Przepraszam, jeśli dziwnie sformułowałem to pytanie. Używam baterii 3,7 V, a mój mikrokontroler monitoruje napięcie i przechodzi w tryb uśpienia, jeśli napięcie baterii jest zbyt niskie. Problem polega na tym, że odczytuje niższe napięcie niż pokazuje akumulator, jeśli go odłączę i sprawdzę za pomocą multimetru. Na przykład mój mikrokontroler odczytałby 3,65 V, gdy mój multimetr odczytałby moją odłączoną baterię przy 3,8 V. Czy mój mikrokontroler nieprawidłowo odczytuje napięcie, czy powinienem traktować napięcie przy obciążeniu, które odczytuje mój mikrokontroler, jako napięcie rzeczywiste?

Tak, robi się coraz niżej.

Efekt, który widzisz, nazywa się oporem wewnętrznym :

Praktyczne źródło energii elektrycznej, które jest liniowym obwodem elektrycznym, może być reprezentowane jako idealne źródło napięcia szeregowo z impedancją. Ta impedancja nazywana jest wewnętrzną rezystancją źródła.

Krótko mówiąc, bateria nie jest idealnym źródłem napięcia. Typowa bateria (tj. Nie idealne źródło napięcia ) będzie wyglądać następująco:

Mierzysz napięcie między zaciskami A i B. Zgodnie z prawem Ohma:

• Gdy nie ma obwodu, możesz sobie wyobrazić rezystancję szeregową wewnętrznego woltomierza$R_{volt}$$R$$R_{volt}$$r$$\frac{R_{volt}}{R_{volt}+r}$$E$

• $R$$U_{AB}$$R$

Tak więc spadek napięcia jest rzeczywisty - zmierzone napięcie jest tym, co otrzymuje twoje obciążenie. Im więcej prądu pobiera z akumulatora, tym niższe jest napięcie.

Gdy akumulator jest otwarty, mierzysz napięcie otwartego ogniwa. Gdy akumulator znajduje się w systemie, napięcie pod zamkniętym ogniwem jest obciążone. Tracisz napięcie na wewnętrznej impedancji akumulatora, ponieważ system pobiera prąd podczas pomiaru (więc na zaciskach napięcie jest rzeczywiście niższe). Tak więc oba pomiary MCU i multimetr są prawidłowe, różnica polega na tym, że multimetr ma obciążenie> 1Mohm, podczas gdy MCU jest znacznie niższy (ponieważ prawdopodobnie pobiera co najmniej mAs mocy).

W grze może występować inny efekt. Baterie wykazują zjawisko odzyskiwania, w którym po pozostawieniu otwartej komórki bez obciążenia część napięcia odzyska się po pewnym czasie.

Każda bateria ma pewną rezystancję wyjściową. Co się stanie, jeśli prąd przepłynie przez rezystor? Tak, spadek napięcia! Im więcej prądu pobierasz z akumulatora, tym niższe jest napięcie wyjściowe.

Dotyczy to wszystkich zasilaczy

Rzeczywiście, akumulatory zmniejszają swoje napięcie podczas ładowania. Podobnie jak wszystko inne .

Głównym winowajcą jest prawo Ohma, E = IR, w którym spadek napięcia na dowolnym przewodzie jest proporcjonalny do pobieranego prądu.

Część zwisu baterii jest chemiczna, ale część to po prostu odporność jej wewnętrznych elementów na prawo Ohma.

Załóżmy, że masz szalony zestaw do gier z 4 równoległymi kartami graficznymi, a kombinacja pobiera 1000 watów podczas grania . Ale siedzi tylko na ekranie głównym systemu Windows i pobiera tylko 100 watów. Kable zasilające przenoszą napięcie 20 A przy napięciu 5 V i spadają o 0,01 V, więc karty mają napięcie 4,99 V. (Przewody mają 2000 Siemens == 1/2000 Ohm.)

Przy tym niewielkim obciążeniu zasilacz prądu przemiennego jest nieefektywny i ma niski współczynnik mocy, dlatego pobiera 240 VA lub 2 amperów z sieci 120 V. Okablowanie obwodu odgałęzionego z powrotem do panelu spada o 0,4 wolta. Przewodność wynosi 5 Siemens == 1/5 oma.

Teraz rozpalasz swoją najbardziej wymagającą grę. Obciążenie 200 A przy 5 V powoduje, że same straty rezystancyjne w okablowaniu komputera przeskakują do 0,1 V. Tak więc karty mają 4,90 wolta. To kropla.

Tymczasem zasilacz pobiera 10 A (1200 VA) z sieci prądu przemiennego. Spadek napięcia w okablowaniu rośnie przewidywalnie do 2,0 woltów, więc napięcie w suppii wynosi 118 V. Najprawdopodobniej zasilacz impulsowy pobiera skitch więcej prądu w celu skompensowania, w przeciwnym razie jego napięcie wyjściowe również spadłoby.

Prąd nie jest pobierany z uziemienia, więc nie spada. Mierzona z ziemi, zero wynosi 1 wolt, a gorący 119 woltów. Możemy to wykorzystać do potwierdzenia prawidłowego okablowania. To jest jak pasek wskaźnika na klucz dynamometryczny, nie wygina się.

Oczywiście podobne spadki zdarzają się aż do elektrowni. Tam zwiększone obciążenie (w amperach) zmniejsza napięcie z powodu wewnętrznej rezystancji generatora, ale także z powodu mocy turbiny. VA = W. Jeśli A wzrośnie powyżej specyfikacji, V musi się zmniejszyć proporcjonalnie, aby W mógł pozostać w zakresie zdolności turbiny. Posiadanie i zwalnianie turbiny nie jest opcją, ponieważ jest to prąd przemienny i musi pozostać zsynchronizowany.

Wszystkie akumulatory mają efekt pamięci po rozładowaniu, dzięki czemu powracają powoli do poziomu zbliżonego do poprzedniego napięcia po krótkim obciążeniu impulsowym. Występuje również chwilowy szybki spadek napięcia z powodu obciążenia ESR * I = Δ V.

Tak więc oba pomiary muszą być wykonane w tym samym czasie, aby sprawdzić kalibrację pod kątem błędów i wziąć pod uwagę ilość progów histerezy wymaganych do zapobiegania oscylacji snu, cykli budzenia.

Stała czasowa efektu pamięci może wynosić od kilku do wielu minut w zależności od prądu upływowego „bez obciążenia” po obciążeniu.

Z powodu tych połączonych efektów, które można obliczyć dla danego ogniwa (ΔV = ESR * V / Rload + t / ESR * C2), napięcie odcięcia jest często obniżane, aby przechwycić ładunek przechowywany w pojemności pamięci C2, o ile go znasz powraca do bezpiecznego progu Vmin. Szybkie starzenie się baterii zachodzi przez czas poniżej progu Vmin.

Przejrzyj arkusz danych baterii, aby uzyskać szczegółowe informacje.

Występuje spadek napięcia spowodowany wchodzeniem rezystancji wewnętrznej akumulatora, więc zobaczysz spadek napięcia o wartość i * r (gdzie i jest przepływającym prądem r jest rezystancją wewnętrzną akumulatora)

Nowa bateria będzie miała znacznie mniejszy spadek napięcia niż ty. Stara, zużyta lub uszkodzona bateria litowa ma znacznie wyższy opór wewnętrzny niż nowa bateria. Jest uszkodzony, jeśli był w pełni naładowany dłużej niż kilka miesięcy, jeśli został rozładowany zbyt nisko lub miał zbyt wiele cykli rozładowania.

Podczas gdy wszystkie pozostałe odpowiedzi są świetne i mówią, co ja też powiem (napięcie akumulatora faktycznie obniża się, gdy jest obciążenie), chciałbym coś dodać:

Przedstawiony powód spadku napięcia to „opór wewnętrzny”. Chcę wspomnieć, że modelem rezystancji wewnętrznej jest TYLKO MODEL, który działa bardzo dobrze w modelowaniu właściwości źródła napięcia, a jednocześnie jest prosty i łatwy do obliczenia.

W rzeczywistości jest to bardziej skomplikowane. Rezystancja wewnętrznych elementów baterii, przez którą musi przejść prąd (celowo nie nazywam tych „wewnętrzną rezystancją”, ponieważ jest to termin z wyżej wymienionego modelu) odgrywa pewną rolę, ale nie jest to jedyna rola. W większości akumulatorów zachodzi reakcja chemiczna, która oddziela ładunki na pewnej warstwie granicznej. Ta reakcja chemiczna jest zgodna z prawami fizyki statystycznej. Zatrzymuje się, gdy ( równowaga chemicznazostał osiągnięty. Oddzielenie ładunków generuje napięcie, które można zmierzyć, a to napięcie jest czynnikiem równowagi chemicznej (im wyższe napięcie, tym mniej rozdziału występuje, aby utworzyć nową parę oddzielonych ładunków). Podłączając teraz ładunek, odbierasz ładunki w stałych odstępach czasu (ponieważ występuje prąd elektryczny). Jeśli układ osiągnie teraz stan równowagi, ilość oddzielonych ładunków i napięcia będzie mniejsza (ponieważ trzeba wytworzyć więcej ładunków).

Napięcie akumulatora zwykle nie spada tylko dlatego, że podłączone jest obciążenie. Ale zmierzone napięcie ma tendencję do spadania

Oto, co musisz wiedzieć o pomiarach napięcia

Woltomierz wykorzystuje rezystor o bardzo wysokiej rezystancji. Idealnie jest nieskończony. Woltomierz mierzy napięcie na tym rezystorze.

Kiedy więc podłączasz akumulator do woltomierza, rezystancja wewnętrzna akumulatora jest nieznaczna w porównaniu z rezystancją woltomierza. Tak więc większość spadku napięcia występuje na oporności woltomierza, a nie na wewnętrznym oporniku akumulatora. Dlatego mierzysz właściwe napięcie.

Jednak mikrokontroler może mieć rezystancję niezbyt wysoką. Jeśli akumulator miał rezystancję wewnętrzną, powiedzmy 1 miliomów, a woltomierz używał rezystora 24000 omów, błąd ten jest oczekiwany.