pin. ví dụ tính toán

Pin là nguồn dòng điện hóa, sau khi phóng điện, có thể được sạc bằng dòng điện lấy từ bộ sạc. Khi dòng sạc chạy trong pin, quá trình điện phân xảy ra, do đó các hợp chất hóa học được hình thành trên cực dương và cực âm trên các điện cực ở trạng thái hoạt động ban đầu của pin.

Năng lượng điện, khi được sạc trong pin, được chuyển đổi thành dạng năng lượng hóa học. Khi nó được thải ra, dạng hóa học của năng lượng trở thành điện năng. Cần nhiều năng lượng hơn để sạc pin hơn là có thể thu được bằng cách xả pin.

Điện áp của mỗi ô của ắc quy chì-axit sau khi sạc 2,7 V không được giảm xuống dưới 1,83 V khi xả.

Điện áp trung bình của pin niken-sắt là 1,1 V.

Dòng sạc và xả của pin bị giới hạn và do nhà sản xuất đặt (xấp xỉ 1 A trên 1 dm2 của tấm pin).

Lượng điện có thể được rút ra từ một pin sạc được gọi là công suất ampe giờ của pin.

Pin cũng được đặc trưng bởi năng lượng và hiệu suất hiện tại.Năng lượng hoàn trả bằng tỷ lệ giữa năng lượng nhận được trong quá trình xả với năng lượng tiêu tốn để sạc pin: ηen = Araz / Azar.

Đối với pin chì-axit ηen = 70% và đối với pin sắt-niken ηen = 50%.

Sản lượng hiện tại bằng tỷ lệ giữa lượng điện nhận được trong quá trình phóng điện với lượng điện tiêu thụ trong quá trình sạc: ηt = Q lần / Qchar.

Pin chì-axit có ηt = 90% và pin sắt-niken ηt = 70%.

tính toán pin

1. Tại sao dòng điện trở lại của pin lớn hơn năng lượng trở lại?

ηen = Araz / Azar = (Up ∙ Ip ∙ tp) / (Uz ∙ Iz ∙ tz) = Up / Uz ∙ ηt.

Năng lượng hoàn trả bằng với trở lại hiện tại ηt nhân với tỷ lệ giữa điện áp xả với điện áp nạp. Vì tỉ số Uр/U3 < 1 nên ηen < ηt.

2. Một pin axit-chì có điện áp 4 V và dung lượng 14 Ah được hiển thị trong hình. 1. Kết nối của các tấm được hiển thị trong hình. 2. Kết nối các tấm song song làm tăng dung lượng pin. Hai tấm được mắc nối tiếp để tăng hiệu điện thế.

Cơm. 1. Ắc quy chì-axit

Cơm. 2. Kết nối các bản của pin chì-axit cho điện áp 4 V

Pin được sạc trong 10 giờ với dòng điện Ic = 1,5 A và phóng điện trong 20 giờ với dòng điện Ip = 0,7 A. Hiệu suất dòng điện là bao nhiêu?

Qp = Ip ∙ tp = 0,7 ∙ 20 = 14 A • h; Qz = Iz ∙ tz = 1,5 ∙ 10 = 15 A • h; ηt = Qp/Qz = 14/15 = 0,933 = 93%.

3. Pin được sạc với dòng điện 0,7 A trong 5 giờ. Nó sẽ phóng điện với dòng điện 0,3 A với dòng điện đầu ra ηt = 0,9 (Hình 3) trong bao lâu?

Cơm. 3. Hình và sơ đồ ví dụ 3

Điện lượng dùng để sạc pin là: Qz = Iz ∙ tz = 0,7 ∙ 5 = 3,5 A • h.

Lượng điện năng Qp giải phóng trong quá trình phóng điện được tính theo công thức ηt = Qp / Qz, từ đó Qp = ηt ∙ Qz = 0,9 ∙ 3,5 = 3,15 A • h.

Thời gian phóng điện tp = Qp/Ip = 3,15/0,3 = 10,5 giờ.

4. Pin 20 Ah được sạc đầy trong vòng 10 giờ từ nguồn điện xoay chiều thông qua bộ chỉnh lưu selen (Hình 4). Cực dương của bộ chỉnh lưu được nối với cực dương của ắc quy khi sạc. Pin được sạc với dòng điện nào nếu hiệu suất dòng điện ηt = 90%? Với cường độ dòng điện bao nhiêu thì pin có thể xả hết trong 20 giờ?

Cơm. 4. Hình và sơ đồ ví dụ 4

Dòng sạc pin là: Ic = Q / (ηt ∙ tc) = 20 / (10 ∙ 0,9) = 2,22 A. Dòng xả cho phép Iр = Q / tr = 20/20 = 1 A.

5. Một bộ ắc quy gồm 50 ô được sạc với dòng điện 5 A. một ô 2,1 V, điện trở trong rvn = 0,005 Ôm. Điện áp pin là gì? Là gì vân vân. c.phải có bộ tạo điện tích có điện trở trong rg = 0,1 Ôm (Hình 5)?

Cơm. 5. Hình và sơ đồ ví dụ 5

D. d. C. pin bằng: Eb = 50 ∙ 2.1 = 105 V.

Điện trở trong của pin rb = 50 ∙ 0,005 = 0,25 Ohm. D. d. S. sinh điện bằng tổng e. vân vân. với pin và điện áp rơi trong pin và máy phát điện: E = U + I ∙ rb + I ∙ rg = 105 + 5 ∙ 0,25 + 5 ∙ 0,1 = 106,65 V.

6. Bộ acquy gồm 40 ô có điện trở trong rvn = 0,005 Ôm và e. vân vân. trang 2.1 V. Pin được sạc với dòng điện I = 5 A từ máy phát điện, ví dụ: vân vân. vớiđó là 120 V và điện trở trong rg = 0,12 Ohm. Xác định điện trở bổ sung rd, công suất của máy phát điện, công suất hữu ích của điện tích, tổn thất điện năng trong điện trở bổ sung rd và tổn thất điện năng trong pin (Hình 6).

Cơm. 6. Tính toán bộ tích lũy

Tìm điện trở bổ sung bằng cách sử dụng Định luật Kirchhoff thứ hai:

Ví dụ = Eb + rd ∙ I + rg ∙ I + 40 ∙ rv ∙ I; rd = (Eg-Eb-I ∙ (rg + 40 ∙ rv))/I = (120-84-5 ∙ (0,12 + 0,2))/5 = 34,4/5 = 6,88 Ohm …

Vì e.v.v. C. Khi sạc pin, EMF của tế bào khi bắt đầu sạc là 1,83V, sau đó khi bắt đầu sạc, với điện trở bổ sung không đổi, dòng điện sẽ lớn hơn 5A. dòng điện, cần phải thay đổi điện trở bổ sung.

Tổn thất công suất ở điện trở phụ ∆Pd = rd ∙ I^2 = 6,88 ∙ 5^2 = 6,88 ∙ 25 = 172 W.

Tổn thất điện năng trong máy phát ∆Pg = rg ∙ I^2 = 0,12 ∙ 25 = 3 W.

Công suất tổn thất ở nội trở của pin ∆Pb = 40 ∙ rvn ∙ I^2 = 40 ∙ 0,005 ∙ 25 = 5 W.

Công suất máy phát cung cấp ra mạch ngoài là Pg = Eb ∙ I + Pd + Pb = 84 ∙ 5 + 172 + 5 = 579 W.

Công suất nạp hữu ích Ps = Eb ∙ I = 420 W.