В прошлой статье мы с вами вели беседу о внутреннем сопротивление, и как оно влияет при работе химического источника тока на нагрузку. В этой же статье мы будем находить его практическим способом, используя вольтметр и амперметр.
Немного формул
Итак, давайте сделаем краткое ревью прошлой статьи. Как вы уже в курсе, химический источник тока, к которым относится аккумуляторы и батарейки, имеют в своем составе источник ЭДС (E) и последовательно ему внутреннее сопротивление (r).
При работе на нагрузку (R) цепь становится замкнутой, и в этой цепи начинает течь ток (I).
который определяется законом Ома для полной цепи:
где
I - сила тока, Амперы
E - ЭДС аккумулятора или батарейки, Вольты
R - сопротивление нагрузки, Омы
r - внутреннее сопротивление, Омы
Давайте найдем из закона Ома для полной цепи внутреннее сопротивление r.
Из прошлой статьи мы помним, что при протекании тока в цепи у нас на
сопротивлении нагрузки (R) и на внутреннем сопротивлении (r) появляется падение напряжения.
Из закона Ома для участка цепи получаем:
Заменяем R и получаем окончательный вид нашей формулы:
Измеряем внутреннее сопротивление на практике
Итак, вот наш пациент: литий-ионный аккумулятор формата 21700.
Для измерения внутреннего сопротивления нам потребуется вольтметр и амперметр.
Шаг №1. Измеряем ЭДС (E) нашего аккумулятора.
Если вам кажется, что сделать это трудно, то вы ошибаетесь. Для этого достаточно взять мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения и просто замерить напряжение на выводах аккумулятора. Вот так вот просто мы измеряем ЭДС батарейки или аккумулятора.
Допустим, у нас есть автомобильный аккумулятор. Мы просто берем мультиметр, ставим на измерение постоянного напряжения, дотрагиваемся щупами до электродов и смотрим на показания на дисплее.
Небольшое примечание: для более точного измерения напряжения нам требуется, чтобы входное сопротивление мультиметра было как можно больше, в идеале - бесконечность. Почему так? Дело в том, что при измерении у нас цепь становится замкнутой, и в такой цепи начинает течь ток. Маленький, но ток. А раз течет ток, то и малюсенькое падение напряжение появится и на внутреннем сопротивлении r. Значит, точность измерения ЭДС пострадает. Но так как мы не лаборанты в радиоэлектронной обсерватории, то нам эта точность особо то и не нужна. Поэтому, простой китайский мультиметр за 200 рублей вполне с этим справится без проблем.
Шаг №2. Подключаем нагрузку и измеряем ток и напряжение в цепи уже при подключенной нагрузке вот по такой схеме:
Чтобы не городить такую схему, у меня для этого есть специальный прибор под названием "электронная нагрузка", в которой уже "вшиты" и вольтметр и амперметр.
Итак, все что мне требуется - это подцепить аккумулятор между клеммами и выставить режим постоянного сопротивления. Погнали!
Итак, напряжение (ЭДС) на нашем аккумуляторе сейчас 4,124 В. Можно сказать, что он почти полностью заряжен.
Разряжать его будем током чуть более 1 Ампера, так как это номинальный ток разряда для такого аккумулятора. Для этого я выставлю сопротивление нагрузки в 3 Ома (R=3 Om).
Нажимаю на кнопку "Start" .
Напряжение на аккумуляторе сразу же проседает, и в цепи появляется ток в 1,352 Ампера.
Ну все, мы получили все данные, которые хотели.
ЭДС у нас получилось 4,124 В, падение напряжения на сопротивлении нагрузки 4,058 В, и ток в цепи 1,352 Ампера.
Вспоминаем нашу формулу и подставляем туда все эти значения.
Заключение
Внутреннее сопротивление не является постоянной величиной. В процессе длительной эксплуатации оно увеличивается. Также зависит и от температуры. Чем ниже температура, тем выше внутреннее сопротивление аккумулятора или батарейки.
У полностью заряженной батарейки или аккумулятора внутреннее сопротивление меньше, чем у "посаженного".
Ваши лайки помогают каналу в продвижении и в дальнейшем написании интересных статей. Ну не скупитесь е-мае).