כדי להבין את הניואנסים של התנגדות פנימית ועכבה, חיוני להכיר בכך שהעכבה מתייחסת ל-AC (זרם חילופין), בעוד שהתנגדות פנימית קשורה יותר ל-DC (זרם ישר). למרות ההקשרים השונים שלהם, החישוב שלהם עוקב אחר אותה נוסחה, R=V/I, כאשר R הוא התנגדות פנימית או עכבה, V הוא מתח, ו-I הוא זרם.
התנגדות פנימית: המחסום בפני זרימת אלקטרונים
התנגדות פנימית נובעת מהתנגשות של אלקטרונים עם הסריג היוני של המוליך, והופכת אנרגיה חשמלית לחום. שקול את ההתנגדות הפנימית כסוג של חיכוך המעכב את תנועת האלקטרונים. בתרחישים שבהם זרם חילופין זורם דרך אלמנט התנגדות, הוא יוצר מפל מתח. ירידה זו נשארת בשלב עם הזרם, מה שממחיש קשר ישיר בין זרימת הזרם להתנגדות הפנימית שנתקל בה.
עכבה: מושג רחב יותר המקיף התנגדות פנימית
עכבה מייצגת מונח מקיף יותר שמכיל את כל צורות ההתנגדות לזרימת אלקטרונים. זה כולל לא רק התנגדות פנימית, אלא גם תגובה. זהו מושג שנמצא בכל מקום בכל המעגלים והרכיבים.
זה הכרחי להבדיל בין תגובתיות לעכבה. תגובתיות מתייחסת ספציפית להתנגדות המוצעת לזרם AC על ידי משרנים וקבלים, אלמנטים המשתנים בין סוגי סוללות שונים. שונות זו ניכרת בתרשימים השונים ובערכים החשמליים האופייניים לכל סוג סוללה.
כדי לבטל מיסטיות של עכבה, אנחנו יכולים לפנות למודל של רנדלס. מודל זה, המתואר באיור 1, משלב את R1, R2, לצד C. באופן ספציפי, R1 מייצג את ההתנגדות הפנימית, בעוד R2 מתאים להתנגדות העברת המטען. בנוסף, C מציין קבל דו-שכבתי. יש לציין כי מודל רנדלס אינו כולל תגובת אינדוקטיבית, מכיוון שהשפעתו על ביצועי הסוללה, במיוחד בתדרים נמוכים יותר, היא מינימלית.
איור 1: דגם רנדל של סוללת חומצת עופרת
השוואה של התנגדות פנימית ועכבה
כדי להבהיר, השוואה מפורטת של התנגדות פנימית ועכבה מתוארת להלן.
היבט של נכסי חשמל |
התנגדות פנימית (R) |
עכבה (Z) |
יישום מעגל |
מנוצל בעיקר במעגלים הפועלים על זרם ישר (DC). |
משמש בעיקר במעגלים המיועדים לזרם חילופין (AC). |
נוכחות מעגל |
ניתן לצפייה במעגלי זרם חילופין (AC) וגם במעגלי זרם ישר (DC). |
בלעדי למעגלי זרם חילופין (AC), לא קיים ב-DC. |
מָקוֹר |
מקורו מיסודות החוסמים את זרימת הזרם החשמלי. |
נוצר משילוב של אלמנטים שמתנגדים ומגיבים לזרם החשמלי. |
ביטוי מספרי |
מבוטא באמצעות מספרים ממשיים סופיים, למשל, 5.3 אוהם. |
מבוטא הן באמצעות מספרים ממשיים והן באמצעות רכיבים דמיוניים, המודגם באמצעות 'R + ik'. |
תלות בתדר |
ערכו נשאר קבוע ללא קשר לתדירות זרם ה-DC. |
ערכו משתנה בהתאם לתדירות המשתנה של זרם ה-AC. |
מאפיין שלב |
אינו מציג תכונות של זווית פאזה או גודל. |
מאופיין הן בזווית פאזה והן בגודל סופיים. |
התנהגות בשדה אלקטרומגנטי |
מפגין פיזור כוח בלבד כאשר הוא נחשף לשדה אלקטרומגנטי. |
מדגים גם פיזור כוח וגם יכולת לאגור אנרגיה בשדה אלקטרומגנטי. |
דיוק במדידת התנגדות פנימית של הסוללה
כספק פתרונות המתמחה בניטור וניהול סוללות גיבוי, הדגש של DFUN על מדידת התנגדות פנימית של הסוללה עולה בקנה אחד עם שיטות עבודה מקובלות בתעשייה, שואב השראה ממכשירים מקובלים כמו Fluke או Hioki. תוך מינוף שיטות הדומות למכשירים אלה, הידועים בדייקנותם ובקבלת הלקוחות הנרחבת, אנו מקפידים על תקנים כגון IEE1491-2012 ו-IEE1188.
IEE1491-2012 מנחה אותנו בהבנת ההתנגדות הפנימית כפרמטר דינמי, המחייב מעקב רציף כדי לאמוד סטיות מקו הבסיס. בינתיים, תקן IEE1188 קובע סף לפעולה, ומייעץ שאם ההתנגדות הפנימית עולה על 20% מהקו הסטנדרטי, יש לשקול החלפה של הסוללה או לעבור מחזור עמוק וטעינה מחדש.
מעבר מעקרונות אלה, השיטה שלנו למדידת התנגדות פנימית כוללת הכפפת הסוללה לתדר וזרם קבועים, ולאחר מכן דגימת מתח. העיבוד שלאחר מכן, כולל תיקון וסינון באמצעות מעגל מגבר תפעולי, מניב מדידה מדויקת של ההתנגדות הפנימית. מהירה להפליא, שיטה זו מסתיימת בדרך כלל תוך 100 מילישניות, ומתהדרת בטווח דיוק ראוי להערצה של 1% עד 2%.
לסיכום, דיוק במדידת התנגדות פנימית מבטיח ניטור יעיל של הסוללות, התורם לאריכות החיים שלהן. מדריך זה נועד לסייע לאלה שעלולים למצוא את זה מאתגר להבדיל בין התנגדות פנימית לעכבה, ולאפשר הבנה מגוונת של תכונות חשמליות אלו. למידע והבנה מקיפים יותר, תוכל לחקור משאבים נוספים מ DFUN Tech.
