क्या बैटरी वोल्टेज वास्तव में कम होता है जब एक लोड से जुड़ा होता है, या क्या यह ऐसा करने के लिए प्रकट होता है?

Question

क्षमा करें यदि Im इस प्रश्न को अजीब तरीके से कह रहा है। मैं एक 3.7 वी बैटरी का उपयोग कर रहा हूं और मेरा माइक्रोकंट्रोलर वोल्टेज की निगरानी करता है और अगर मेरी बैटरी वोल्टेज बहुत कम है तो सो जाता है। मुद्दा यह है कि यह बैटरी की तुलना में कम वोल्टेज को पढ़ता है अगर मैं इसे डिस्कनेक्ट करता हूं और अपने मल्टीमीटर के साथ इसे जांचता हूं। उदाहरण के लिए, मेरा माइक्रोकंट्रोलर 3.65V पढ़ेगा जब मेरी मल्टीमीटर 3.8V पर मेरी डिस्कनेक्ट की गई बैटरी को पढ़ेगा। क्या मेरा माइक्रोकंट्रोलर वोल्टेज को गलत तरीके से पढ़ रहा है या क्या मुझे उस लोड-वोल्टेज से इलाज करना चाहिए जिसे मेरा माइक्रोकंट्रोलर वास्तविक वोल्टेज के रूप में पढ़ रहा है?

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क्या आप दोनों बार मल्टीमीटर के साथ बैटरी (जुड़े हुए डिस्कनेक्टेड) ​​को माप रहे हैं या आप माइक्रोकंट्रोलर से कुछ आंतरिक तुलना कर रहे हैं? मापक बनाने के लिए मल्टीमीटर का उपयोग करें जबकि नियंत्रक जुड़ा हुआ है यदि आप कर सकते हैं।

— mbrig

एक कार की बैटरी 13V से अधिक होती है जब कनेक्ट नहीं होती है, फिर भी इंजन शुरू करते समय 10.5V तक गिरती है। कौन सा वोल्टेज सही है? दोनों।

— मस्त

बस एक नोट जोड़ना है। कुछ बैटरी, जैसे लिथियम आयन, श्रृंखला प्रतिरोध अवधारणा द्वारा बहुत अच्छी तरह से मॉडलिंग की जाती हैं। एक सच्चा सेल वोल्टेज है जो दुर्गम है, और यह Vout + Iout * ESR के बराबर है। जब आप लोड हटाते हैं, तो वोल्टेज जल्दी से ठीक हो जाता है। लेकिन लीड एसिड या क्षारीय बैटरी के साथ, लोड को हटाने के बाद अंतिम ओपन-सर्किट वोल्टेज को पुनर्प्राप्त करने में बहुत अधिक समय लग सकता है। दूसरे शब्दों में, यह एक रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में वोल्टेज स्रोत से अधिक जटिल है। किसी प्रकार का लंबे समय से निरंतर वोल्टेज की वसूली होती है।

— mkeith

आपको उन उत्तरों को स्वीकार करना चाहिए जो आपकी आवश्यकता को पूरा करते हैं।

— रसेल मैकमोहन

Answer 1

हाँ, यह कम हो जाता है।

आपके द्वारा देखा जाने वाला प्रभाव आंतरिक प्रतिरोध कहलाता है :

एक व्यावहारिक विद्युत शक्ति स्रोत जो एक रैखिक विद्युत सर्किट है <...> एक प्रतिबाधा के साथ श्रृंखला में एक आदर्श वोल्टेज स्रोत के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। इस प्रतिबाधा को स्रोत का आंतरिक प्रतिरोध कहा जाता है।

सीधे शब्दों में कहें, एक बैटरी एक आदर्श वोल्टेज स्रोत नहीं है। एक विशिष्ट बैटरी (यानी गैर-आदर्श वोल्टेज स्रोत ) इस तरह दिखाई देगी:

आप जो माप कर रहे हैं वह टर्मिनलों A और B के बीच वोल्टेज है। ओम के नियम के अनुसार:

$$U_{AB} = E * \frac{R}{R+r}$$

• जब कोई सर्किट है, तो आप अपने वाल्टमीटर के आंतरिक श्रृंखला प्रतिरोध कल्पना कर सकते हैं $R_{volt}$ की भूमिका लेने $R$ । हालांकि, $R_{volt}$ आमतौर पर $r$ की तुलना में इतना बड़ा (दसियों या सैकड़ों मेगाहोम) है (आमतौर पर एक ओम के अंश) कि $\frac{R_{volt}}{R_{volt}+r}$ 1 तक जाता है, इसलिए मापा गया ओपन-सर्किट वोल्टेज बैटरी के आंतरिक (सच्चे) वोल्टेज$E$।

• जब वहाँ है के बराबर श्रृंखला प्रतिरोध के साथ एक बंद सर्किट $R$ , आप को देखने के लिए कि मापा वोल्टेज में सक्षम हो जाएगा $U_{AB}$ के अनुपात में चला जाता है $R$ , ऊपर सूत्र के अनुसार।

तो, वोल्टेज ड्रॉप है असली - मापा वोल्टेज क्या अपनी लोड हो जाता है है। यह बैटरी से जितना अधिक करंट खींचता है, उतना ही कम वोल्टेज मिलता है।

Answer 2

जब बैटरी खुली होती है तो आप एक ओपन सेल वोल्टेज माप रहे होते हैं। जब बैटरी सिस्टम में होती है तो वह लोड के तहत सेल वोल्टेज को बंद कर देती है। आप बैटरी के आंतरिक प्रतिबाधा के पार कुछ वोल्टेज गिरा रहे हैं क्योंकि माप की जा रही है जब आपका सिस्टम चालू है (इसलिए टर्मिनलों पर वोल्टेज वास्तव में कम है)। तो दोनों माप MCU और मल्टीमीटर सही हैं, अंतर यह है कि मल्टीमीटर> 1Mohm लोड है जबकि MCU बहुत कम है (चूंकि संभवतः कम से कम mAs शक्ति ड्राइंग)।

खेलने पर एक और प्रभाव हो सकता है। बैटरियां एक रिकवरी घटना को प्रदर्शित करती हैं जहां अगर खुले सेल को बिना लोड के छोड़ दिया जाए तो कुछ वोल्टेज एक समय अंतराल के बाद ठीक हो जाएंगे।

Comments

इसलिए मैं चाहता हूं कि मेरी माइक्रोकंट्रोलर नींद में जाए जब मेरी बैटरी 3.6 वी पर हो। लोड के तहत जुड़ा हुआ बंद सेल मतदान खुले सेल वोल्टेज से 0.2V कम लगता है। क्या मुझे सोना चाहिए जब मेरा माइक्रोकंट्रोलर 3.4V पढ़ता है? या बस सो जाओ जब यह 3.6V पढ़ता है तब भी यह 3.8V ओपन सेल दिखाएगा?

— तापतो सोमब्रेरो

वह एक विकल्प है। आप अपने खुले और बंद सेल वोल्टेज को सहसंबद्ध कर रहे हैं और रैखिक मानचित्रण मान रहे हैं। हालांकि, ध्यान रखें कि विभिन्न कोशिकाओं में अलग-अलग आंतरिक प्रतिबाधा हो सकती है। यदि आप एक प्रोडक्ट कॉर्नर का निर्माण कर रहे हैं, तो यह पता लगाने के लिए / डेटा अध्ययन किया जाना चाहिए कि मैपिंग क्या होनी चाहिए। एक अन्य विकल्प यह है कि सिस्टम को सबसे कम बिजली की स्थिति में रखा जाए (सभी बाह्य उपकरणों को बंद कर दिया जाए और कुछ कम बिजली की स्थिति में एमसीयू की अपेक्षा की जाए)। यदि आप एक बहुत ही हल्के लोड के तहत वोल्टेज को माप सकते हैं तो आपके एमसीयू और मल्टी-मीटर रीडिंग करीब होनी चाहिए और कम त्रुटि होगी।

— ईज़ीऑम

अपनी बैटरी केमिस्ट्री की जांच भी अवश्य करें। सुनिश्चित करें कि सुरक्षित बंद करने के लिए कोई सख्त आवश्यकता नहीं है। आप यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि आपकी माप की त्रुटि कभी भी सेल को कुछ असुरक्षित स्थिति में न रख सके। आपके द्वारा सूचीबद्ध वोल्टेज के साथ, और लिथियम बैटरी मानकर आपको ठीक होना चाहिए, लेकिन सिर्फ यह ध्यान देने योग्य है।

— ईज़ीऑम

@fishinear - " ओपी को सभी टिप्पणियों की सूचनाएँ मिलती हैं " यही नहीं यह कैसे काम करता है (यह मानते हुए कि आप प्रश्न के "ओपी" का मतलब है)। आपने एक जवाब पर टिप्पणी की , सवाल पर नहीं , फिर भी आपकी टिप्पणी को प्रश्न के ओपी - टैपटो पर स्पष्ट रूप से निर्देशित किया गया था । यह मेटा देखें। वह पोस्ट देखें जहां स्वीकृत उत्तर कहता है "किसी प्रश्न पर, आपको केवल प्रश्न पर टिप्पणियों के लिए सूचनाएं स्वतः प्राप्त होंगी, उत्तर नहीं" जो मेरे अनुभव की पुष्टि करता है। "@" का उपयोग किए बिना, उत्तर लेखक गोंज़िक 007 को आपकी टिप्पणी के बारे में सूचित किया गया था, न कि प्रश्न का ओपी। HTH

— SamGibson

@fishinear - " बहुत ज्यादा सभी सीपीयू जिन्हें मैं भूरा-बाहर डिटेक्टरों के बारे में जानता हूं " हां, लेकिन जो लोग एमसीयू को रीसेट करते हैं, वे इसे नींद मोड में प्रवेश करने का कारण नहीं बनते हैं । अलग अलग बातें। इसीलिए आपकी टिप्पणी है कि " सामान्य रूप से आप सीपीयू को सोने से पहले ही लगाना चाहेंगे क्योंकि यह बहुत कम वोल्टेज के कारण काम करना बंद कर देगा [...] अधिकांश माइक्रो कंट्रोलर खुद करते हैं, इसलिए आपको इसे करने की कोई आवश्यकता नहीं है " यह भ्रमित करने वाला था, क्योंकि यह सुझाव देता था कि MCUs खुद को कम वोल्टेज की स्थिति में सोने के लिए कहते हैं। अब आपने स्पष्ट कर दिया है कि आपका मतलब है कि वे बीओआर के कारण रीसेट करते हैं - इसके लिए धन्यवाद।

— SamGibson

Answer 3

हर बैटरी में आउटपुट प्रतिरोध की एक निश्चित मात्रा होती है। यदि एक रोकनेवाला के माध्यम से प्रवाह होता है तो क्या होता है? हाँ, एक वोल्टेज ड्रॉप! तो जितना अधिक करंट आप बैटरी से खींचेंगे, आउटपुट वोल्टेज उतना ही कम होगा।

Answer 4

यह सभी बिजली आपूर्ति का सच है

दरअसल, बैटरी लोड होने पर उनके वोल्टेज को रोक देती है। तो बाकी सब करता है ।

मुख्य अपराधी ओहम का नियम, ई = आईआर है, जहां किसी भी चालक में वोल्टेज ड्रॉप उसके एम्परेज ड्रा के लिए आनुपातिक है।

बैटरी के सैग का एक हिस्सा रासायनिक होता है, लेकिन इसका हिस्सा केवल ओम के अपने आंतरिक घटकों के विधि प्रतिरोध है।

मान लीजिए कि आपके पास 4 साधारण वीडियो कार्ड के साथ एक पागल गेमिंग रिग है, तो कॉम्बो गेमिंग के दौरान 1000 वाट खींचता है । लेकिन यह सिर्फ विंडोज होमस्क्रीन पर बैठा है और केवल 100 वाट खींच रहा है। पावर केबल 20A @ 5V को ले जा रहे हैं, और 0.01 वोल्ट को छोड़ रहे हैं, इसलिए कार्ड को 4.99 वोल्ट मिलता है। (तार 2000 सीमेंस == 1/2000 ओम हैं।)

इस हल्के लोड पर, एसी बिजली की आपूर्ति अक्षम और खराब बिजली का कारक है, इसलिए यह 120V के मुख्य मार्गों से 240VA या 2 एम्पियर आ रहा है। पैनल पर वापस जाने वाला शाखा सर्किट 0.4 ​​वोल्ट छोड़ रहा है। चालकता 5 सीमेंस == 1/5 ओम है।

अब आप अपने सबसे अधिक मांग वाले गेम को फायर करें। 5V पर 200A को खींचते हुए, अपने पीसी के वायरिंग के अंदर प्रतिरोधक नुकसान अकेले 0.1 वोल्ट तक पहुंच जाता है। तो कार्ड में 4.90 वोल्ट मिलते हैं। वह एक बूंद है।

इस बीच, बिजली की आपूर्ति एसीए से 10A (1200VA) होती है। वायरिंग वोल्टेज ड्रॉप अनुमानित रूप से 2.0 वोल्ट तक बढ़ जाता है, इसलिए पावर सप्ली में वोल्टेज 118 वी है। सबसे अधिक संभावना है कि एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति क्षतिपूर्ति करने के लिए एक स्किच को अधिक खींचती है, अन्यथा इसके आउटपुट वोल्टेज भी कम हो जाएगा।

सेफ्टी ग्राउंड पर कोई करंट नहीं खींचा जा रहा है, इसलिए यह नहीं गिर रहा है। जमीन से मापा जाता है, तटस्थ 1 वोल्ट है और गर्म 119 वोल्ट है। और हम इसका उपयोग सही वायरिंग की पुष्टि करने के लिए कर सकते हैं। यह एक टोक़ रिंच पर सूचक पट्टी की तरह है, यह झुकता नहीं है।

बेशक, बिजली संयंत्र में सभी तरह की बूंदें वापस आ रही हैं। वहां, बढ़े हुए भार (एम्पों में) जेनरेटर के आंतरिक प्रतिरोध के कारण वोल्टेज को बंद कर देता है, लेकिन टरबाइन हॉर्सपावर के कारण भी। वीए = डब्ल्यू। यदि A कल्पना से परे बढ़ता है, तो V को अनुपात में कमी करनी चाहिए ताकि W टरबाइन की क्षमता के भीतर रह सके। टरबाइन बोगी और धीमा होना एक विकल्प नहीं है, क्योंकि यह एसी शक्ति है और सिंक में रहना चाहिए।

Answer 5

सभी बैटरी का एक मेमोरी प्रभाव होता है जब इसे अनलोड किया जाता है ताकि वे शॉर्ट बर्स्ट लोड के बाद धीरे-धीरे पिछले वोल्टेज के पास वापस आ सकें। ESR * I =। V के भार के कारण वोल्टेज में क्षणिक त्वरित गिरावट भी है।

तो दोनों माप त्रुटियों के लिए अंशांकन की जांच के लिए एक ही समय में लिया जाना चाहिए और नींद, जागने के चक्र के दोलन को रोकने के लिए आवश्यक हिस्टैरिसीस थ्रेसहोल्ड की मात्रा पर विचार करना चाहिए।

मेमोरी प्रभाव समय निरंतर एक लोड के बाद "नो-लोड" रिसाव वर्तमान के आधार पर कई मिनट तक हो सकता है।

इन संयुक्त प्रभावों के कारण, जो किसी दिए गए सेल (=V = ESR * V / Rload + t / ESR * C2) के लिए गणना की जा सकती है, कट-ऑफ वोल्टेज को अक्सर मेमोरी कैपेसिटी C2 में संग्रहीत चार्ज को पकड़ने के लिए कम किया जाता है, जब तक आप इसे जानते हैं सुरक्षित विमिन दहलीज पर लौटता है। बैटरी तेजी से उम्र बढ़ने इसकी विमिन सीमा के नीचे समय की मात्रा के लिए होता है।

विवरण के लिए बैटरी डेटाशीट की समीक्षा करें।

Answer 6

बैटरी में आंतरिक प्रतिरोध के कारण वोल्टेज में गिरावट आ रही है, इसलिए आप वोल्टेज ड्रॉप को i * r (जहाँ मैं वर्तमान प्रवाह है और r बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध है) के मान से देखेंगे।

Answer 7

एक नई बैटरी में आपके द्वारा लोड की गई वोल्टेज ड्रॉप बहुत कम होगी। एक पुरानी, ​​खराब हो चुकी या क्षतिग्रस्त लिथियम बैटरी में नई बैटरी की तुलना में बहुत अधिक आंतरिक प्रतिरोध होता है। यह क्षतिग्रस्त है अगर इसे पूरी तरह से कुछ महीनों से अधिक समय तक चार्ज किया गया है, अगर इसे बहुत कम डिस्चार्ज किया गया है या यदि इसमें बहुत अधिक चार्ज-डिस्चार्ज चक्र हैं।

Answer 8

हालांकि अन्य सभी उत्तर बहुत अच्छे हैं और मैं आपको क्या बताऊंगा (बैटरी वोल्टेज वास्तव में लोड होने पर कम होता है), मैं कुछ जोड़ना चाहूंगा:

जो कारण प्रस्तुत किया गया है कि वोल्टेज ड्रॉप "आंतरिक प्रतिरोध" है। मैं यह उल्लेख करना चाहता हूं कि एक आंतरिक प्रतिरोध का मॉडल JUST A MODEL है जो वोल्टेज स्रोत के गुणों को मॉडलिंग करने में बहुत अच्छी तरह से काम करता है, जबकि एक ही समय में सरल और गणना करने में आसान है।

वास्तव में, यह अधिक जटिल है। बैटरी के आंतरिक घटकों का प्रतिरोध जिसे वर्तमान से गुजरना पड़ता है (मैं जानबूझकर उन "आंतरिक प्रतिरोध" को नहीं बुलाता हूं, क्योंकि यह उपर्युक्त मॉडल से एक शब्द है) एक भूमिका निभाता है, लेकिन यह एकमात्र भूमिका नहीं है। अधिकांश बैटरियों में एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है जो कुछ बॉर्डर लेयर पर चार्ज को अलग करती है। यह रासायनिक प्रतिक्रिया सांख्यिकीय भौतिकी के नियमों का पालन करती है। यह तब आता है जब रासायनिक संतुलन ( रासायनिक संतुलन) होता हैपहुंच गया। आवेशों का पृथक्करण उस वोल्टेज को उत्पन्न करता है जिसे आप माप सकते हैं, और यह वोल्टेज रासायनिक संतुलन का एक कारक है (वोल्टेज जितना अधिक होता है, कम जुदाई अलग-अलग आवेशों की एक नई जोड़ी बनाने के लिए होती है)। जब आप एक लोड संलग्न करते हैं, तो आप निरंतर अंतराल पर शुल्क लेते हैं (क्योंकि विद्युत प्रवाह होता है)। यदि सिस्टम अभी संतुलन की स्थिति में पहुंचता है, तो अलग-अलग शुल्क और वोल्टेज की मात्रा कम होगी (क्योंकि अधिक शुल्क का निर्माण करना होगा)।

Answer 9

बैटरी वोल्टेज आमतौर पर सिर्फ इसलिए नहीं गिरता क्योंकि इसमें लोड जुड़ा होता है। लेकिन मापा वोल्टेज गिरता है

यहां आपको वोल्टेज मापों के बारे में पता चला है

एक वाल्टमीटर एक प्रतिरोधक का बहुत उच्च प्रतिरोध के साथ उपयोग करता है। आदर्श रूप से, यह अनंत है। वाल्टमीटर इस रोकनेवाला के पार वोल्टेज को मापता है।

इसलिए जब आप बैटरी को अपने वाल्टमीटर से जोड़ते हैं, तो वोल्टमीटर के प्रतिरोध की तुलना में बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध नगण्य होता है। इसलिए अधिकतर वोल्टेज ड्रॉप वाल्टमीटर के प्रतिरोध में होता है, न कि बैटरी के आंतरिक प्रतिरोधक में। इसलिए, आप सही वोल्टेज को मापते हैं।

हालाँकि, आपके माइक्रोकंट्रोलर में एक प्रतिरोध हो सकता है जो बहुत अधिक नहीं है। यदि बैटरी में 1 मिली ओम का आंतरिक प्रतिरोध था, और वाल्टमीटर 24000 ओम अवरोधक का उपयोग कर रहा था, तो यह त्रुटि अपेक्षित है।

Comments

मल्टीमीटर डिजाइन के बारे में बात करके चीजों को और अधिक भ्रमित करने की आवश्यकता नहीं है। एक आदर्श (अनंत-प्रतिरोध) वाल्टमीटर उसी प्रभाव का अनुभव करेगा। समस्या बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध के वोल्टमीटर प्रतिरोध की तुलना नहीं कर रही है, लेकिन बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध की लोड प्रतिरोध से तुलना कर रही है।

— स्नेफेल

मल्टीमीटर का डिज़ाइन बताता है कि रीडिंग में अंतर क्यों है। बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक्स से संबंधित किसी को भी कुछ पता होना चाहिए

— प्रद्योत शांडिल्य

नहीं, यह व्याख्या नहीं करता है। रीडिंग में अंतर है क्योंकि वोल्टेज अलग है । यहां तक ​​कि अगर कोई मल्टीमीटर का उपयोग नहीं किया जा रहा था, तो बैटरी के पार वास्तविक वोल्टेज वास्तव में अलग होता है जब एक लोड जुड़ा होता है।

— स्नेफेल