Sisäisen vastuksen ja impedanssin vivahteiden ymmärtämiseksi on tärkeää ymmärtää, että impedanssi liittyy vaihtovirtaan, kun taas sisäinen vastus liittyy enemmän tasavirtaan (DC). Erilaisista konteksteistaan huolimatta niiden laskenta noudattaa samaa kaavaa, R=V/I, jossa R on sisäinen resistanssi tai impedanssi, V on jännite ja I on virta.
Sisäinen vastus: elektronivirran este
Sisäinen vastus johtuu elektronien törmäyksestä johtimen ionihilan kanssa, jolloin sähköenergia muuttuu lämmöksi. Harkitse sisäistä vastusta kitkatyyppinä, joka estää elektronien liikettä. Skenaarioissa, joissa vaihtovirta virtaa resistiivisen elementin läpi, se aiheuttaa jännitehäviön. Tämä pudotus pysyy vaiheessa virran kanssa, mikä kuvaa suoraa suhdetta virran ja havaitun sisäisen vastuksen välillä.
Impedanssi: Laajempi käsite, joka kattaa sisäisen vastuksen
Impedanssi edustaa kattavampaa termiä, joka kapseloi kaikki elektronivirran vastustuksen muodot. Tämä ei sisällä vain sisäistä vastusta, vaan myös reaktanssia. Se on kaikkialla esiintyvä käsite, joka löytyy kaikista piireistä ja komponenteista.
On välttämätöntä tehdä ero reaktanssin ja impedanssin välillä. Reaktanssi viittaa nimenomaan vastustukseen, jonka induktorit ja kondensaattorit tarjoavat AC-virralle, elementit, jotka vaihtelevat eri akkutyypeillä. Tämä vaihtelu käy ilmi kunkin akkutyypin erilaisista kaavioista ja sähköisistä arvoista.
Impedanssin mystifioimiseksi voimme kääntyä Randles-mallin puoleen. Tämä kuviossa 1 esitetty malli integroi R1:n, R2:n rinnalle C. Erityisesti R1 edustaa sisäistä vastusta, kun taas R2 vastaa varauksen siirtovastusta. Lisäksi C tarkoittaa kaksikerroksista kondensaattoria. Varsinkin Randles-malli sulkee usein pois induktiivisen reaktanssin, koska sen vaikutus akun suorituskykyyn, erityisesti alhaisemmilla taajuuksilla, on minimaalinen.
Kuva 1: Randles-malli lyijyakusta
Sisäisen vastuksen ja impedanssin vertailu
Selvyyden vuoksi alla on esitetty yksityiskohtainen sisäisen resistanssin ja impedanssin vertailu.
Sähkökiinteistön näkökohta |
Sisäinen vastus (R) |
Impedanssi (Z) |
Piirisovellus |
Käytetään pääasiassa tasavirralla (DC) toimivissa piireissä. |
Käytetään pääasiassa vaihtovirralle (AC) suunnitelluissa piireissä. |
Piirin läsnäolo |
Havaittavissa sekä vaihtovirta- (AC) että tasavirtapiireissä (DC). |
Ainoastaan vaihtovirtapiireissä (AC), ei DC:ssä. |
Alkuperä |
Se on peräisin elementeistä, jotka estävät sähkövirran kulkua. |
Syntyy elementtien yhdistelmästä, joka vastustaa sähkövirtaa ja reagoi siihen. |
Numeerinen lauseke |
Ilmaistaan käyttämällä lopullisia reaalilukuja, esimerkiksi 5,3 ohmia. |
Ilmaistaan sekä reaalilukujen että imaginaarikomponenttien kautta, esimerkkinä 'R + ik'. |
Taajuusriippuvuus |
Sen arvo pysyy vakiona tasavirran taajuudesta riippumatta. |
Sen arvo vaihtelee vaihtovirran taajuuden mukaan. |
Vaiheen ominaisuus |
Ei näytä mitään vaihekulma- tai magnitudiattribuutteja. |
Jolle on tunnusomaista sekä lopullinen vaihekulma että magnitudi. |
Käyttäytyminen sähkömagneettisessa kentässä |
Ainoastaan sähkömagneettiselle kentälle altistettuna tehohäviö. |
Osoittaa sekä tehohäviön että kyvyn varastoida energiaa sähkömagneettiseen kenttään. |
Tarkkuus akun sisäisen vastuksen mittauksessa
Vara-akkujen valvontaan ja hallintaan erikoistuneena ratkaisutoimittajana DFUN:n painotus akun sisäisen resistanssin mittaamiseen on linjassa alan vakiintuneiden käytäntöjen kanssa, ja se on saanut inspiraatiota laajalti hyväksytyistä laitteista, kuten Flukesta tai Hiokista. Noudatamme standardeja, kuten IEE1491-2012 ja IEE1188, hyödyntäen näiden laitteiden kaltaisia menetelmiä, jotka tunnetaan tarkkuudestaan ja laajasta asiakkaiden hyväksynnästä.
IEE1491-2012 opastaa meitä ymmärtämään sisäisen resistanssin dynaamisena parametrina, mikä edellyttää jatkuvaa seurantaa perusviivasta poikkeamien mittaamiseksi. Sillä välin IEE1188-standardi asettaa kynnyksen toiminnalle ja neuvoo, että jos sisäinen vastus ylittää 20 % standardiviivasta, akun vaihtoa tulisi harkita tai sille on suoritettava syvä kierto ja lataus.
Näistä periaatteista eteenpäin, sisäisen resistanssin mittausmenetelmämme sisältää akun altistamisen kiinteälle taajuudelle ja virralle, jota seuraa jännitteen näytteenotto. Seuraava käsittely, mukaan lukien tasasuuntaus ja suodatus operaatiovahvistinpiirin läpi, tuottaa tarkan sisäisen resistanssin mittauksen. Tämä menetelmä on hämmästyttävän nopea, ja se päättyy tyypillisesti 100 millisekunnissa ja tarjoaa ihailtavan 1–2 prosentin tarkkuusalueen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että tarkkuus sisäisessä resistanssimittauksessa varmistaa akkujen tehokkaan seurannan, mikä edistää niiden pitkäikäisyyttä. Tämän oppaan tarkoituksena on auttaa niitä, joille saattaa olla haastavaa erottaa toisistaan sisäinen vastus ja impedanssi, mikä helpottaa näiden sähköisten ominaisuuksien ymmärtämistä. Saat kattavampaa tietoa ja ymmärrystä tutustumalla muihin resursseihin DFUN Tech.
