A belső ellenállás és impedancia árnyalatainak megértéséhez elengedhetetlen annak felismerése, hogy az impedancia az AC-re (váltakozó áramra) vonatkozik, míg a belső ellenállás inkább az egyenáramra (DC) vonatkozik. Különböző összefüggéseik ellenére a számításuk ugyanazt a képletet követi, az R=V/I, ahol R a belső ellenállás vagy impedancia, V a feszültség, I pedig az áram.
Belső ellenállás: Az elektronáramlás akadálya
A belső ellenállás az elektronok és a vezető ionrácsának ütközéséből adódik, amely az elektromos energiát hővé alakítja. Tekintsük a belső ellenállást az elektronok mozgását akadályozó súrlódási típusnak. Azokban a forgatókönyvekben, amikor váltakozó áram folyik át egy ellenállásos elemen, feszültségesést generál. Ez a csökkenés fázisban marad az árammal, ami közvetlen kapcsolatot mutat az áram áramlása és a tapasztalt belső ellenállás között.
Impedancia: tágabb fogalom, amely magában foglalja a belső ellenállást
Az impedancia egy átfogóbb kifejezés, amely magában foglalja az elektronáramlással szembeni ellenállás minden formáját. Ez nem csak a belső ellenállást, hanem a reaktanciát is magában foglalja. Ez egy mindenütt jelenlévő koncepció, amely minden áramkörben és komponensben megtalálható.
Feltétlenül különbséget kell tenni a reaktancia és az impedancia között. A reaktancia kifejezetten az induktorok és kondenzátorok váltakozó árammal szembeni ellenállására utal, amelyek elemek a különböző akkumulátortípusok között változnak. Ez a változatosság nyilvánvaló az egyes akkumulátortípusokra jellemző eltérő diagramokon és elektromos értékeken.
Az impedancia megfejtésére a Randles-modellhez fordulhatunk. Ez az 1. ábrán látható modell az R1-et, az R2-t integrálja a C-vel. Pontosabban, az R1 a belső ellenállást, míg az R2 a töltésátviteli ellenállást jelenti. Ezenkívül C kétrétegű kondenzátort jelöl. Nevezetesen, a Randles-modell gyakran kizárja az induktív reaktanciát, mivel annak hatása az akkumulátor teljesítményére, különösen alacsonyabb frekvenciákon, minimális.
1. ábra: Egy ólomakkumulátor Randles modellje
A belső ellenállás és impedancia összehasonlítása
Az egyértelműség kedvéért az alábbiakban a belső ellenállás és impedancia részletes összehasonlítását mutatjuk be.
Az elektromos tulajdon szempontja |
Belső ellenállás (R) |
Impedancia (Z) |
Áramköri alkalmazás |
Elsősorban egyenárammal (DC) működő áramkörökben használható. |
Főleg váltakozó áramú (AC) áramkörökben használatos. |
Áramköri jelenlét |
Váltakozó áramú (AC) és egyenáramú (DC) áramkörökben egyaránt megfigyelhető. |
Kizárólag a váltakozó áramú (AC) áramkörökhöz, egyenáramban nincs jelen. |
Származás |
Olyan elemekből származik, amelyek akadályozzák az elektromos áram áramlását. |
Olyan elemek kombinációjából származik, amelyek ellenállnak az elektromos áramnak és reagálnak rá. |
Numerikus kifejezés |
Végleges valós számokkal kifejezve, például 5,3 ohm. |
Valós számokkal és imaginárius komponensekkel egyaránt kifejezve, például 'R + ik'. |
Frekvenciafüggőség |
Értéke az egyenáram frekvenciájától függetlenül állandó marad. |
Értéke a váltakozó áram frekvenciájának változásával ingadozik. |
Fázis jellemző |
Nem mutat semmilyen fázisszög- vagy magnitúdójellemzőt. |
Határozott fázisszög és nagyság jellemzi. |
Viselkedés elektromágneses térben |
Kizárólag az elektromágneses tér hatásának kitett teljesítményveszteséget mutat. |
A teljesítmény disszipációt és az elektromágneses térben való energiatárolási képességet egyaránt demonstrálja. |
Pontosság az akkumulátor belső ellenállásának mérésében
A tartalék akkumulátorok felügyeletére és kezelésére szakosodott megoldásszolgáltatóként A DFUN nagy hangsúlyt fektet az akkumulátor belső ellenállásának mérésére, és összhangban van a bevett iparági gyakorlattal, és olyan széles körben elfogadott eszközökből merít ihletet, mint a Fluke vagy a Hioki. Az ezekhez a pontosságukról és széles körű vásárlói elfogadottságukról ismert eszközökhöz hasonló módszereket alkalmazva betartjuk az olyan szabványokat, mint az IEE1491-2012 és az IEE1188.
Az IEE1491-2012 elvezet bennünket a belső ellenállás mint dinamikus paraméter megértéséhez, amely folyamatos nyomon követést tesz szükségessé az alapvonaltól való eltérések felméréséhez. Eközben az IEE1188 szabvány meghatározza a cselekvési küszöböt, és azt tanácsolja, hogy ha a belső ellenállás meghaladja a szabványos vonal 20%-át, meg kell fontolni az akkumulátor cseréjét, vagy mély ciklusnak és újratöltésnek kell alávetni.
Ezektől az elvektől eltávolodva a belső ellenállás mérési módszerünk abból áll, hogy az akkumulátort rögzített frekvenciának és áramnak vetjük alá, majd feszültségmintavételezést végzünk. Az ezt követő feldolgozás, beleértve az egyenirányítást és a műveleti erősítő áramkörön keresztül történő szűrést, a belső ellenállás pontos mérését eredményezi. Figyelemre méltóan gyors, ez a módszer általában 100 ezredmásodperc alatt fejeződik be, és csodálatra méltó, 1% és 2% közötti pontossággal büszkélkedhet.
Összefoglalva, a belső ellenállásmérés pontossága biztosítja az akkumulátorok hatékony felügyeletét, hozzájárulva azok élettartamához. Ennek az útmutatónak az a célja, hogy segítséget nyújtson azoknak, akik számára nehézséget jelent a belső ellenállás és az impedancia közötti különbségtétel, megkönnyítve ezen elektromos tulajdonságok árnyalt megértését. Az átfogóbb információkért és a megértésért további forrásokat fedezhet fel a webhelyről DFUN Tech.
