Resistência interna de uma bateria:como medi-la

Bateria

Você está lidando com projetos movidos a bateria e precisa saber sobre a resistência interna de uma bateria? Então você está lendo o artigo certo.

Todas as baterias têm um certo nível de resistência ao fluxo de corrente. Curiosamente, essa oposição é o que chamamos de resistência interna.

Além disso, as baterias não podem durar para sempre e sua resistência interna pode mudar com o tempo. Então, o que você precisa fazer é medir a resistência interna de qualquer bateria antes de usá-la em seu circuito.

Espere aí se você não sabe como fazer essas medidas. Você saberá tudo sobre isso neste post.

A definição de resistência interna

Modelo de resistência interna

A resistência é um conceito familiar em engenharia. Além disso, a resistência interna acontece quando um objeto se opõe ao nível de corrente que flui dentro de um condutor – resultando em geração de calor.

Curiosamente, as células da bateria oferecem algum tipo de resistência ao fluxo de corrente. Como as baterias não têm condutores elétricos perfeitos, encontrar uma bateria com resistência interna zero pode ser complicado.

Além disso, a resistência interna da bateria é como a guardiã dessa bateria. Portanto, quanto menor a resistência interna, menos restrições você encontrará ao usar essa bateria.

Se você tiver alta resistência interna, sua bateria superaquecerá e sofrerá uma queda de tensão.

Como funciona uma bateria?

As baterias vêm com dois terminais criados com metais diferentes e um eletrólito entre os terminais. Os eletrólitos são soluções químicas que permitem o fluxo de elétrons. Em outras palavras, eletrólitos são condutores elétricos.

Terminal de Bateria

Além disso, os eletrólitos também reagem com o metal e os mantêm em seus respectivos íons. Um terminal da bateria é um cátodo, geralmente um óxido metálico com muitas cargas positivas. Ou íons metálicos com zero ou poucos elétrons.

O segundo terminal da bateria é o ânodo, geralmente de metal com muitas cargas negativas. Ou íons metálicos com excesso de elétrons.

Agora, a reação química do eletrólito oxida o cátodo, permitindo que ele perca elétrons. Esses elétrons então viajam pelo circuito antes de atingir o ânodo.

Além disso, a bateria converte energia química em energia elétrica até ficar sem reagentes. Assim, a bateria morre. Mas, você pode obter mais reagentes através de energia elétrica externa que se converte em energia química.

Em outras palavras, ele recarrega a bateria descarregada e permite repetir o processo de conversão da energia química armazenada em energia elétrica.

Carregamento da bateria

Medindo a resistência interna de uma bateria:a maneira ideal

A medição de resistência interna envolve a obtenção de alguns componentes como:

• Pilha nova (de preferência pilhas AA)

Baterias AA

• Resistor

Resistor

• Voltímetro

Voltímetro

Etapas

1. Primeiro, conecte o voltímetro e as baterias clicando com o voltímetro nos terminais da bateria. Conecte o terminal vermelho do voltímetro ao cátodo da bateria e o terminal preto ao ânodo da bateria.

2. Observe as medições que você obtém do seu voltímetro em 1.500 volts. A carga de tensão do voltímetro fornecido depende do seu tipo de bateria. Você obtém as leituras devido à tensão de circuito aberto (VOC) ou simplesmente não adiciona nenhuma carga ao circuito.

3. Em seguida, adicione o resistor à bateria e conecte o voltímetro novamente. Você deve testemunhar uma queda de tensão devido à resistência interna da bateria.

4. Além disso, observe as medições do seu voltímetro em 1,446 volts depois de adicionar o resistor. Como há uma queda de tensão, você deve obter um valor menor que suas medições iniciais. Assim, você pode medir a resistência interna da bateria usando os valores obtidos do VOC (tensão de circuito aberto) e a tensão da bateria quando conectada a uma carga – neste caso, um resistor.

5. Em seguida, você pode usar a fórmula da lei de tensão de Kirchhoff e a fórmula da lei de Ohm para medir a resistência interna da sua bateria. Primeiro, usaremos o valor obtido após conectar uma carga para calcular a quantidade de corrente que flui para o circuito:

Onde:

V é tensão

R é resistência

eu sou atual

VL é a tensão carregada

RL é o valor do resistor

Em seguida, use a lei de tensão de Kirchoff para calcular os volts do resistor interno da bateria. É o mesmo que o valor de queda de tensão dentro do resistor interno:


Onde:

VOC é uma tensão de circuito aberto

VL é tensão carregada

VI é a tensão no resistor interno

Depois de ter os valores da corrente que flui para o circuito e a queda de tensão do resistor interno, você pode utilizar a Lei de Ohm para calcular a resistência interna da sua bateria.

Onde:

RI é a resistência interna

Portanto, a resistência interna da bateria AA é 0,149Ω.

Como a resistência interna afeta a tensão e a corrente?

Tensão

Você pode entender isso melhor usando a lei de Ohm. A lei de Ohm usa uma fórmula que mostra a relação entre corrente, tensão e resistência em um circuito.

Tenha em mente que a tensão e a resistência interna são variáveis ​​independentes. A variável dependente (corrente) é a variável afetada pela resistência interna.

Em outras palavras, quando a resistência interna aumenta, haverá uma diminuição da corrente.

Alternativamente, haverá um aumento de corrente quando a resistência interna diminuir. Tanto a corrente quanto a resistência interna são inversamente proporcionais. Mas estes só funcionam com base na lei de Ohm.

Sem a lei, a tensão diminuirá quando a resistência interna aumentar.

Como a resistência interna afeta a bateria?

Bateria do celular

Uma resistência interna baixa significaria que a bateria encontraria menos problemas ao fornecer os picos de energia necessários.

Ao contrário, se você tiver uma leitura de mW alta, isso pode fazer com que sua bateria morra mais cedo do que o normal. Por quê? Porque a bateria não pode fornecer eficiência energética enquanto armazena alguma energia. Em outras palavras, uma grande resistência interna prejudicaria a vida útil e o desempenho da bateria.

A resistência interna de uma bateria muda?

Bateria descarregada

À medida que um batedor envelhece, sua bateria interna aumenta. Devido a esse aumento na resistência interna, a energia disponível no terminal da bateria também diminuirá.

Portanto, se você deseja operações confiáveis ​​de sua bateria, é necessário monitorar sua resistência interna antes que fique muito alta.

Componentes que afetam a resistência interna de uma bateria

Dois componentes primários que afetam a resistência interna incluem resistência eletrônica e resistência iônica.

A resistência eletrônica inclui a resistência de todos os materiais da bateria, como componentes internos e tampas de metal.

Também envolve como todos esses materiais fazem contato. Além disso, você pode ver o efeito da resistência eletrônica imediatamente após conectar uma carga à bateria.

Por outro lado, a resistência iônica lida com a forma como a bateria resiste ao fluxo de corrente com base em fatores eletroquímicos como mobilidade de íons, área de superfície do eletrodo e condutividade do eletrólito.

Arredondando

Medir a resistência interna de sua bateria é essencial ao construir circuitos. A resistência interna é responsável pelas operações da bateria. Além disso, seu estado determina se você terá uma bateria boa ou ruim.

Além disso, a alta resistência interna da bateria pode fazer com que sua bateria superaqueça e morra mais rápido do que o tempo estimado. Assim, você pode usar suas medidas para decidir se deseja trocar suas baterias para seus circuitos.

Se você tiver alguma dúvida, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco, e ficaremos felizes em ajudar.