Scusate se sto formulando questa domanda in modo strano. Sto usando una batteria da 3,7 V e il mio microcontrollore monitora la tensione e va in pausa se la tensione della batteria è troppo bassa. Il problema è che legge una tensione inferiore rispetto a quella mostrata dalla batteria se la disconnetto e la controllo con il mio multimetro. Ad esempio, il mio microcontrollore legge 3,65 V quando il mio multimetro legge la mia batteria disconnessa a 3,8 V. Il mio microcontrollore sta leggendo la tensione in modo errato o devo considerare la tensione a carico che il mio microcontrollore sta leggendo come la tensione effettiva?

Sì, si abbassa.

L'effetto che vedi si chiama resistenza interna :

Una pratica fonte di energia elettrica che è un circuito elettrico lineare può essere rappresentata come una sorgente di tensione ideale in serie con un'impedenza. Questa impedenza è definita resistenza interna della sorgente.

In parole povere, una batteria non è una fonte di tensione ideale. Una batteria tipica (ovvero una fonte di tensione non ideale ) sarà simile a questa:

Quello che stai misurando è la tensione tra i terminali A e B. Secondo la legge di Ohm:

• Quando non c'è nessun circuito, si può immaginare interno resistenza serie del vostro voltmetro $R_{volt}$ assumendo il ruolo di $R$ . Tuttavia, $R_{volt}$ solito è così grande (decine o centinaia di megaohm) rispetto a $r$ (solitamente frazioni di ohm) che $\frac{R_{volt}}{R_{volt}+r}$ tende a 1, quindi misurata la tensione a circuito aperto tende alla batteria interna (true) tensione$E$.

• Quando è presente un circuito chiuso con resistenza in serie equivalente di $R$ , si sarà in grado di vedere che la tensione misurata $U_{AB}$ scende proporzionalmente a $R$ , secondo la formula sopra.

Quindi, la caduta di tensione è reale: la tensione misurata è ciò che il tuo carico ottiene. Più corrente viene assorbita dalla batteria, minore è la tensione che riceve.

Quando la batteria è aperta, si sta misurando una tensione di cella aperta. Quando la batteria è nel sistema è sotto tensione sotto tensione. Stai facendo cadere un po 'di tensione attraverso l'impedenza interna della batteria perché il tuo sistema sta assorbendo corrente quando viene effettuata la misurazione (quindi ai terminali la tensione è effettivamente più bassa). Quindi, entrambe le misurazioni MCU e multimetro sono corrette, la differenza è che il multimetro è carico> 1Mohm mentre l'MCU è molto più basso (poiché probabilmente assorbe almeno mAs di potenza).

Potrebbe esserci un altro effetto in gioco. Le batterie mostrano un fenomeno di recupero in cui, se lasciate celle aperte senza carico, una parte della tensione recupererà dopo un intervallo di tempo.

Ogni batteria ha una certa resistenza in uscita. Cosa succede se la corrente scorre attraverso un resistore? Sì, una caduta di tensione! Quindi maggiore è la corrente assorbita dalla batteria, minore è la tensione di uscita.

Questo vale per tutti gli alimentatori

In effetti, le batterie abbassano la loro tensione quando vengono caricate. Così fa tutto il resto .

Il principale colpevole è la legge di Ohm, E = IR, in cui la caduta di tensione attraverso qualsiasi conduttore è proporzionale al suo amperaggio assorbito.

Parte dell'abbassamento di una batteria è chimico, ma parte è semplicemente la resistenza della Legge di Ohm dei suoi componenti interni.

Supponiamo che tu abbia un impianto di gioco pazzo con 4 schede video in parallelo, la combo tira 1000 watt durante il gioco . Ma è solo seduto alla schermata Home di Windows e solo tirando 100 watt. I cavi di alimentazione trasportano 20 A a 5 V e fanno cadere 0,01 volt, quindi le schede ottengono 4,99 volt. (I fili sono 2000 Siemens == 1/2000 Ohm.)

A questo carico leggero, l'alimentatore CA è inefficiente e un fattore di potenza scadente, quindi sta assorbendo 240 VA o 2 A dalla rete a 120 V. Il cablaggio del circuito di derivazione al pannello sta scendendo di 0,4 volt. La conduttanza è 5 Siemens == 1/5 ohm.

Ora accendi il tuo gioco più impegnativo. Tirando 200 A a 5 V, le perdite resistive da sole all'interno del cablaggio del PC salgono a 0,1 volt. Quindi le carte ottengono 4,90 volt. È una goccia.

Nel frattempo, l'alimentatore assorbe 10A (1200VA) dalla rete CA. La caduta di tensione del cablaggio aumenta prevedibilmente a 2,0 volt, quindi la tensione sull'alimentazione è di 118V. Molto probabilmente un alimentatore a commutazione assorbe una corrente maggiore per compensare, altrimenti anche la sua tensione di uscita si abbasserebbe.

Nessuna corrente viene assorbita per motivi di sicurezza, quindi non cade. Misurato da terra, il neutro è 1 volt e il caldo è 119 volt. E possiamo usarlo per affermare il cablaggio corretto. È come la barra del puntatore su una chiave dinamometrica, non si piega.

Naturalmente, gocce simili stanno accadendo fino alla centrale elettrica. Lì, l'aumento del carico (in ampere) diminuisce la tensione a causa della resistenza interna del generatore, ma anche a causa della potenza della turbina. VA = W. Se A aumenta oltre la specifica, V deve diminuire in proporzione in modo che W possa rimanere all'interno della capacità della turbina. Avere la turbina e il rallentamento della turbina non è un'opzione, perché è alimentazione CA e deve rimanere sincronizzata.

Tutte le batterie hanno un effetto memoria quando vengono scaricate in modo tale da tornare lentamente vicino alla tensione precedente dopo un breve carico di scoppio. C'è anche una caduta di tensione rapida momentanea a causa di un carico di ESR * I = Δ V.

Pertanto, entrambe le misurazioni devono essere eseguite contemporaneamente per verificare la calibrazione degli errori e considerare la quantità di soglie di isteresi necessarie per prevenire l'oscillazione del sonno, i cicli di sveglia.

La costante di tempo dell'effetto memoria può variare da alcuni a molti minuti a seconda della corrente di dispersione "senza carico" dopo un carico.

A causa di questi effetti combinati che potrebbero essere calcolati per una data cella (ΔV = ESR * V / Rload + t / ESR * C2) la tensione di interruzione viene spesso abbassata per catturare la carica immagazzinata nella capacità di memoria C2 fintanto che la conosci ritorna alla soglia di sicurezza Vmin. Il rapido invecchiamento della batteria si verifica per un periodo di tempo inferiore alla soglia di Vmin.

Per i dettagli, consultare la scheda tecnica della batteria.

C'è caduta di tensione dovuta alla resistenza interna della batteria che entra in gioco, quindi vedrai la caduta di tensione di un valore di i * r (dove i è la corrente che scorre e r è la resistenza interna della batteria)

Una nuova batteria avrà una caduta di tensione molto inferiore a quella caricata. Una batteria al litio vecchia, consumata o danneggiata ha una resistenza interna molto più elevata rispetto a una batteria nuova. È danneggiato se è stato completamente caricato per più di qualche mese, se è stato scaricato troppo basso o se ha avuto troppi cicli di carica-scarica.

Mentre tutte le altre risposte sono fantastiche e dicono anche quello che vorrei dirti (la tensione della batteria diminuisce quando c'è un carico), vorrei aggiungere qualcosa:

Il motivo per cui si presenta che la caduta di tensione è la "resistenza interna". Voglio menzionare che il modello di una resistenza interna è SOLO UN MODELLO che funziona molto bene nel modellare le proprietà di una sorgente di tensione, pur essendo allo stesso tempo semplice e facile da calcolare.

In realtà, è più complicato. La resistenza dei componenti interni della batteria che la corrente deve attraversare (intenzionalmente non li chiamo "resistenza interna", perché questo è un termine del modello sopra menzionato) gioca un ruolo, ma non è l'unico ruolo. Nella maggior parte delle batterie si verifica una reazione chimica che separa le cariche in alcuni strati di confine. Questa reazione chimica segue le leggi della fisica statistica. Si ferma quando ( equilibrio chimicoè raggiunto. La separazione delle cariche genera la tensione che è possibile misurare e questa tensione è un fattore di equilibrio chimico (maggiore è la tensione, minore è la separazione per creare una nuova coppia di cariche separate). Quando si collega un carico ora, si eliminano le cariche a intervalli costanti (perché è presente una corrente elettrica). Se il sistema raggiunge ora la situazione di equilibrio, la quantità di cariche e tensioni separate sarà inferiore (poiché è necessario creare più cariche).

La tensione della batteria di solito non scende solo perché è collegato un carico. Ma la tensione misurata tende a calare

Ecco cosa devi sapere sulle misurazioni della tensione

Un voltmetro utilizza un resistore con un'altissima resistenza. Idealmente, è infinito. Il voltmetro misura la tensione attraverso questo resistore.

Pertanto, quando si collega una batteria al voltmetro, la resistenza interna della batteria è insignificante rispetto alla resistenza del voltmetro. Quindi la maggior parte della caduta di tensione si verifica attraverso la resistenza del voltmetro e non la resistenza interna della batteria. Quindi, si misura la giusta tensione.

Tuttavia, il microcontrollore potrebbe avere una resistenza non troppo elevata. Se la batteria aveva una resistenza interna di 1 milli ohm e il voltmetro utilizzava una resistenza da 24000 ohm, questo errore è previsto.