För att förstå nyanserna av intern resistans och impedans är det viktigt att inse att impedansen hänför sig till AC (växelström), medan intern resistans är mer associerad med DC (likström). Trots deras olika sammanhang följer deras beräkning samma formel, R=V/I, där R är intern resistans eller impedans, V är spänning och I är ström.
Internt motstånd: Barriären mot elektronflöde
Internt motstånd resulterar från kollision av elektroner med ledarens joniska gitter, omvandlar elektrisk energi till värme. Betrakta internt motstånd som en typ av friktion som hindrar elektronrörelse. I scenarier där växelström flyter genom ett resistivt element genererar den ett spänningsfall. Detta fall förblir i fas med strömmen, vilket illustrerar ett direkt samband mellan strömflödet och det interna motståndet som påträffas.
Impedans: Ett bredare koncept som omfattar internt motstånd
Impedans representerar en mer omfattande term som kapslar in alla former av opposition mot elektronflöde. Detta inkluderar inte bara inre motstånd, utan också reaktans. Det är ett allmänt förekommande koncept som finns i alla kretsar och komponenter.
Det är absolut nödvändigt att skilja mellan reaktans och impedans. Reaktans hänvisar specifikt till det motstånd som erbjuds mot växelström av induktorer och kondensatorer, element som varierar mellan olika batterityper. Denna variation är uppenbar i de olika diagrammen och elektriska värden som är karakteristiska för varje batterityp.
För att avmystifiera impedansen kan vi vända oss till Randles-modellen. Denna modell, avbildad i figur 1, integrerar R1, R2 tillsammans med C. Specifikt representerar R1 det inre motståndet, medan R2 motsvarar laddningsöverföringsmotståndet. Dessutom betecknar C en dubbelskiktskondensator. Noterbart är att Randles-modellen ofta utesluter induktiv reaktans, eftersom dess inverkan på batteriprestanda, särskilt vid lägre frekvenser, är minimal.
Figur 1: Randles-modell av ett blybatteri
Jämförelse av internt motstånd och impedans
För att förtydliga, beskrivs en detaljerad jämförelse av intern resistans och impedans nedan.
Aspekt av elektrisk egendom |
Internt motstånd (R) |
Impedans (Z) |
Kretsapplikation |
Används främst i kretsar som arbetar på likström (DC). |
Används främst i kretsar utformade för växelström (AC). |
Kretsnärvaro |
Kan observeras i både växelströms- (AC) och likströmskretsar (DC). |
Exklusivt för växelströmskretsar (AC), finns inte i DC. |
Ursprung |
Kommer från element som hindrar flödet av elektrisk ström. |
Uppstår från en kombination av element som motstår och reagerar på den elektriska strömmen. |
Numeriskt uttryck |
Uttryckt med definitiva reella tal, till exempel 5,3 ohm. |
Uttryckt genom både reella tal och imaginära komponenter, exemplifierat med 'R + ik'. |
Frekvensberoende |
Dess värde förblir konstant oavsett frekvensen av DC-strömmen. |
Dess värde fluktuerar med växelströmmens växlande frekvens. |
Faskarakteristik |
Uppvisar inga fasvinkel- eller magnitudattribut. |
Kännetecknas av både en definitiv fasvinkel och magnitud. |
Beteende i ett elektromagnetiskt fält |
Uppvisar endast effektförlust när den utsätts för ett elektromagnetiskt fält. |
Demonstrerar både effektförlust och förmåga att lagra energi i ett elektromagnetiskt fält. |
Precision i batteriets interna resistansmätning
Som en lösningsleverantör specialiserad på att övervaka och hantera reservbatterier, DFUNs tonvikt på mätning av batteriets interna resistans överensstämmer med etablerade branschpraxis och hämtar inspiration från allmänt accepterade enheter som Fluke eller Hioki. Genom att utnyttja metoder som liknar dessa enheter, kända för sin noggrannhet och breda kundacceptans, följer vi standarder som IEE1491-2012 och IEE1188.
IEE1491-2012 vägleder oss i att förstå intern resistans som en dynamisk parameter, vilket kräver kontinuerlig spårning för att mäta avvikelser från baslinjen. Samtidigt sätter IEE1188-standarden ett tröskelvärde för åtgärd, och rekommenderar att om det interna motståndet överstiger 20 % av standardlinjen, bör batteriet övervägas för utbyte eller utsätts för en djupgående cykel och laddas upp.
Med utgångspunkt från dessa principer innebär vår metod för att mäta intern resistans att utsätta batteriet för en fast frekvens och ström, följt av spänningssampling. Den efterföljande behandlingen, inklusive likriktning och filtrering genom en operationsförstärkarkrets, ger en noggrann mätning av det interna motståndet. Den här metoden är anmärkningsvärt snabb och slutar vanligtvis inom 100 millisekunder, med ett beundransvärt noggrannhetsområde på 1 % till 2 %.
Sammanfattningsvis säkerställer precision i intern resistansmätning effektiv övervakning av batterier, vilket bidrar till deras livslängd. Denna guide syftar till att hjälpa dem som kan tycka att det är svårt att skilja mellan intern resistans och impedans, vilket underlättar en nyanserad förståelse av dessa elektriska egenskaper. För mer omfattande information och förståelse kan du utforska ytterligare resurser från DFUN Tech.
