За да разберете нюансите на вътрешното съпротивление и импеданс, е изключително важно да разберете, че импедансът се отнася до AC (променлив ток), докато вътрешното съпротивление е по-скоро свързано с DC (постоянен ток). Въпреки различните им контексти, изчислението им следва същата формула, R=V/I, където R е вътрешно съпротивление или импеданс, V е напрежение и I е ток.
Вътрешно съпротивление: бариерата пред електронния поток
Вътрешното съпротивление е резултат от сблъсъка на електрони с йонната решетка на проводника, превръщайки електрическата енергия в топлина. Разгледайте вътрешното съпротивление като вид триене, възпрепятстващо движението на електрони. В сценарии, при които променлив ток протича през резистивен елемент, той генерира спад на напрежението. Този спад остава във фаза с тока, илюстрирайки пряка връзка между текущия поток и срещаното вътрешно съпротивление.
Импеданс: По-широка концепция, обхващаща вътрешното съпротивление
Импедансът представлява по-всеобхватен термин, който капсулира всички форми на противопоставяне на електронния поток. Това включва не само вътрешно съпротивление, но и реактивно съпротивление. Това е повсеместна концепция, която се среща във всички вериги и компоненти.
Наложително е да се прави разлика между реактивно съпротивление и импеданс. Реактивното съпротивление се отнася конкретно до противопоставянето на променлив ток от индуктори и кондензатори, елементи, които варират в различните типове батерии. Тази променливост е очевидна в различните диаграми и електрически стойности, характерни за всеки тип батерия.
За да демистифицираме импеданса, можем да се обърнем към модела на Рандълс. Този модел, изобразен на Фигура 1, интегрира R1, R2, заедно с C. По-конкретно, R1 представлява вътрешното съпротивление, докато R2 съответства на съпротивлението за пренос на заряд. Освен това C означава двуслоен кондензатор. Трябва да се отбележи, че моделът на Randles често изключва индуктивното съпротивление, тъй като въздействието му върху производителността на батерията, особено при по-ниски честоти, е минимално.
Фигура 1: Модел на Randles на оловно-киселинна батерия
Сравнение на вътрешно съпротивление и импеданс
За да се изясни, подробно сравнение на вътрешното съпротивление и импеданс е описано по-долу.
Аспект на електрическата собственост |
Вътрешно съпротивление (R) |
Импеданс (Z) |
Приложение на веригата |
Използва се предимно във вериги, работещи с постоянен ток (DC). |
Използва се предимно във вериги, предназначени за променлив ток (AC). |
Наличие на верига |
Наблюдава се както във вериги с променлив ток (AC), така и във вериги с постоянен ток (DC). |
Изключително за вериги с променлив ток (AC), не присъства в DC. |
Произход |
Произхожда от елементи, които пречат на протичането на електрически ток. |
Възниква от комбинация от елементи, които се съпротивляват и реагират на електрически ток. |
Числен израз |
Изразено чрез окончателни реални числа, например 5,3 ома. |
Изразява се както чрез реални числа, така и чрез въображаеми компоненти, илюстрирани с „R + ik“. |
Честотна зависимост |
Стойността му остава постоянна независимо от честотата на постоянния ток. |
Стойността му варира с променящата се честота на променливотоковия ток. |
Фазова характеристика |
Не проявява атрибути на фазов ъгъл или величина. |
Характеризира се както с определен фазов ъгъл, така и с магнитуд. |
Поведение в електромагнитно поле |
Разсейва мощност само когато е изложен на електромагнитно поле. |
Демонстрира както разсейване на мощността, така и капацитет за съхраняване на енергия в електромагнитно поле. |
Прецизност при измерване на вътрешното съпротивление на батерията
Като доставчик на решения, специализиран в наблюдение и управление на резервни батерии, Акцентът на DFUN върху измерването на вътрешното съпротивление на батерията е в съответствие с установените индустриални практики, черпейки вдъхновение от широко приети устройства като Fluke или Hioki. Използвайки методи, подобни на тези устройства, известни със своята точност и широко разпространено приемане от клиентите, ние се придържаме към стандарти като IEE1491-2012 и IEE1188.
IEE1491-2012 ни насочва към разбирането на вътрешното съпротивление като динамичен параметър, налагащ непрекъснато проследяване за измерване на отклонения от базовата линия. Междувременно стандартът IEE1188 определя праг за действие, като съветва, че ако вътрешното съпротивление надвишава 20% от стандартната линия, батерията трябва да се обмисли за подмяна или да бъде подложена на дълбок цикъл и презареждане.
Изхождайки от тези принципи, нашият метод за измерване на вътрешно съпротивление включва подлагане на батерията на фиксирана честота и ток, последвано от вземане на проби от напрежението. Последващата обработка, включително коригиране и филтриране през верига на операционен усилвател, води до точно измерване на вътрешното съпротивление. Изключително бърз, този метод обикновено приключва в рамките на 100 милисекунди, като се гордее с възхитителен диапазон на точност от 1% до 2%.
В заключение, прецизността при измерване на вътрешното съпротивление осигурява ефективен мониторинг на батериите, допринасяйки за тяхната дълготрайност. Това ръководство има за цел да помогне на тези, които може да се окажат предизвикателство да направят разлика между вътрешно съпротивление и импеданс, улеснявайки нюансираното разбиране на тези електрически свойства. За по-изчерпателна информация и разбиране можете да разгледате допълнителни ресурси от DFUN Tech.
