Cortocircuito della batteria dell'auto da 12 V con una chiave che ha una resistenza di 0,5 ohm, quanta corrente?

RISPOSTA / ERRORE TROVATO: il colpevole è la resistenza dei cavi del multimetro. La vera resistenza della chiave inglese non può essere misurata utilizzando un multimetro di base. La resistenza della chiave è più o meno all'incirca intorno a 0,000016 ohm.

Ho cercato una serie di siti Web per una risposta, ma ancora nessuna gioia ... (per questa domanda specifica).

Se una batteria dell'auto è in cortocircuito con una chiave che ha una resistenza di 0,5 ohm, quindi teoricamente usando la legge di Ohm la corrente = V / R = 12,65 volt / 0,5 ohm = 25,3 ampere.

Molte persone (anche su questo sito qui) affermano che da 100 a 1000 ampere scorreranno attraverso la chiave inglese e la salderanno ai terminali.

Come è possibile quando solo un massimo di 25,3 ampere può teoricamente fluire attraverso quella chiave da 0,5 ohm usando 12,65 volt?

NB: ho misurato la resistenza della chiave usando un multimetro domestico "di base" e mostra che la migliore resistenza della chiave è di 0,5 ohm. Spero di averlo misurato correttamente. :)

Una chiave inglese non ha una resistenza di 0,5 ohm, è molto più bassa.

Il multimetro di base non è in grado di misurare resistenze migliori di un ohm o giù di lì, la resistenza dei cavi e l'inaffidabilità della resistenza di contatto lo rendono impossibile.

Il modo in cui vengono misurate le resistenze basse come una chiave consiste nell'utilizzare un metodo Kelvin a 4 terminali. Quello che fai qui è far passare una corrente attraverso il campione usando due terminali, quindi misurare la tensione attraverso il campione usando una diversa coppia di terminali. Con una chiave, se avessi usato forse 1A da un capo all'altro, vedresti una caduta di tensione di qualche mV.

Mettiamo alcuni numeri sulla chiave inglese. Non mi piace guardare la resistività, i grandi fattori di 10 mi fanno preoccupare se li metterò sul retro di una busta, quindi ricordo solo un fatto. Una lunghezza di 1 m di filo di rame da 1 mm 2 è di circa 17mohm, quindi lavorare da lì.$^2$

Supponiamo che la chiave sia lunga 250 mm e abbia un gambo di 10 mm x 5 mm. È lungo 1/4 di 1m e 50mm 2 , quindi è 1 / 200th della resistenza del mio filo 1m x 1mm 2 . Se fosse fatto di rame, avrebbe una resistenza di 17mohm / 200, che è di circa 100μohm. Ma non è rame, è acciaio e probabilmente una lega. Dopo una rapida corsa intorno a Wikipedia, supponiamo che sia 50 volte più resistivo del rame, quindi ha una resistenza di circa 5mohm.$^2$$^2$

12v caduti su 5mohm darebbero una corrente di 2400A. Il CCA della batteria è molto inferiore a quello, quindi la chiave non limita la corrente, la batteria lo è.

La resistenza di contatto è un'ulteriore complicazione. Nel caso di una batteria in cortocircuito da una chiave inglese, è probabile che ci sia un arco al plasma tra i contatti, che può avere una resistenza molto bassa. Vale anche la pena considerare la piccola area di contatto, sebbene poiché quella regione sia molto corta, è spesso insignificante rispetto alla lunghezza del conduttore.

In termini pratici, la vera resistenza della chiave è vicina allo zero. La batteria fornirà la massima corrente istantanea che può essere estratta dalle sue celle, che sarà molto più bassa di qualsiasi calcolo tu faccia. L'effetto netto è che la chiave diventerà essenzialmente una miccia: brucerà nel suo punto più stretto. L'ho visto succedere a una chiave a mezzaluna, ed è spettacolare, poiché ha fatto saltare la testa. Fortunatamente, la persona che lo ha fatto non è stata ferita, ma era molto pericolosa ed è stato molto fortunato. Potrebbe anche esplodere la batteria, in particolare se la chiave inglese è abbastanza grande da sostenere la corrente per un po 'più a lungo.

Non rischiare di fare questo, potrebbe benissimo ucciderti o almeno darti gravi danni da ustioni acide. In breve, non essere un idiota.

Penso che ciò che tutte le altre risposte tralasciano sia la resistenza interna della batteria . Quando si ha a che fare con correnti elevate e corti a bassa resistenza, questo diventa il fattore significativo che limita la corrente.

Una batteria ideale può essere modellata da una fonte di tensione, ma le batterie reali si comportano più come una fonte di tensione in serie con una resistenza.

Immaginiamo un esempio ipotetico. Supponi di avere una batteria da 12 V. Ora cortocircuita i cavi con una resistenza da 0,1 ohm. Secondo la legge degli ohm, ottieni 120 A.

Ora immagina quella stessa batteria, tranne con una resistenza interna da 1 ohm. Con lo stesso corto, ottieni 1,1 ohm di resistenza, o circa 10,9 A. Grande differenza!

Ciò dovrebbe allinearsi all'esperienza quotidiana. Quando si cortocircuita direttamente una batteria, non si ottiene una corrente infinita. Ottieni la sua tensione divisa per la sua resistenza interna.

La misurazione della resistenza è errata - Il flusso di corrente sarà limitato dalla resistenza della chiave e dalla resistenza interna della batteria - entrambe molto basse.

Ci sarà un flusso di corrente nella regione di, o più, di 1000A facilmente. Se non fosse così pericoloso, suggerirei di provarlo, MA ho visto esplodere le batterie da questo genere di cose ...

La resistenza di contatto tra i fili del multimetro e la chiave è di 0,5 Ohm.

La chiave, quando viene spinta sui denti di collegamento in metallo morbido della batteria, avrà una resistenza al corto circuito molto più bassa.

Tuttavia, la resistenza di contatto è la più alta del corto, quindi la scintilla. Un sacco di calore viene sprecato nell'area di contatto.

Eccellente non provare questo a casa i video possono essere trovati online .

Perché la resistenza della chiave è così bassa che otterrai risultati più precisi che sono solo più bassi di ogni miglioramento. Una batteria è una bestia e non dovrebbe essere presa alla leggera. La sua capacità di condurre corrente istantanea è in qualche modo indicata dal CCA (Cold Cranking Amps, come risulta) che non conosco la definizione esatta e le condizioni del parametro. (modifica, SAE ha uno standard per questo.) Ma penso che tu possa prendere il numero come la corrente di picco che la batteria può condurre. (Penso che sia ancora valido dopo la modifica, la capacità effettiva della batteria che conduce questa corrente è molto più alta.)

(Fonte: una batteria del camion può condurre ~ 1000 Ampere e una volta ho saldato facilmente un cavo sulla piastra di rame sul tavolo di prova durante un test EMC.)

Il primo miglioramento sarà una misurazione a 4 punti. Un multimetro può misurare solo la resistenza tra i suoi terminali, il che significa che misurerà i cavi, i contatti fragili che si creano con le sonde e la chiave. Questo perché in una misurazione a 2 punti il ​​misuratore conduce una corrente attraverso i suoi terminali e misura la tensione tra i terminali. Su una misurazione a 4 punti, il misuratore conduce corrente attraverso una coppia di cavi e misura attraverso un'altra coppia di cavi, che non conduce corrente ma trasporta la tensione senza alterare i terminali. In questo modo si può effettivamente misurare la resistenza tra contatti a due punti.

Un'altra limitazione sarebbe il fatto che si possono sostenere solo una quantità limitata di superficie con le punte delle sonde. Una chiave può avere un contatto maggiore con il terminale della batteria, poiché anche i terminali sono morbidi. Penso che la superficie aumenterà dopo il contatto, perché la chiave potrebbe effettivamente fondersi con il terminale (anche se, in molti casi accidentali non si fonde, penso che il contatto crei un gas che respinge la chiave, almeno questo è quello che sentito una volta appena prima di entrare nel sudore freddo.)

Dopo che la chiave inglese si è fusa, non possiamo fare altro che aspettare (schivare?) Che diventi così caldo da diventare rosso. Solo allora, la sua resistenza potrebbe aumentare, ma non tanto presumo, e penso che abbiamo già danneggiato la batteria in modo irrecuperabile e alcuni processi chimici nella batteria peggioreranno le sue prestazioni e smetteranno di condurre così tanto. (Potrebbe anche significare che la batteria creerà gas ed esploderà. Non ha tracciato quelle terre.)

Preferirei calcolare la resistenza controllando il tipo di acciaio inossidabile da cui è stato fabbricato. Per favore, stai al sicuro. (:

Prendi alcuni terminali simili a quelli della batteria e appoggia la chiave su di essi. Utilizzare un alimentatore regolato in corrente per applicare 1 ampere tra i terminali. Utilizzare il multimetro per misurare separatamente la caduta di tensione sulla chiave e su ciascun punto di contatto. Questo ti dirà dove sarà la più grande scintilla e non rimarrai deluso dal fallimento della tua chiave inglese per vaporizzare correttamente.

Sono cresciuto nel Nord Dakota e una volta negli anni '70, di fronte a una mattina di -38 ° F a gennaio e un'auto senza un riscaldatore ad archetto inserito, ho fatto il "trucco della chiave inglese" (ricordo che ho usato una grande lama di coltello da cucina) per riscaldare la batteria al piombo. mi è stato detto 4 secondi ed è quello che ho fatto. piccole scintille quando mi collego e un po 'più scintille quando mi disconnetto. c'erano due piccole perle nei punti di contatto, ma ero ancora in grado di estrarre la lama.

e ha funzionato. prima che il motore difficilmente girasse. dopo un cortocircuito di 4 secondi, la batteria ha erogato corrente sufficiente per accendere il motore e, in circa 10 secondi di avviamento, l'auto si è avviata in modo esitante.

mi ha salvato il culo.

Sì, la misurazione della resistenza è probabilmente errata e la resistenza è inferiore. Una batteria al piombo acido standard può emettere fino a 1.000 amp per un breve periodo, e probabilmente lo sarà nel caso della chiave inglese, se le aree di contatto sono pulite.

Usando la legge di Ohm sarebbe massimo 24 ampere. Sono circa 288 watt di potenza. In realtà, alcune chiavi hanno una resistenza molto più bassa e la domanda posta viene calcolata su questi dati.

Con tutta quella potenza che si dissipa all'interno della batteria e nessun circuito esterno da azionare, inizierebbe a riscaldarsi ed eventualmente esplodere o incendiarsi in breve tempo. Gli elettrodi interni si piegherebbero e la batteria si danneggerebbe se lasciata in questo stato di corto circuito per 30 secondi o più.