Om de nuances van interne weerstand en impedantie te begrijpen, is het van cruciaal belang om te erkennen dat impedantie betrekking heeft op AC (wisselstroom), terwijl interne weerstand meer geassocieerd wordt met DC (gelijkstroom). Ondanks hun verschillende contexten volgt hun berekening dezelfde formule, R=V/I, waarbij R de interne weerstand of impedantie is, V de spanning en I de stroom.
Interne weerstand: de barrière voor elektronenstroom
Interne weerstand is het gevolg van de botsing van elektronen met het ionenrooster van de geleider, waardoor elektrische energie in warmte wordt omgezet. Beschouw interne weerstand als een soort wrijving die de beweging van elektronen belemmert. In scenario's waarin wisselstroom door een weerstandselement vloeit, genereert dit een spanningsval. Deze daling blijft in fase met de stroom, wat een directe relatie illustreert tussen de stroomsterkte en de ondervonden interne weerstand.
Impedantie: een breder concept dat interne weerstand omvat
Impedantie vertegenwoordigt een meer omvattende term die alle vormen van verzet tegen de elektronenstroom omvat. Dit omvat niet alleen interne weerstand, maar ook reactantie. Het is een alomtegenwoordig concept dat in alle circuits en componenten wordt aangetroffen.
Het is absoluut noodzakelijk om onderscheid te maken tussen reactantie en impedantie. Reactantie verwijst specifiek naar de weerstand die wisselstroom wordt geboden door inductoren en condensatoren, elementen die variëren per batterijtype. Deze variabiliteit komt tot uiting in de verschillende diagrammen en elektrische waarden die kenmerkend zijn voor elk batterijtype.
Om de impedantie te demystificeren, kunnen we ons wenden tot het Randles-model. Dit model, weergegeven in figuur 1, integreert R1, R2, naast C. Specifiek vertegenwoordigt R1 de interne weerstand, terwijl R2 overeenkomt met de ladingsoverdrachtsweerstand. Bovendien geeft C een dubbellaagscondensator aan. Opvallend is dat het Randles-model vaak inductieve reactantie uitsluit, omdat de impact ervan op de batterijprestaties, vooral bij lagere frequenties, minimaal is.
Figuur 1: Randles-model van een loodzuurbatterij
Vergelijking van interne weerstand en impedantie
Ter verduidelijking wordt hieronder een gedetailleerde vergelijking van interne weerstand en impedantie beschreven.
Aspect van elektrische eigendom |
Interne weerstand (R) |
Impedantie (Z) |
Circuittoepassing |
Wordt voornamelijk gebruikt in circuits die op gelijkstroom (DC) werken. |
Wordt voornamelijk gebruikt in circuits die zijn ontworpen voor wisselstroom (AC). |
Circuitaanwezigheid |
Waarneembaar in zowel wisselstroom (AC) als gelijkstroom (DC) circuits. |
Exclusief voor wisselstroomcircuits (AC), niet aanwezig in DC. |
Oorsprong |
Ontstaat uit elementen die de stroom van elektrische stroom belemmeren. |
Ontstaat uit een combinatie van elementen die weerstand bieden aan en reageren op de elektrische stroom. |
Numerieke expressie |
Uitgedrukt met behulp van definitieve reële getallen, bijvoorbeeld 5,3 ohm. |
Uitgedrukt in zowel reële getallen als denkbeeldige componenten, geïllustreerd door 'R + ik'. |
Frequentieafhankelijkheid |
De waarde ervan blijft constant, ongeacht de frequentie van de gelijkstroom. |
De waarde ervan fluctueert met de veranderende frequentie van de wisselstroom. |
Fase karakteristiek |
Vertoont geen kenmerken van fasehoek of magnitude. |
Gekenmerkt door zowel een definitieve fasehoek als grootte. |
Gedrag in een elektromagnetisch veld |
Vertoont uitsluitend vermogensverlies bij blootstelling aan een elektromagnetisch veld. |
Demonstreert zowel vermogensdissipatie als het vermogen om energie op te slaan in een elektromagnetisch veld. |
Precisie bij het meten van de interne weerstand van de batterij
Als leverancier van oplossingen, gespecialiseerd in het monitoren en beheren van back-upbatterijen, De nadruk van DFUN op het meten van de interne weerstand van batterijen sluit aan bij gevestigde industriële praktijken en is geïnspireerd op algemeen aanvaarde apparaten zoals Fluke of Hioki. Door gebruik te maken van methoden die vergelijkbaar zijn met deze apparaten, die bekend staan om hun nauwkeurigheid en brede klantacceptatie, houden we ons aan normen zoals IEE1491-2012 en IEE1188.
IEE1491-2012 helpt ons bij het begrijpen van interne weerstand als een dynamische parameter, waardoor continue tracking noodzakelijk is om afwijkingen van de basislijn te meten. Ondertussen stelt de IEE1188-standaard een drempel voor actie, waarbij wordt geadviseerd dat als de interne weerstand 20% van de standaardlijn overschrijdt, de batterij moet worden vervangen of aan een diepe cyclus moet worden onderworpen en moet worden opgeladen.
Vanuit deze principes bestaat onze methode voor het meten van de interne weerstand uit het onderwerpen van de batterij aan een vaste frequentie en stroom, gevolgd door spanningsbemonstering. De daaropvolgende verwerking, inclusief gelijkrichting en filtering via een operationeel versterkercircuit, levert een nauwkeurige meting van de interne weerstand op. Deze methode is opmerkelijk snel en wordt doorgaans binnen 100 milliseconden afgerond, met een bewonderenswaardig nauwkeurigheidsbereik van 1% tot 2%.
Kortom, precisie bij het meten van de interne weerstand zorgt voor een effectieve monitoring van batterijen, wat bijdraagt aan hun levensduur. Deze gids is bedoeld om diegenen te helpen die het misschien een uitdaging vinden om onderscheid te maken tussen interne weerstand en impedantie, waardoor een genuanceerd begrip van deze elektrische eigenschappen wordt vergemakkelijkt. Voor uitgebreidere informatie en begrip kunt u aanvullende bronnen raadplegen via DFUN-technologie.
