Le batterie perdono tensione quando sono scariche?

V = IR

La resistenza rimane la stessa e so che io (o corrente) diminuisco (la mia roba funziona più lentamente con le vecchie batterie).

Quindi una batteria da 9 Volt potrebbe trasformarsi in una batteria da 1,5 Volt?

Entrambi gli effetti si verificano quando la batteria è scarica. La tensione del circuito aperto diminuisce e la resistenza interna aumenta. Si noti che la tensione a circuito aperto misura specificamente solo la tensione emessa dalla batteria con la resistenza interna estratta dall'equazione. Questo perché non c'è corrente attraverso quella resistenza, quindi nessuna caduta di tensione attraverso di essa. Qualsiasi voltmetro decente avrà almeno 10 MΩ di resistenza in ingresso, il che è molto più che una batteria scarica anche per non importare.

Detto questo, i diversi composti chimici della batteria hanno caratteristiche diverse per quanto riguarda entrambi questi parametri quando vengono scaricati. NiCd e NiMH hanno curve di scarica piuttosto piatte dopo un breve periodo iniziale. Ciò significa che la tensione a circuito aperto non diminuisce molto per la maggior parte del ciclo di scarica anche se l'energia immagazzinata si sta abbassando costantemente. Queste batterie mostrano quindi una caduta di tensione piuttosto ripida quando si scarica quasi l'ultimo 10% di energia. Pertanto, per un NiMH o NiCd, è difficile determinare uno stato di carica solo dalla tensione.

Altri prodotti chimici hanno una curva di scarica più lineare (la tensione in funzione dei cumuli accumulati scaricati a una corrente fissa). Le vecchie celle in carbonio-zinco sono più così. Di solito, esiste anche una significativa dipendenza dalla temperatura, sia in termini di tensione che di capacità.

Sì, le batterie possono complicarsi.

La batteria da 9 V darà effettivamente una lettura di tensione più bassa quando è scarica e questo non è solo a causa della maggiore resistenza interna; puoi leggere 6 o 7V anche con un DMM ad altissima impedenza. Non sono sicuro che puoi scendere a 1,5 V; la maggiore resistenza interna fa sì che alla fine non si possa quasi più trarre energia da essa, quindi mi aspetto che la tensione passerà asintoticamente a una tensione leggermente più alta. Anche così, un 9 V esaurito fino a 1,5 V non sarà mai in grado di fornire corrente che può fornire una batteria da 1,5 V.

In realtà, la resistenza cambia drasticamente quando la batteria è scarica. La tensione diminuirà con l'uso, ma in molte applicazioni la maggiore resistenza interna renderà la batteria inutilizzabile molto prima della tensione ridotta.

Quando una batteria si scarica la sua tensione a circuito aperto diminuirà e la sua resistenza interna aumenterà. A meno che la batteria non sia quasi completamente scarica anche se la tensione a circuito aperto rimarrà ragionevolmente scarica rispetto alla resistenza interna che sembra calare in modo abbastanza lineare (immagino che le diverse sostanze chimiche varieranno però).
Una batteria da 9 V potrebbe iniziare con, diciamo, 5 ohm di resistenza interna, raggiungendo oltre 100 ohm quando scarica (le cifre sono indicative, non ricercate esattamente). Se prendessimo una batteria da 9 V moderatamente scarica (resistenza interna aumentata a 50 ohm) e leggessimo con un multimetro (un carico di 1 megaohm) potremmo leggere ancora circa 9 V, poiché il multimetro non ha quasi alcun carico sul circuito (ad es. 9 * 1000000/1000050 = 8.99V).
Sotto un carico di 500 ohm anche se scenderebbe a 9 * 500 / (500 + 50) = 8,18 V.
Forse la tensione a circuito aperto finirà per dire 7,5 V e la resistenza 200 ohm (di nuovo queste cifre sono solo un esempio approssimativo, Google senza dubbio saprà meglio)

Quindi sì, la tensione diminuisce quando le batterie si esauriscono e aumenta anche la resistenza interna. Di solito è meglio controllare una batteria sotto carico per avere una buona idea di quanto sia scarica.

La tensione di stato permanente Voc o circuito aperto è molto lineare in declino con SOC poiché la batteria è una capacità abbastanza costante con una tensione di carica. Tuttavia, l'ESR supera nettamente il 90% di SOC e sale lentamente al di sotto del 50% di SOC, quindi rapidamente al di sotto del 10%, un po 'come una curva della vasca da bagno. Quindi l'ESR e la corrente recente con capacità di carica secondaria di memoria con ESR più elevato influiscono notevolmente sulla tensione della batteria caricata con SOC. L'ESR aumenta la pendenza con una corrente di carico di V vs SOC a ciascuna estremità.

Come sappiamo, i circuiti CC sono classificati in VA, prodotto della tensione e della corrente, ad esempio; se la tensione della batteria scende durante il processo di scarica, la batteria ha corrente elevata per adattarsi al carico VA richiesto, ma la tensione diminuisce la resistenza interna di la batteria aumenta in modo che la batteria non sia in grado di fornire alla quantità richiesta di currnet ciò che il carico è effettivamente richiesto, quindi la batteria è scarica.

Non sarebbe sicuro usare l'analogia che la batteria è come due ciclisti uniti sul fondo con un tubo, uno pieno d'acqua l'altro vuoto. Mentre apri il circuito, il cilindro pieno cerca di imbattersi in quello vuoto. Per un po 'lo squilibrio elettronico mantiene lo scarico completo del cilindro nel vuoto. Dopo che i lati iniziano a equalizzare, la pressione del flusso d'acqua rallenta ed è come se il tubo (o la resistenza interna) consentisse di attraversare pochissima acqua, facendo cadere la tensione. Rimane un po 'di pressione (tensione). Ma la resistenza del circuito o dei componenti è troppo grande per essere efficace

È abusivo usare V = IR come hai usato tu! questo è strettamente applicabile a una corrente elettrica che fluisce attraverso un carico resistivo sotto l'effetto di un potenziale (tensione). Ora definisci il carico resistivo, la tensione e la corrente su cui stai applicando la legge di Ohm:

• È: V è la tensione della batteria, R è la resistenza o il carico esterno e I è la corrente che passa. quindi questo non ha nulla a che fare con il voltaggio della batteria che si abbassa mentre viene consumato.
• È: V è la tensione della batteria, R come resistenza interna della batteria e I come corrente fornita dalla batteria al carico esterno? L'applicazione della legge di Ohm qui può dirci che la tensione letta ai terminali della batteria si abbassa se aumenta la corrente fornita dalla batteria.

Per quanto riguarda la tensione della batteria che si abbassa man mano che lo stato di carica si abbassa (più consumiamo la batteria), ciò è correlato alla variazione dei materiali chimici che effettivamente producono la tensione, ovvero degli elettrodi immersi nell'elettrolito. Cioè, la perdita dell'elettrodo di elettroni liberi extra.

La velocità e il comportamento di come la tensione cambia rispetto allo stato di carica dipende dalla chimica della batteria e non da alcuna legge elettrica. Ad esempio, ecco un confronto tra la forma della caduta di tensione delle batterie alcaline rispetto alle batterie NiMh mentre le batterie vengono consumate ( fonte ):

nota che quando parlo di "tensione della batteria", intendo la tensione a circuito aperto, che non è corrente che scorre attraverso la batteria. La resistenza interna non ha alcun effetto su questa tensione.