトを扱っていますか?バッテリーの内部抵抗について知る必要がありますか?次に、適切な記事を読んでいます。

すべてのバッテリーには、電流の流れに対して一定レベルの抵抗があります。興味深いことに、この反対は私たちが内部抵抗と呼んでいるものです。

さらに、バッテリーは永遠に続くことはできず、その内部抵抗は時間とともに変化する可能性があります。したがって、回路で使用する前に、バッテリーの内部抵抗を測定する必要があります。

これらの測定方法がわからない場合は、しばらくお待ちください。この投稿でそれについてすべてを学びます。

内部抵抗の定義

内部抵抗モデル

抵抗は工学でおなじみの概念です。さらに、内部抵抗は、物体が導体内を流れる電流のレベルに対抗するときに発生し、その結果、発熱が発生します。

興味深いことに、バッテリーセルは電流の流れに対してある種の抵抗を提供します。バッテリーには完全電気導体がないため、内部抵抗がゼロのバッテリーを見つけるのは難しい場合があります。

また、バッテリーの内部抵抗は、そのバッテリーの保護者のようなものです。したがって、内部抵抗が低いほど、そのバッテリーの使用中に発生する制限は少なくなります。

内部抵抗が高いと、バッテリーが過熱して電圧が急降下します。

バッテリーはどのように機能しますか?

バッテリーには、異なる金属で作成された2つの端子と、端子間に1つの電解液が付属しています。電解質は、電子が流れることを可能にする化学溶液です。言い換えれば、電解質は導電体です。

バッテリーターミナル

さらに、電解質は金属とも反応し、それぞれのイオンに保持されます。 1つのバッテリー端子はカソードであり、通常は多くの正電荷を持つ金属酸化物です。または、電子がゼロまたは少ない金属イオン。

2番目のバッテリー端子はアノードで、通常は多くの負電荷を持つ金属です。または、電子が溢れる金属イオン。

ここで、電解質の化学反応によりカソードが酸化され、電子が失われます。これらの電子は、アノードに到達する前に回路を通過します。

さらに、バッテリーは、反応物がなくなるまで化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。したがって、バッテリーが切れます。ただし、化学エネルギーに変換される外部電気エネルギーを介して、より多くの反応物を得ることができます。

つまり、切れたバッテリーを再充電し、蓄積された化学エネルギーを電気エネルギーに変換するプロセスを繰り返すことができます。

バッテリーの充電

バッテリーの内部抵抗の測定:理想的な方法

内部抵抗測定では、次のようないくつかのコンポーネントを取得します。

単三電池

抵抗

電圧計

手順

  1. まず、電圧計をクリックしてバッテリー端子に接続し、電圧計とバッテリーを接続します。赤い電圧計の端子をバッテリーのカソードに接続し、黒い端子をバッテリーのアノードに接続します。
  1. 1.500ボルトで電圧計から得られる測定値に注意してください。提供される電圧計の電圧負荷は、バッテリーのタイプによって異なります。開回路電圧(VOC)が原因で、または単に回路に負荷が追加されていないために、読み取り値が得られます。
  1. 次に、抵抗をバッテリーに追加し、電圧計を再度接続します。バッテリーの内部抵抗のために、電圧が急降下するのを目撃する必要があります。
  1. また、抵抗を追加した後の1.446ボルトでの電圧計からの測定値に注意してください。電圧の急落があるため、最初の測定値よりも小さい値を取得する必要があります。したがって、VOC(開回路電圧)から取得した値と、負荷(この場合は抵抗)に接続したときのバッテリー電圧を使用して、バッテリーの内部抵抗を測定できます。
  1. 次に、キルヒホッフの電圧法則の式とオームの法則の式を使用して、バッテリーの内部抵抗を測定できます。まず、負荷を接続した後に得られた値を使用して、回路に流れる電流の量を計算します。

場所:

Vは電圧です

Rは抵抗です

私は現在です

VLは負荷電圧です

RLは抵抗値です

次に、キルヒホッフの電圧法則を使用して、バッテリーの内部抵抗のボルトを計算します。これは、内部抵抗内の電圧プランジ値と同じです。

場所:

VOCは開回路電圧です

VLは負荷電圧です

VIは内部抵抗の両端の電圧です

回路に流れる電流と内部抵抗の電圧降下の値を取得したら、オームの法則を利用してバッテリーの内部抵抗を計算できます。

場所:

RIは内部抵抗です

したがって、単三電池の内部抵抗は0.149Ωです。

内部抵抗は電圧と電流にどのように影響しますか?

電圧

オームの法則を使用すると、これをよりよく理解できます。オームの法則は、回路の電流、電圧、抵抗の関係を示す式を使用しています。

電圧と内部抵抗は独立変数であることに注意してください。従属変数(電流)は、内部抵抗の影響を受ける変数です。

つまり、内部抵抗が増加すると、電流が減少します。

または、内部抵抗が減少すると電流が増加します。電流と内部抵抗はどちらも反比例します。ただし、これらはオームの法則に基づいてのみ機能します。

法則がなければ、内部抵抗が増加すると電圧が低下します。

内部抵抗はバッテリーにどのように影響しますか?

携帯電話のバッテリー

内部抵抗が低いということは、必要な電力スパイクを供給するときにバッテリーが発生する問題が少ないことを意味します。

逆に、mWの読み取り値が高い場合は、バッテリーが通常より早く消耗する可能性があります。なんで?バッテリーは、いくらかのエネルギーを蓄えている間、エネルギー効率を提供することができないからです。言い換えれば、大きな内部抵抗はバッテリーの寿命と性能を損なうでしょう。

バッテリーの内部抵抗は変化しますか?

電池切れ

ねり粉が古くなるにつれて、その内部バッテリーは増加します。この内部抵抗の増加により、バッテリーの端子で利用可能な電力も減少します。

したがって、バッテリーから信頼性の高い操作が必要な場合は、バッテリーが高くなりすぎる前に、バッテリーの内部抵抗を監視する必要があります。

バッテリーの内部抵抗に影響を与えるコンポーネント

内部抵抗に影響を与える2つの主要な要素には、電子抵抗とイオン抵抗があります。

電子抵抗には、内部コンポーネントや金属カバーなどのすべての電池材料の抵抗が含まれます。

また、これらすべての材料がどのように接触するかも含まれます。また、負荷をバッテリーに接続した直後に、電子抵抗の影響を確認できます。

一方、イオン抵抗は、イオン移動度、電極表面積、電解質伝導率などの電気化学的要因に基づいて、バッテリーが電流の流れにどのように抵抗するかを扱います。

切り上げ

回路を構築するときは、バッテリーの内部抵抗を測定することが不可欠です。内部抵抗はバッテリーの動作に責任があります。さらに、その状態によって、バッテリーの良し悪しが決まります。

さらに、バッテリーの内部抵抗が高いと、バッテリーが過熱し、推定時間よりも早く消耗する可能性があります。したがって、測定値を使用して、回路の電池を交換するかどうかを決定できます。

ご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。喜んでサポートさせていただきます。


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