Qual è la differenza tra resistenza interna e impedenza?

Per cogliere le sfumature della resistenza interna e dell'impedenza, è fondamentale riconoscere che l'impedenza riguarda l'AC (corrente alternata), mentre la resistenza interna è più associata a DC (corrente continua). Nonostante i loro diversi contesti, il loro calcolo segue la stessa formula, r = v/i, dove R è resistenza interna o impedenza, V è la tensione e I è corrente.

Resistenza interna: la barriera al flusso di elettroni

La resistenza interna deriva dalla collisione di elettroni con il reticolo ionico del conduttore, trasformando l'energia elettrica in calore. Considera la resistenza interna come un tipo di movimento di attrito che impedisce il movimento degli elettroni. Negli scenari in cui la corrente alternata scorre attraverso un elemento resistivo, genera una caduta di tensione. Questa caduta rimane in fase con la corrente, illustrando una relazione diretta tra il flusso di corrente e la resistenza interna riscontrata.

Impedenza: un concetto più ampio che comprende la resistenza interna

L'impedenza rappresenta un termine più completo che incapsula tutte le forme di opposizione al flusso di elettroni. Ciò include non solo la resistenza interna, ma anche la reattanza. È un concetto onnipresente trovato in tutti i circuiti e componenti.

È indispensabile distinguere tra reattanza e impedenza. La reattanza si riferisce specificamente all'opposizione offerta alla corrente CA da induttori e condensatori, elementi che variano in diversi tipi di batterie. Questa variabilità è evidente nei diagrammi diversi e nei valori elettrici caratteristici di ciascun tipo di batteria.

Per demistificare l'impedenza, possiamo rivolgerci al modello Randles. Questo modello, illustrato nella Figura 1, integra R1, R2, insieme a C. in particolare, R1 rappresenta la resistenza interna, mentre R2 corrisponde alla resistenza di trasferimento della carica. Inoltre, C indica un condensatore a doppio strato. In particolare, il modello Randles spesso esclude la reattanza induttiva, poiché il suo impatto sulle prestazioni della batteria, in particolare a frequenze più basse, è minimo.

Figura 1: modello Randles di una batteria al piombo

Confronto tra resistenza interna e impedenza

Per chiarire, di seguito è descritto un confronto dettagliato della resistenza interna e dell'impedenza.

Aspetto della proprietà elettrica	Resistenza interna (R)	Impedenza (z)
Applicazione del circuito	Utilizzati principalmente nei circuiti che operano sulla corrente continua (DC).	Prevalentemente impiegato in circuiti progettati per la corrente alternata (AC).
Presenza del circuito	Osservabile sia nei circuiti di corrente alternata (AC) che a corrente continua (DC).	Esclusivo ai circuiti di corrente alternata (AC), non presenti in DC.
Origine	Origi gli elementi che ostruiscono il flusso della corrente elettrica.	Deriva da una combinazione di elementi che resistono e reagiscono alla corrente elettrica.
Espressione numerica	Espresso usando numeri reali definitivi, ad esempio 5,3 ohm.	Espresso attraverso numeri reali e componenti immaginari, esemplificato da 'R + IK'.
Dipendenza da frequenza	Il suo valore rimane costante indipendentemente dalla frequenza della corrente DC.	Il suo valore fluttua con la frequenza mutevole della corrente CA.
Caratteristica di fase	Non mostra alcun angolo di fase o attributi di grandezza.	Caratterizzato sia da un angolo di fase definitivo che da un'entità.
Comportamento in un campo elettromagnetico	Presenta esclusivamente dissipazione di potenza se esposto a un campo elettromagnetico.	Dimostra sia la dissipazione di potenza che la capacità di immagazzinare energia in un campo elettromagnetico.

Precisione nella misurazione della resistenza interna della batteria

Come fornitore di soluzioni specializzato nel monitoraggio e nella gestione delle batterie di backup, L'enfasi di DFUN sulla misurazione della resistenza interna della batteria si allinea con le pratiche del settore consolidato, ottenendo ispirazione da dispositivi ampiamente accettati come Fluke o Hioki. Sfruttando i metodi simili a questi dispositivi, noti per la loro precisione e l'accettazione dei clienti diffusi, aderiamo a standard come IEE1491-2012 e IEE1188.

IEE1491-2012 ci guida nella comprensione della resistenza interna come parametro dinamico, che richiede un monitoraggio continuo per valutare le deviazioni dalla linea di base. Nel frattempo, lo standard IEE1188 stabilisce una soglia per l'azione, avvisando che se la resistenza interna supera il 20% della linea standard, la batteria dovrebbe essere considerata per la sostituzione o sottoposta a un ciclo e una ricarica profondi.

Passando da questi principi, il nostro metodo di misurazione della resistenza interna comporta la sottoposizione della batteria a una frequenza e della corrente fissa, seguita da campionamento di tensione. La successiva elaborazione, tra cui rettifica e filtraggio attraverso un circuito di amplificatore operativo, produce una misurazione accurata della resistenza interna. Sorprendentemente rapido, questo metodo si conclude in genere entro 100 millisecondi, che vanta un ammirevole intervallo di precisione dall'1% al 2%.

In conclusione, la precisione nella misurazione della resistenza interna garantisce un monitoraggio efficace delle batterie, contribuendo alla loro longevità. Questa guida mira ad aiutare coloro che potrebbero trovare impegnativo distinguere tra resistenza interna e impedenza, facilitando una comprensione sfumata di queste proprietà elettriche. Per informazioni e comprensione più complete, puoi esplorare risorse aggiuntive da Dfun Tech.