Da bi razumeli nianse notranjega upora in impedance, je ključno vedeti, da se impedanca nanaša na AC (izmenični tok), medtem ko je notranji upor bolj povezan z DC (enosmernim tokom). Kljub različnim kontekstom njihov izračun sledi isti formuli, R=V/I, kjer je R notranji upor ali impedanca, V napetost in I tok.
Notranji upor: ovira za pretok elektronov
Notranji upor je posledica trka elektronov z ionsko mrežo prevodnika, ki pretvarja električno energijo v toploto. Notranji upor obravnavajte kot vrsto trenja, ki ovira gibanje elektronov. V scenarijih, kjer izmenični tok teče skozi uporovni element, povzroči padec napetosti. Ta padec ostane v fazi s tokom, kar ponazarja neposredno povezavo med tokovnim tokom in nastalim notranjim uporom.
Impedanca: širši koncept, ki zajema notranji upor
Impedanca predstavlja bolj obsežen izraz, ki zajema vse oblike nasprotovanja pretoku elektronov. To ne vključuje le notranjega upora, ampak tudi reaktanco. To je vseprisoten koncept, ki ga najdemo v vseh vezjih in komponentah.
Nujno je razlikovati med reaktanco in impedanco. Reaktanca se posebej nanaša na nasprotje, ki ga izmeničnemu toku ponujajo induktorji in kondenzatorji, elementi, ki se med različnimi vrstami baterij razlikujejo. Ta spremenljivost je očitna v različnih diagramih in električnih vrednostih, značilnih za vsako vrsto baterije.
Za demistificiranje impedance se lahko obrnemo na Randlesov model. Ta model, prikazan na sliki 1, vključuje R1, R2 poleg C. Natančneje, R1 predstavlja notranji upor, medtem ko R2 ustreza uporu prenosa naboja. Poleg tega C označuje dvoslojni kondenzator. Predvsem Randlesov model pogosto izključuje induktivno reaktanco, saj je njen vpliv na delovanje baterije, zlasti pri nižjih frekvencah, minimalen.
Slika 1: Randlesov model svinčeve baterije
Primerjava notranjega upora in impedance
Za pojasnitev je spodaj navedena podrobna primerjava notranjega upora in impedance.
Vidik električnih lastnosti |
Notranji upor (R) |
Impedanca (Z) |
Uporaba vezja |
Uporablja se predvsem v tokokrogih, ki delujejo na enosmerni tok (DC). |
Uporablja se predvsem v tokokrogih, zasnovanih za izmenični tok (AC). |
Prisotnost vezja |
Opazen v tokokrogih izmeničnega (AC) in enosmernega toka (DC). |
Izključno za tokokroge izmeničnega toka (AC), ni prisoten v DC. |
Izvor |
Izvira iz elementov, ki ovirajo pretok električnega toka. |
Nastane iz kombinacije elementov, ki se upirajo in reagirajo na električni tok. |
Številski izraz |
Izraženo z dokončnimi realnimi številkami, na primer 5,3 ohma. |
Izraženo z realnimi števili in namišljenimi komponentami, ponazorjeno z 'R + ik'. |
Frekvenčna odvisnost |
Njegova vrednost ostane konstantna ne glede na frekvenco enosmernega toka. |
Njegova vrednost niha s spreminjajočo se frekvenco izmeničnega toka. |
Fazna značilnost |
Ne kaže nobenih atributov faznega kota ali magnitude. |
Značilen tako z dokončnim faznim kotom kot z magnitudo. |
Obnašanje v elektromagnetnem polju |
Edina disipacija moči, ko je izpostavljena elektromagnetnemu polju. |
Prikazuje disipacijo moči in sposobnost shranjevanja energije v elektromagnetnem polju. |
Natančnost pri merjenju notranjega upora baterije
Kot ponudnik rešitev, specializiran za spremljanje in upravljanje rezervnih baterij, Poudarek DFUN na merjenju notranjega upora baterije se ujema z uveljavljenimi industrijskimi praksami, pri čemer črpa navdih iz splošno sprejetih naprav, kot sta Fluke ali Hioki. Z uporabo metod, podobnih tem napravam, ki so znane po svoji natančnosti in širokem sprejemanju strank, se držimo standardov, kot sta IEE1491-2012 in IEE1188.
IEE1491-2012 nas vodi pri razumevanju notranjega upora kot dinamičnega parametra, ki zahteva stalno sledenje za merjenje odstopanj od osnovne črte. Medtem standard IEE1188 določa mejno vrednost za ukrepanje in svetuje, da če notranji upor preseže 20 % standardne črte, je treba baterijo zamenjati ali jo izpostaviti globokemu ciklu in ponovnemu polnjenju.
Če izhajamo iz teh načel, naša metoda merjenja notranjega upora vključuje izpostavljanje baterije fiksni frekvenci in toku, čemur sledi vzorčenje napetosti. Nadaljnja obdelava, vključno s popravljanjem in filtriranjem skozi vezje operacijskega ojačevalnika, daje natančno meritev notranjega upora. Izjemno hitra, ta metoda se običajno zaključi v 100 milisekundah in se ponaša z občudovanja vrednim obsegom natančnosti od 1 % do 2 %.
Skratka, natančnost merjenja notranjega upora zagotavlja učinkovito spremljanje baterij, kar prispeva k njihovi dolgoživosti. Namen tega priročnika je pomagati tistim, ki se jim morda zdi izziv razlikovati med notranjim uporom in impedanco, ter olajšati niansirano razumevanje teh električnih lastnosti. Za bolj izčrpne informacije in razumevanje lahko raziščete dodatne vire DFUN Tech.
