แบตเตอรี่สูญเสียแรงดันไฟฟ้าหรือไม่เมื่อแบตเตอรี่หมด

V = IR

ความต้านทานยังคงเหมือนเดิมและฉันรู้ว่าเมื่อฉัน (หรือกระแส) ลดลง (สิ่งของของฉันทำงานช้าลงเมื่อใช้แบตเตอรี่เก่า)

แบตเตอรี่ 9 โวลท์สามารถเปลี่ยนเป็น 1.5 โวลต์ได้หรือไม่

ผลกระทบทั้งสองอย่างเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่หมด แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดลดลงและความต้านทานภายในสูงขึ้น โปรดทราบว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดเป็นการวัดเฉพาะแรงดันไฟฟ้าที่แบตเตอรี่กำหนดไว้พร้อมกับความต้านทานภายในที่นำออกมาจากสมการ นั่นเป็นเพราะไม่มีกระแสถึงความต้านทานดังนั้นจึงไม่มีแรงดันตกคร่อม โวลต์มิเตอร์ที่เหมาะสมจะมีความต้านทานอินพุตอย่างน้อย 10 MΩซึ่งเป็นวิธีที่มากกว่าแม้แต่แบตเตอรี่ที่ตายแล้ว

ทั้งหมดที่กล่าวว่านักเคมีแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันมีลักษณะที่แตกต่างกันเกี่ยวกับพารามิเตอร์ทั้งสองขณะที่กำลังสูบบุหรี่ NiCd และ NiMH มีโค้งค่อนข้างแบนหลังจากช่วงเวลาสั้น ๆ นั่นหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดไม่ได้ลดลงมากนักสำหรับวงจรการปล่อยส่วนใหญ่แม้ว่าพลังงานที่เก็บไว้จะลดลงอย่างต่อเนื่อง แบตเตอรี่เหล่านี้จะแสดงแรงดันไฟฟ้าตกที่สูงชันเนื่องจากพลังงาน 10% หรือมากกว่านั้นหมดไป สำหรับ NiMH หรือ NiCd ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดสถานะของการชาร์จจากแรงดันไฟฟ้า

นักเคมีคนอื่นมีเส้นโค้งการปลดปล่อยเชิงเส้นมากขึ้น (แรงดันไฟฟ้าเป็นฟังก์ชั่นของคูลอมบ์สะสมที่ระบายออกที่กระแสคงที่) เซลล์คาร์บอนสังกะสีแบบเก่านั้นเป็นเช่นนี้มากขึ้น โดยปกติจะมีการพึ่งพาอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญทั้งในแง่ของแรงดันไฟฟ้าและความจุ

ใช่แบตเตอรี่มีความซับซ้อน

แบตเตอรี่ 9V ของคุณจะอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเมื่อมันหมดและนั่นไม่ใช่เพียงเพราะความต้านทานภายในที่สูงขึ้น คุณสามารถอ่าน 6 หรือ 7V แม้จะมี DMM ความต้านทานสูงมาก ฉันไม่แน่ใจว่าคุณสามารถไปที่ต่ำเป็น 1.5V; ความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้นทำให้ในท้ายที่สุดคุณสามารถดึงพลังงานใด ๆ จากมันได้อีกต่อไปดังนั้นฉันคาดหวังว่าแรงดันไฟฟ้าจะเป็นแบบไม่เชิงเส้นกับแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างสูง ถึงกระนั้นก็ตาม 9V ก็หมดลงไปจนถึง 1.5V จะไม่สามารถจ่ายกระแสได้ในขณะที่แบตเตอรี่ 1.5V สามารถจ่ายได้

ที่จริงแล้วความต้านทานเปลี่ยนไปอย่างมากเมื่อแบตเตอรี่หมด แรงดันไฟฟ้าจะลดลงตามการใช้งาน แต่ในหลาย ๆ การใช้งานความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้นจะทำให้แบตเตอรี่ใช้งานไม่ได้นานก่อนที่แรงดันไฟฟ้าจะลดลง

เมื่อแบตเตอรี่หมดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะลดลงและความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้น เว้นแต่ว่าแบตเตอรี่เกือบจะตายไปหมดแล้วแม้ว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะยังคงอยู่ในระดับที่สมเหตุสมผลเมื่อเทียบกับความต้านทานภายในซึ่งดูเหมือนจะลดลงค่อนข้างเป็นเส้นตรง
แบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์อาจเริ่มด้วยความต้านทานภายใน 5 โอห์มถึง 100 โอห์มเมื่อปล่อยประจุออกมา (ตัวเลขเป็นแนวทางคร่าวๆไม่ได้ทำการวิจัยอย่างแน่นอน) หากเราใช้แบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ที่ปล่อยประจุปานกลาง (ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นถึง 50 โอห์ม) และอ่านด้วยมัลติมิเตอร์ (โหลดประมาณ 1 megaohm) เราอาจอ่านรอบ 9V ได้เนื่องจากมัลติมิเตอร์แทบจะไม่โหลดวงจร (เช่น 9 * 1000000/1000050 = 8.99V)
ภายใต้โหลด 500 ohm แม้ว่ามันจะลดลงเหลือ 9 * 500 / (500 + 50) = 8.18V
บางทีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะจบลงที่ 7.5V และความต้านทาน 200 โอห์ม (อีกครั้งตัวเลขเหล่านี้เป็นเพียงตัวอย่างคร่าวๆ Google จะไม่มีข้อสงสัยที่ดีกว่านี้)

ใช่แล้วแรงดันไฟฟ้าจะลดลงเมื่อแบตเตอรี่หมดและความต้านทานภายในก็เพิ่มขึ้น โดยปกติแล้วจะเป็นการดีกว่าที่จะตรวจสอบแบตเตอรี่ภายใต้ภาระเพื่อให้ได้ความคิดที่ดีว่าแบตเตอรี่แบนแค่ไหน

แรงดันไฟฟ้าคงที่ Voc หรือวงจรคงที่แบบเปิดเป็นแบบเชิงเส้นลดลงมากเมื่อใช้ SOC เนื่องจากแบตเตอรี่มีความจุค่อนข้างคงที่และมีแรงดันประจุ อย่างไรก็ตาม ESR เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วผ่าน 90% SOC และเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ ต่ำกว่า 50% SOC แล้วอย่างรวดเร็วต่ำกว่า 10% คล้ายกับโค้งของอ่างอาบน้ำ ดังนั้น ESR และกระแสไฟฟ้าล่าสุดที่มีหน่วยความจำประจุไฟฟ้าสำรองที่มี ESR สูงกว่าจะมีผลต่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่โหลดด้วย SOC อย่างมาก ESR เพิ่มความลาดชันด้วยกระแสโหลดของ V vs SOC ที่ปลายแต่ละด้าน

ดังที่เราทราบวงจร Dc ได้รับการจัดอันดับใน VA ผลิตภัณฑ์ของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเช่นหากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงในระหว่างกระบวนการคายประจุแบตเตอรี่มีแหล่งจ่ายกระแสสูงเพื่อให้ตรงกับโหลด VA ที่ต้องการ แบตเตอรี่เพิ่มขึ้นเพื่อให้แบตเตอรี่ไม่สามารถให้ปริมาณที่ต้องการของสิ่งที่จำเป็นต้องใช้ในการรับกระแสข้อมูลจริงดังนั้นจึงพบว่าแบตเตอรี่หมด

จะไม่ปลอดภัยหรือไม่หากใช้การเปรียบเทียบว่าแบตเตอรี่เป็นเหมือน cycliders สองอันที่ด้านล่างมีหลอดหนึ่งอันเต็มไปด้วยน้ำอีกอันว่างเปล่า เมื่อคุณเปิดวงจรกระบอกสูบเต็มจะพยายามวิ่งเข้าไปในที่ว่างเปล่า ในขณะที่ความไม่สมดุลของอิเล็กตรอนทำให้กระบอกสูบเต็มถังทิ้งไว้ในที่ว่าง หลังจากที่ด้านข้างเริ่มทำให้เท่ากันความดันของกระแสน้ำจะช้าลงและมันก็เหมือนหลอด (หรือความต้านทานภายใน) ช่วยให้น้ำน้อยมากที่จะข้ามลดลงแรงดันไฟฟ้า ยังคงมีแรงดัน (แรงดัน) อยู่บ้าง แต่ความต้านทานของวงจรหรือส่วนประกอบนั้นมากเกินไปสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่จะมีประสิทธิภาพ

การใช้ V = IR เป็นวิธีที่ไม่เหมาะสมในแบบที่คุณเคยใช้! นี้จะใช้อย่างเคร่งครัดกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านโหลดตัวต้านทานภายใต้ผลของศักยภาพ (แรงดันไฟฟ้า) ตอนนี้กำหนดภาระทานตัวต้านทานแรงดันและกระแสที่คุณใช้กฎของโอห์มเมื่อ:

• คือ: V คือแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่, R คือความต้านทานภายนอกหรือโหลดและฉันเป็นกระแสที่ผ่าน ดังนั้นสิ่งนี้ไม่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ต่ำกว่าที่ใช้ไป
• ใช่หรือไม่: V คือแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่, R เป็นความต้านทานภายในของแบตเตอรี่และฉันเป็นกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไปยังโหลดภายนอก? การใช้กฎของโอห์มที่นี่สามารถบอกเราได้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่อ่านที่ขั้วของแบตเตอรี่จะลดลงหากกระแสที่ได้จากแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น

สำหรับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงเนื่องจากสถานะของการชาร์จลดลง (ยิ่งเราใช้แบตเตอรี่มากขึ้น) สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสารเคมีที่ผลิตแรงดันไฟฟ้านั่นคืออิเล็กโทรดจุ่มลงในอิเล็กโทรไลต์ นั่นคือการสูญเสียอิเล็กโทรดของอิเล็กตรอนอิสระพิเศษ

อัตราและพฤติกรรมของวิธีการที่แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนไปตามสถานะของประจุขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่และไม่อยู่ในกฎทางไฟฟ้าใด ๆ ตัวอย่างต่อไปนี้เป็นการเปรียบเทียบระหว่างรูปร่างของแรงดันไฟฟ้าตกของแบตเตอรี่อัลคาไลน์เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ NiMh ขณะที่กำลังใช้งานแบตเตอรี่ ( แหล่งที่มา ):

โปรดทราบว่าเมื่อฉันพูดถึง "แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่" ฉันหมายถึงแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดที่ไม่มีกระแสไหลผ่านแบตเตอรี่ ความต้านทานภายในไม่มีผลต่อแรงดันไฟฟ้านี้