ZGŁOŚ SUGESTIĘ
PRODUKTY

Twoja przeglądarka nie obsługuje elementów typu canvas

Rezystancja wewnętrzna baterii / akumulatorka - ważny parametr źródła zasilania

Autor: Michał Seredziński
2022-05-11
3
0
Pojemność baterii/akumulatorka wyrażona w miliamperogodzinach (mAh) jest głównym wskaźnikiem, wg którego większość z nas porównuje między sobą poszczególne baterie czy akumulatorki. Niestety, w wielu wypadkach nie jest to idealna jednostka do oceny wydajności danego źródła zasilania, w szczególności dla baterii jednorazowych, co już częściowo sygnalizowaliśmy w innym artykule. Nie wszyscy zdają sobie sprawę, że oprócz pojemności mierzonej w mAh, równie istotne znaczenie (o ile nie większe) mają wartości zmagazynowanej energii wyrażonej w miliwatogodzinach (mWh), watogodzinach, kilowatogodzinach itd. oraz wartość rezystancji wewnętrznej danego ogniwa wyrażona najczęściej w miliomach (mOhm). Dzisiaj zajmiemy się poznaniem i zrozumieniem pojęcia rezystancji wewnętrznej.

Czym jest rezystancja wewnętrzna baterii / akumulatorka?

Jak już wyjaśnialiśmy w naszym słowniczku pojęć, rezystancja wewnętrzna w bateriach i akumulatorach określa opór własny ogniwa. Każdy akumulator i bateria działa w pewnym zakresie jak standardowy opornik-rezystor, gdzie płynący przez nie prąd powoduje określony spadek napięcia. Im większy bateria stawia opór tym większy spadek napięcia powoduje i w rezultacie napięcie, które fizycznie trafia do naszego odbiornika jest zawsze niższe niż napięcie zmierzone na akumulatorku poza urządzeniem (bez obciążenia).

To niższe napięcie podczas pracy będzie miało dla nas bardzo duże znaczenie. Typowe urządzenie odmawia przecież pracy, gdy napięcie spadnie do określonego, odpowiednio niskiego poziomu, więc w przypadku baterii o wysokiej rezystancji może przedwcześnie odmówić pracy. Dodatkowo, w wielu urządzeniach to od poziomu napięcia zależy jakość pracy danego urządzenia (przy wyższym napięciu urządzenia działają często z większą mocą - silniki pracują szybciej, latarka świeci jaśniej, zabawka jeździ szybciej itp.). 

Baterie o wyższej rezystancji, nawet gdy wykazują tą samą pojemność mAh, generują wyższy spadek napięcia na biegunach podczas rozładowywania - zgodnie z podstawowym prawem Ohma. Już nowe baterie, czy akumulatorki różnią się między sobą tym parametrem. Dodatkowo, wzrost rezystancji wewnętrznej jest naturalnym zjawiskiem eksploatacji akumulatorów i baterii w miarę ich zużycia i rozładowywania. Co jest bardzo istotne, parametr ten ulega pogorszeniu nawet na nieużywanych akumulatorkach - jest jednym z objawów starzenia się ogniwa. Jest to zjawisko bardzo negatywne, gdyż prowadzi bardzo często do przedwczesnego i nieoczekiwanego wyłączenia posiadanego urządzenia. Straty energii związane z rezystancją wewnętrzną akumulatora oddawane są w formie ciepła bezpośrednio na akumulatorze i jego stykach. Wysoka rezystancja wewnętrzna może prowadzić do przegrzewania się akumulatorów i baterii w wymagających urządzeniach - np. lampach błyskowych. Generalnie wniosek jest taki, że im niższa rezystancja tym lepiej. Akumulatorek, bateria o niskiej rezystancji jest w stanie skutecznie i bezpiecznie oddać wyższe wartości prądu.

Obok pojemności jest to jeden z najważniejszych i najbardziej istotnych parametrów określających wydajność baterii, czy akumulatora, którego istnienia nie wszyscy są świadomi.

Pomiar rezystancji wewnętrznej w praktyce

Na załączonym wykresie charakterystyki rozładowania dwóch baterii o deklarowanej takiej samej pojemności, przy prądzie 500 mA, jedna z nich ma 4-krotnie wyższą rezystancję wewnętrzną. Powoduje to drastyczny spadek napięcia podczas pracy, co może skutkować bardzo nieprzewidywalnym działaniem naszego urządzenia.

Jeżeli mamy szczęście, to w takich warunkach obie baterie zadziałają podobny czas, jednak tylko wtedy, gdy nasze urządzenie jest w stanie je głęboko rozładować do wartości rzędu ~0,8V. Jeśli nasze urządzenie (co jest dość prawdopodobne) wyłącza się już przy napięciu np. bliżej 1,2V, to bateria B działałaby nawet 3-4 krotnie krócej jak teoretycznie porównywalna bateria A.

Jak sprawdzić rezystancję wewnętrzną naszych baterii, czy akumulatorków?

Procedura pomiarowa stosowana przez różnych producentów nie jest spójna i zazwyczaj wartości rezystancji podawane w kartach technicznych nie są między sobą porównywalne. Dlatego warto takich pomiarów dokonywać na własną rękę.

Typowa procedura pomiaru polega na (A) pomiarze napięcia ogniwa, które jest przynajmniej w połowie naładowane, w stabilnych, powtarzalnych warunkach (z małym obciążeniem lub bez obciążenia), a następnie obciążeniu go (B) dodatkową, określoną wartością prądu i szybkim (zwykle w ciągu maksymalnie kilku sekund) ponownym odczycie wartości napięcia (C). Różnica zmierzonych napięć A-C podzielona przez wartość dodatkowego obciążenia - prądu B daje nam wartość rezystancji wewnętrznej ogniwa.

Otrzymane wyniki nawet na tej samej baterii będą się różnić w zależności od stopnia naładowania danego ogniwa (najwyższe, najgorsze wyniki osiągają ogniwa rozładowane). Będą też zwykle tym wyższe (gorsze) im wyższego obciążenia/prądu B użyjemy do pomiaru lub później zmierzymy spadek napięcia (C).

Dlatego porównując te wartości bardzo ważne jest aby procedura była każdorazowo taka sama.

Samodzielny, "ręczny" pomiar rezystancji wewnętrznej może być kłopotliwy, dlatego z pomocą przychodzą tu ładowarki, które potrafią taki pomiar wykonać automatycznie i powtarzalnie.

Na rynku jest tylko kilka ładowarek, które mierzą te wartości poprawnie. Do nielicznych wyjątków należą ładowarki everActive (np. model NC-3000) oraz ładowarki Xtar (np.VP4+ Dragon).

Kopiowanie treści artykułu lub jego części bez zgody przedstawiciela firmy Baltrade sp. z o.o. jest zabronione.

3
0
Dodaj komentarz