배터리. 계산 예

배터리는 방전 후 충전기에서 끌어온 전류를 사용하여 충전할 수 있는 전기화학적 전류원입니다. 배터리에 충전 전류가 흐르면 전기 분해가 발생하여 배터리 초기 작동 상태에서 전극에 있던 양극과 음극에 화합물이 형성됩니다.

전기 에너지는 배터리에 충전되면 화학적 형태의 에너지로 변환됩니다. 방전되면 화학적 형태의 에너지가 전기가 됩니다. 배터리를 방전하여 얻을 수 있는 것보다 배터리를 충전하는 데 더 많은 에너지가 필요합니다.

납산 배터리의 각 셀 전압은 2.7V 충전 후 방전 시 1.83V 이하로 떨어지지 않아야 합니다.

니켈-철 배터리의 평균 전압은 1.1V입니다.

배터리의 충전 및 방전 전류는 제조업체에서 제한하고 설정합니다(플레이트 1dm2당 약 1A).

충전된 배터리에서 인출할 수 있는 전기량을 배터리의 암페어-아워 용량이라고 합니다.

배터리는 또한 에너지 및 전류 효율이 특징입니다.에너지 반환은 배터리를 충전하는 데 소비된 에너지에 대한 방전 중에 받은 에너지의 비율과 같습니다. ηen = Araz / Azar.

납산 배터리의 경우 ηen = 70%이고 철-니켈 배터리의 경우 ηen = 50%입니다.

전류 출력은 충전 중에 소비된 전기량에 대한 방전 중에 받은 전기량의 비율과 같습니다: ηt = Q 시간 / Qchar.

납산 배터리는 ηt = 90%이고 철-니켈 배터리는 ηt = 70%입니다.

배터리 계산

1. 배터리의 현재 회수율이 에너지 회수율보다 더 큰 이유는 무엇입니까?

ηen = Araz / Azar = (위 ∙ Ip ∙ tp) / (Uz ∙ Iz ∙ tz) = 위 / Uz ∙ ηt.

에너지 반환은 전류 반환 ηt에 방전 전압 대 충전 전압의 비율을 곱한 것과 같습니다. 비율 Uр / U3 <1이므로 ηen <ηt입니다.

2. 전압이 4V이고 용량이 14Ah인 납산 배터리가 그림에 나와 있습니다. 1. 판의 연결은 그림에 나와 있습니다. 2. 플레이트를 병렬로 연결하면 배터리 용량이 증가합니다. 두 세트의 플레이트가 직렬로 연결되어 전압을 높입니다.

쌀. 1. 납산 배터리

쌀. 2. 4V의 전압에 대한 납산 배터리 플레이트 연결

배터리는 Ic = 1.5A의 전류로 10시간 동안 충전되고 Ip = 0.7A의 전류로 20시간 동안 방전됩니다. 전류 효율은 얼마입니까?

Qp = Ip ∙ tp = 0.7 ∙ 20 = 14A • h; Qz = Iz ∙ tz = 1.5 ∙ 10 = 15A • h; ηt = Qp / Qz = 14/15 = 0.933 = 93%.

3. 배터리를 0.7A의 전류로 5시간 동안 충전합니다. 전류 출력 ηt = 0.9(그림 3)에서 0.3A의 전류로 얼마나 오래 방전됩니까?

쌀. 3. 예제 3의 그림 및 다이어그램

배터리 충전에 사용되는 전기량은 다음과 같습니다. Qz = Iz ∙ tz = 0.7 ∙ 5 = 3.5 A • h.

방전 중에 방출되는 전기량 Qp는 공식 ηt = Qp / Qz로 계산됩니다. 여기서 Qp = ηt ∙ Qz = 0.9 ∙ 3.5 = 3.15 A • h입니다.

방전 시간 tp = Qp / Ip = 3.15 / 0.3 = 10.5시간.

4. 20Ah 배터리는 셀레늄 정류기를 통해 AC 주전원에서 10시간 이내에 완전히 충전되었습니다(그림 4). 정류기의 양극 단자는 충전시 배터리의 양극 단자에 연결됩니다. 전류 효율 ηt = 90%인 경우 배터리는 어떤 전류로 충전됩니까? 배터리가 20시간 이내에 방전될 수 있는 전류는 얼마입니까?

쌀. 4. 예제 4의 그림 및 다이어그램

배터리 충전 전류: Ic = Q / (ηt ∙ tc) = 20 / (10 ∙ 0.9) = 2.22 A. 허용 방전 전류 Iр = Q / tr = 20/20 = 1 A.

5. 50개의 셀로 구성된 축전지는 5A의 전류로 충전됩니다. 하나의 배터리 셀은 2.1V이고 내부 저항 rvn = 0.005Ω입니다. 배터리 전압은 얼마입니까? 무엇인가요 등. c. 내부 저항 rg = 0.1 Ohm(그림 5)의 전하 생성기가 있어야 합니까?

쌀. 5. 예제 5의 그림 및 다이어그램

D.d.C. 배터리는 Eb = 50 ∙ 2.1 = 105V와 같습니다.

배터리의 내부 저항 rb = 50 ∙ 0.005 = 0.25 옴. D. d. S. 생성기는 e의 합과 같습니다. 등. 배터리 및 배터리 및 발전기의 전압 강하: E = U + I ∙ rb + I ∙ rg = 105 + 5 ∙ 0.25 + 5 ∙ 0.1 = 106.65 V.

6. 저장 배터리는 내부 저항 rvn = 0.005 Ohm 및 e인 40개의 셀로 구성됩니다. 등. p. 2.1 V. 배터리는 발전기에서 전류 I = 5 A로 충전됩니다. 등. ~와 함께120V이고 내부 저항 rg = 0.12Ω입니다. 추가 저항 rd, 발전기의 전력, 충전의 유용한 전력, 추가 저항 rd의 전력 손실 및 배터리의 전력 손실을 결정합니다(그림 6).

쌀. 6. 어큐뮬레이터 계산

다음을 사용하여 추가 저항 찾기 키르히호프의 두 번째 법칙:

예 = Eb + rd ∙ I + rg ∙ I + 40 ∙ rv ∙ I; rd = (Eg-Eb-I ∙ (rg + 40 ∙ rv)) / I = (120-84-5 ∙ (0.12 + 0.2)) / 5 = 34.4 / 5 = 6.88 옴 …

전자 이후 c.배터리가 충전될 때 충전 시작 시 셀의 EMF는 1.83V이고 충전 시작 시 일정한 추가 저항으로 전류는 5A 이상입니다.일정한 충전을 유지하기 위해 전류, 추가 저항을 변경할 필요가 있습니다.

추가 저항의 전력 손실 ∆Pd = rd ∙ I ^ 2 = 6.88 ∙ 5 ^ 2 = 6.88 ∙ 25 = 172W.

발전기의 전력 손실 ∆Pg = rg ∙ I ^ 2 = 0.12 ∙ 25 = 3W.

배터리 내부 저항의 전력 손실 ∆Pb = 40 ∙ rvn ∙ I ^ 2 = 40 ∙ 0.005 ∙ 25 = 5W.

외부 회로에 대한 발전기의 공급 전력은 Pg = Eb ∙ I + Pd + Pb = 84 ∙ 5 + 172 + 5 = 579 W입니다.

유용한 충전 전력 Ps = Eb ∙ I = 420W.