¿Qué es la resistencia interna de la batería?

¿Qué es la resistencia interna de la batería?

En esta publicación intentamos investigar la resistencia interna de la batería e intentamos aprender las características críticas involucradas con este parámetro de la batería.

¿Qué es la resistencia interna de la batería?

La resistencia interna (IR) de una batería es básicamente el nivel de oposición al paso de electrones o corriente a través de la batería en un circuito cerrado. Básicamente, hay dos factores que influyen en la resistencia interna de una batería en particular: la resistencia electrónica y la resistencia iónica. La resistencia electrónica junto con la resistencia iónica se denomina convencionalmente como la resistencia efectiva total.



La resistencia electrónica permite el acceso a la resistividad de los componentes prácticos que pueden incluir las cubiertas metálicas y otros materiales asociados relevantes y también, a qué nivel estos materiales pueden estar en contacto físico entre sí.



El resultado de los parámetros anteriores relacionados con la generación de la resistencia efectiva total podría ser rápido y podría observarse dentro de la fracción inicial de milisegundos después de que una batería se somete a una carga.

¿Qué es la resistencia iónica?

La resistencia iónica es la resistencia al paso de electrones dentro de la batería como resultado de una multitud de parámetros electroquímicos que pueden incluir conductividad del electrolito, flujo de iones y sección transversal de la superficie del electrodo.



Dichos resultados de polarización se inician con bastante lentitud en comparación con la resistencia electrónica que se suma a la resistencia efectiva total, que suele tener lugar algunos milisegundos después de que una batería se ve influenciada bajo carga.

A menudo se implementa una evaluación de prueba de impedancia de 1000 Hz para indicar la resistencia interna. La impedancia se conoce como resistencia ofrecida al paso de CA a través de un bucle determinado. Como consecuencia de la frecuencia relativamente alta de 1000 Hz, es probable que algún grado de resistencia iónica no se registre por completo.

En la mayoría de los casos, la importancia de la impedancia de 1000 Hz estará por debajo del valor de resistencia efectiva general para la batería relevante en cuestión. Se podría intentar una verificación de impedancia en un rango seleccionado de frecuencias para permitir una visualización precisa de la resistencia interna.



Efecto de la resistencia iónica

El efecto de una resistencia electrónica e iónica se puede identificar cuando la configuración se prueba con una verificación de entrada de doble pulso. Esta prueba utiliza un procedimiento de introducción de una batería en cuestión en un drenaje de fondo moderado para que la descarga se estabilice primero antes de que se inicie la pulsación con una carga más significativa, durante unos 100 milisegundos.

Calcular la resistencia efectiva

Con la ayuda de la 'Ley de Ohm', la resistencia efectiva total se evalúa fácilmente dividiendo la diferencia de voltaje por la diferencia de corriente. Haciendo referencia a la evaluación que se muestra en la (fig. 1), con una carga de estabilización de 5 mA junto con un pulso de 505 mA, la diferencia de corriente es de 500 mA. Si el voltaje se desvía de 1.485 a 1.378, el voltaje delta podría observarse como 0.107 Voltios, lo que indica una resistencia efectiva total de 0.107 Voltios / 500mA o 0.214 Ohmios.

Calcular la resistencia efectiva

Se podría esperar que las resistencias efectivas características de las baterías cilíndricas alcalinas Energizer nuevas (a través de un drenaje de estabilización de 5 mA e inmediatamente con un pulso de 505 mA, 100 milisegundos) estén entre 150 y 300 miliohms, según lo determinado por la dimensión relativa.

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Además, se incorporan amplificadores flash para inducir una aproximación de la resistencia interna. Se entiende que los amplificadores flash son la corriente máxima que se puede esperar que suministre una batería durante un tiempo significativamente más corto.

Esta prueba a veces se lleva a cabo cortando eléctricamente una batería con una resistencia de 0.01 ohmios durante 0.2 segundos y registrando el voltaje del circuito cerrado. La circulación de corriente a través de la resistencia podría determinarse mediante la Ley de Ohm y dividiendo el voltaje del circuito cerrado por 0.01 ohmios.

El voltaje de circuito abierto antes de la prueba se divide por los amperios de destello para lograr una aproximación de la resistencia interna.

Teniendo en cuenta que los amperios de destello no pueden ser fáciles de determinar perfectamente y el OCV puede calcularse en numerosas condiciones, esta forma de medición solo debe aplicarse para lograr una aproximación genérica de la resistencia interna.

La caída de voltaje de una batería bajo carga puede ser relativa a la resistencia efectiva total junto con la tasa de drenaje de corriente.

La información general de la caída de voltaje inicial bajo carga se estima típicamente multiplicando la resistencia efectiva total por el consumo de corriente sometido a la batería.

Digamos que una batería con una resistencia interna de 0,1 ohmios se descarga o se agota a una velocidad de 1 amperio.
Entonces, según la ley de Ohm:

V = I x R = 1 x 0.1 = 0.1 Voltios

Si consideramos que el voltaje de circuito abierto es 1.6V, entonces el voltaje de circuito cerrado esperado de la batería podría escribirse como:

1,6 - 0,1 = 1,5V.

Cómo aumentan las resistencias internas

En términos generales, la resistencia interna aumentará en el curso de la descarga causada por los componentes activos dentro de la batería que se ponen en uso.

Dicho esto, la tasa de variación a lo largo de la descarga no es uniforme. La composición química de la batería, la intensidad de la descarga, la tasa de disipación y la edad de la batería pueden afectar fácilmente la resistencia interna en el curso de la descarga.

Las condiciones invernales podrían provocar que las tendencias electroquímicas que se materializan dentro de la batería se desaceleren, lo que resultará en una reducción de la actividad iónica en el electrolito. Eventualmente, la resistencia interna aumentaría a medida que bajaran las temperaturas circundantes.

El gráfico (fig. 2) demuestra el resultado de la temperatura sobre la resistencia efectiva total de una batería alcalina AA Energizer E91 nueva. En general, la resistencia interna podría posiblemente determinarse de acuerdo con la caída de voltaje de la batería bajo condiciones de carga reconocidas.

Los logros podrían verse afectados por el enfoque, la configuración y las restricciones climáticas. La resistencia interna de una batería debe considerarse como una regla general genérica y no como una magnitud precisa cada vez que se aplica a la caída de voltaje estimada para una aplicación determinada.

resistencia total efectiva de la batería AA nueva


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