Решил не терять даром времени и, дожидаясь прибытия посылки с новым мультиметром, слегка углубился в проблематику, связанную с внутренним сопротивлением (ВС) химического источника питания (ХИП). Даже это «лёгкое углубительство» чуть не закончилось печально, поскольку широко раскрыло во всём пугающем величии небывалый «масштаб трагедии». Всего-то и хотел выяснить, почему стандартное (официальное) определение ВС производится использованием переменного тока (!) с частотой 1 кГц (!), а нарвался на целый сонм специалистов, которых никак не поворачивается назвать «краснобаями и баламутами», но этот сонм за невыразимо короткий период сделал то, о чём предупреждал Великий Бард — «все мозги разбил на части, все извилины заплёл», намекая на «бессилие науки перед тайною».
А ведь, предупреждал сонм, что не каждому «зайдёт благая весть», но я самонадеянно оттопырил губу и ринулся в омут электротехнических тонкостей, полагаясь на собственное инженерное образования. Вот, только не рассчитал сил: я инженер-механик, и электротехнику изучал в минимальном, «бройлерном» режиме, да ещё около пятидесяти лет тому назад. В общем, потерпел позорную и выразительную фиаску (или это была фетяска? Всегда путаю…).
Читать дальше...
, мне удалось в определённой степени выявить несколько полезных новых идей и подходов к измерению ВС.
Заметно хуже обстоят дела с индуктивностью, ёмкостью, полупроводниками, а также разнообразием сопротивлений — активным, реактивным, поляризационным, комплексным. И совсем близко к «мраку» маячат в тумане ЭДС (электродвижущая сила), импеданс (похоже, что-то имеющее отношение к танцам — dance) и его брат-близнец адмиттанс, а также всякие прочие гистерезисы.
И тем не менее…
Во-первых, действительно существуют два способа измерения ВС: на переменном токе — методика довольно плотно регламентирована, и на постоянном токе — стандартизация практически отсутствует и техника во многом загадочна, непредсказуема и произвольна. Первый вариант (ВС на переменном токе) фактически позволяет получить величину импеданса, — комплексного сопротивления, состоящего из совокупности активного и реактивного, — а второй (без использования переменного тока) — только активное, которое при постоянном токе называется омическим.
Реактивная компонента комплексного сопротивления ведёт себя на переменном и постоянном токах по-разному, при этом на постоянном токе показания ВС существенно больше (например, в 3 раза). Измерение ВС на постоянном токе производится существенно проще и легче, поскольку не требует особого, специализированного оборудования: обзаводиться подобным прибором неспециалисту бессмысленно из-за высокой стоимости изделия и бесполезности для иных ситуаций и задач.
Во-вторых, омическое ВС формируется из активных составляющих комплексного сопротивления токоснимателей, активных материалов электродов, ионной проводимости электролита и других коннекторов. Электрохимические реакции и другие явления не входят в омическое сопротивление, зато определяют импеданс, то есть, именно они могут быть измерены при переменном токе на частоте около 1 кГц.
В третьих, для определения ВС на постоянном токе производятся два замера: сначала на ХИП (сила тока без нагрузки нулевая, поэтому измеряется напряжение), а затем с нагрузкой. Второй замер лучше производить при больших токах (некоторые авторы рекомендуют 20С — это не 20А, это 20 умноженное на ёмкость элемента в ампер-часах), чтобы можно было измерить изменение напряжения (малая величина может оказаться незаметной для вольтметра). Однако, длительное протекание тока ведёт к разрядке батареи (уменьшению заряда) и её нагреванию (изменению сопротивления), поэтому важно производить замеры как можно быстрее после подключения нагрузки или непосредственно перед её отключением, если замеры ХИП без нагрузки производятся во вторую очередь.
В четвёртых, высокое ВС свидетельствует не только о низких потребительских свойствах аккумулятора, но и о его опасности: на большом токе при большом сопротивлении существенно увеличивается нагрев элемента (Q=I2×R×t — тепловая энергия, квадрат силы тока, сопротивление, время), что чревато возгоранием и даже взрывом.
не только в трилогии «Жизнь и удивительные приключения солдата Ивана Чонкина».
В качестве иллюстрации, решил процитировать (опять таки, для осознания всей «глубины трагедии»), мнение одного из авторов, через статью которого не смог продраться без личных моральных и интеллектуальных потерь (полный текст — по ссылке внизу этой публикации):
- Что есть «внутреннее сопротивление» ХИП?
Трудно сказать. В зависимости от того, какой смысл вкладывается в термин «внутреннее сопротивление». - Кроме того, «внутреннее сопротивление» (в разных ипостасях) может быть измерено (оценено) кучей способов. Разные способы дают разные результаты. Ни один из них не является единственно правильным.
- Проблема в самом объекте исследования – ХИП гальванического типа. К сожалению, по внутреннему устройству он несколько отличается от куска проволоки или резистора. Примерно так же, как микроскоп от гвоздя. И к тому же, ХИП является источником эл. энергии. Заряженный конденсатор тоже является, но при его разряде-заряде не протекает куча химических и физических процессов. В той или иной мере взаимосвязанных. Вот такие пирожки с котятами…
Вырисовалась дополнительная проблемка: необходимо переделать мой «измерительный контейнер», заменив выключатель, — «подключатель» нагрузки, — на более удобный, поскольку замеры нужно будет производить как можно быстрее после возникновения тока в цепи. И уже есть идейка!
>
Комментариев нет:
Отправить комментарий