Jaka jest różnica między odpornością wewnętrzną a impedancją?

Aby uchwycić niuanse oporności wewnętrznej i impedancji, kluczowe jest uznanie, że impedancja dotyczy AC (prąd naprzemiennie), podczas gdy oporność wewnętrzna jest bardziej związana z DC (prąd stały). Pomimo ich różnych kontekstów ich obliczenia mają ten sam wzór, r = v/i, gdzie r jest oporem wewnętrznym lub impedancją, v jest napięciem, a ja jest prądem.

Opór wewnętrzny: bariera dla przepływu elektronów

Oporność wewnętrzna wynika z kolizji elektronów z jonową siecią przewodnika, przekształcając energię elektryczną w ciepło. Rozważ opór wewnętrzny jako rodzaj tarcia powodującego ruch elektronów. W scenariuszach, w których prąd naprzemienny przepływa przez element rezystancyjny, generuje spadek napięcia. Ten spadek pozostaje w fazie z prądem, ilustrując bezpośredni związek między przepływem prądu a napotkanym oporem wewnętrznym.

Impedancja: szersza koncepcja obejmująca opór wewnętrzny

Impedancja stanowi bardziej kompleksowy termin, który obejmuje wszystkie formy sprzeciwu wobec przepływu elektronów. Obejmuje to nie tylko wewnętrzny opór, ale także reaktancję. Jest to wszechobecna koncepcja występująca we wszystkich obwodach i komponentach.

Konieczne jest rozróżnienie między reaktancją a impedancją. Reaktancja w szczególności odnosi się do opozycji oferowanej prądowi prądu przemiennego przez cewki i kondensatorów, elementy różniące się w różnych typach baterii. Ta zmienność jest widoczna na różnych schematach i wartościach elektrycznych charakterystycznych dla każdego rodzaju baterii.

Aby zdemistyfikować impedancję, możemy zwrócić się do modelu Randlesa. Ten model, przedstawiony na rycinie 1, integruje R1, R2, wraz z C. W szczególności R1 reprezentuje rezystancję wewnętrzną, podczas gdy R2 odpowiada rezystancji przenoszenia ładunku. Dodatkowo C oznacza kondensator z podwójnym warstwą. W szczególności model Randlesa często wyklucza reaktancję indukcyjną, ponieważ jego wpływ na wydajność baterii, szczególnie przy niższych częstotliwościach, jest minimalny.

Rysunek 1: Model Randlesa baterii ołowiu

Porównanie oporności wewnętrznej i impedancji

Aby wyjaśnić, szczegółowe porównanie oporu wewnętrznego i impedancji przedstawiono poniżej.

Aspekt właściwości elektrycznej	Opór wewnętrzny (R)	Impedancja (z)
Zastosowanie obwodu	Wykorzystywane głównie w obwodach działających na prądu stałym (DC).	Zastosowano głównie w obwodach zaprojektowanych do prądu naprzemiennego (AC).
Obecność obwodu	Obserwowalne zarówno w obwodach prądu naprzemiennego (AC), jak i prądu stałego (DC).	Wyłącznie do obwodów prądu naprzemiennego (AC), nie obecnego w DC.
Pochodzenie	Pochodzi z elementów, które utrudniają przepływ prądu elektrycznego.	Wynika z kombinacji pierwiastków, które opierają się i reagują na prąd elektryczny.
Wyrażenie numeryczne	Wyrażone przy użyciu ostatecznych liczb rzeczywistych, na przykład 5,3 omów.	Wyrażone zarówno przez liczby rzeczywiste, jak i wyobrażone komponenty, zilustrowane przez „R + IK”.
Uzależnienie od częstotliwości	Jego wartość pozostaje stała niezależnie od częstotliwości prądu DC.	Jego wartość zmienia się wraz ze zmieniającą się częstotliwością prądu prądu przemiennego.
Charakterystyka fazy	Nie wykazuje żadnych atrybutów kąta fazowego lub wielkości.	Charakteryzujący się zarówno definitywnym kątem fazowym, jak i wielkości.
Zachowanie w polu elektromagnetycznym	Wypłaca wyłącznie rozpraszanie mocy po wystawieniu na pole elektromagnetyczne.	Wykazuje zarówno rozpraszanie mocy, jak i pojemność do przechowywania energii w polu elektromagnetycznym.

Precyzja w wewnętrznej oporności baterii

Jako dostawca rozwiązań specjalizujący się w monitorowaniu i zarządzaniu akumulatorami tworzących zapasowy, DFUN nacisk na pomiar odporności wewnętrznej baterii jest zgodny z ustalonymi praktykami branżowymi, czerpiąc inspirację z powszechnie akceptowanych urządzeń, takich jak Fluke lub Hioki. Wykorzystanie metod podobnych do tych urządzeń, znanych z ich dokładności i powszechnej akceptacji klientów, przestrzegamy standardów takich jak IEE1491-2012 i IEE1188.

IEE1491-2012 prowadzi nas do zrozumienia oporu wewnętrznego jako parametru dynamicznego, wymagającego ciągłego śledzenia w celu oceny odchyleń od linii bazowej. Tymczasem standard IEE1188 ustanawia próg działania, doradzając, że jeśli oporność wewnętrzna przekroczy 20% linii standardowej, akumulator należy wziąć pod uwagę pod kątem wymiany lub poddanego głębokiego cyklu i ładowania.

Odchodząc od tych zasad, nasza metoda pomiaru oporu wewnętrznego polega na poddaniu akumulatora na stałą częstotliwość i prąd, a następnie pobieranie próbek napięcia. Kolejne przetwarzanie, w tym rektyfikacja i filtrowanie przez obwód wzmacniacza operacyjnego, daje dokładny pomiar rezystancji wewnętrznej. Niezwykle szybkie, ta metoda zazwyczaj kończy się w ciągu 100 milisekund, oferując godną podziwu zakres dokładności od 1% do 2%.

Podsumowując, precyzja pomiaru oporu wewnętrznego zapewnia skuteczne monitorowanie akumulatorów, przyczyniając się do ich długowieczności. Niniejszy przewodnik ma na celu pomóc tym, którzy mogą mieć trudności z rozróżnieniem oporu wewnętrznego od impedancji, ułatwiając dopracowane zrozumienie tych właściwości elektrycznych. Aby uzyskać bardziej kompleksowe informacje i zrozumienie, możesz zbadać dodatkowe zasoby Dfun Tech.