Esistono batterie a corrente costante? In caso contrario, perché no? Altrimenti, perché non sono molto comuni nel mercato?
Non sto parlando di una fonte di corrente ideale. Ma dovrebbe essere una fonte di corrente costante per pochi intervalli di valori (carico, tensione o qualcosa del genere). "Sorgente da 1 mA con tensione terminale massima di 20 V" o qualcosa del genere (non sono sicuro delle specifiche).
Risposte:
Russell è entusiasta delle batterie elettrochimiche convenzionali, AFAIK, il che ha senso perché l'elettrochimica lavora sulle tensioni.
Tuttavia, c'è qualcosa che è considerato una batteria che produce intrinsecamente una corrente costante. Vedere questa presentazione .
Le cellule betavoltaiche sono basate su fonti di radioisotopi come il trizio. Ci sono anche alcuni prodotti commerciali, anche se dal loro sito non è chiaro quali siano le caratteristiche IV.
Esistono batterie a corrente costante?
["Batteria" utilizzata per "cella" in molti posti di seguito]
In sostanza, no.
Si potrebbe facilmente creare una batteria che avesse quella caratteristica aggiungendo l'elettronica nell'alloggiamento della batteria e 'per punti extra' si potrebbe escogitare che elettrochimicamente ha fatto un buon lavoro di limitazione della corrente a una corrente massima progettata, che sarebbe quindi una corrente costante batteria. Ma tali dispositivi sono rari o inesistenti.
Una batteria può essere fatta per approssimare una sorgente di corrente costante aggiungendo una resistenza in serie - maggiore è la resistenza migliore è l'approssimazione - e più bassa è la corrente. Quindi batterie molto scariche, con elevate resistenze interne, sono approssimazioni migliori a fonti di corrente costanti rispetto a quelle completamente o parzialmente cariche.
Una cella fotovoltaica caricata oltre il suo punto di massima potenza funge anche da dispositivo a corrente costante. È discutibile se si qualifichi come una "batteria".
Immagine da Wikipedia - MPPT
Caratteristiche V / I di una "cella solare". Qui, per tensioni inferiori a circa 0,35 V, all'aumentare del carico la tensione scende a circa corrente costante. La famiglia di linee trasmette l'output a vari livelli di luce.
Anche le batterie NON sono dispositivi a tensione costante (vedi sotto)
Se no perché?
Risposta semplice: ci sono modi molto migliori per implementare fonti energetiche attuali costanti quando richiesto.
Una batteria è essenzialmente una fonte di energia con un profilo di tensione e corrente definito nell'intero intervallo di scarica. Ad eccezione delle celle di riferimento estremamente specializzate come la "cella di Weston", progettate per essere fonti di tensione costante, le batterie non sono anche fonti di tensione costante: la loro tensione diminuisce con l'aumentare sia del carico che dello stato di carica. Mentre una batteria può essere ottimizzata per produrre una tensione più piatta rispetto alla curva di scarica, il solito obiettivo principale nella progettazione della batteria è quello di ottimizzare un mix di densità di energia *, densità di potenza *, velocità di scarica, velocità di ricarica, longevità ed efficacia dei costi. [* Entrambi per massa e per volume]. La costanza della tensione di scarica è utile ma tende a posizionarsi al di sotto della maggior parte di questi altri fattori.
La fornitura costante di energia è molto meno utile e rischia di essere ancora meno efficiente in termini di parametri di progettazione usuali sopra menzionati.
Quando è richiesta una sorgente di corrente costante, può essere implementata elettronicamente in modo tale da ottimizzare un certo mix di precisione, efficienza energetica e costi come richiesto - e il risultato sarà notevolmente migliore di quanto si possa ottenere elettrochimicamente. Ciò consente di ottimizzare il design della batteria per le sue capacità di approvvigionamento energetico.
Una sorgente di corrente costante ha, per definizione, un'elevata tensione a circuito aperto e, se necessario, se funziona in modo pesante se funziona a bassa o nessuna tensione di uscita. L'efficienza energetica di un prodotto elettrochimico con questa caratteristica sarebbe terrificante con resistenze a basso carico poiché la maggior parte dell'energia prodotta dovrebbe essere dissipata all'interno della batteria. L'unica alternativa sarebbe quella di ridurre in qualche modo l'elettros potenziale delle "reazioni motrici" in quanto la corrente di carico ha superato la corrente di progetto. Gli alchimisti potrebbero essere stati in grado di raggiungere questo obiettivo, ma la scienza moderna potrebbe essere sfidata.
Relazionato:
Celle a tensione costante:
Wikipedia - Weston Cell
Brutto camion
Forse questo è un imbroglio, ma qualsiasi batteria con una resistenza interna molto alta collegata a un carico con una resistenza proporzionalmente inferiore è una buona fonte di corrente costante. Lo schema illustra un esempio un po 'estremo:
La corrente è limitata principalmente dalla resistenza della serie 9,9 M e le variazioni della resistenza di carico hanno scarso effetto. Anche se il carico include fonti di tensione inferiori a 10 V, la corrente è costante entro l'1%.
Le batterie sono normalmente fonti di tensione piuttosto buone perché la loro resistenza interna è progettata per essere abbastanza bassa. La loro uscita diminuirà con la carica erogata, ma la bassa resistenza interna non provoca molte variazioni nella tensione di uscita con la resistenza di carico fintanto che la resistenza di carico è grande rispetto alla resistenza interna.
Una sorgente di corrente costante molto più semplice e piuttosto accurata può essere prodotta da un amplificatore di strumentazione con un resistore in serie con l'uscita e il lato lontano legato all'ingresso REF. L'amplificatore cercherà di mantenere una tensione costante attraverso la resistenza, determinando una corrente costante attraverso di essa che può essere diretta al carico