Måle strømængde i batteri?

Man kan ikke måle strømmængden i et batteri.
Man kan måle spændingen over batteriet, og man kan måle hvor meget strøm det kan give i et kort øjeblik.
En batteritester måler hvor meget strøm batteriet kan give når det bliver belastet, man kan gøre det samme med et multimeter i f.eks 10 ampere området, men man skal kun gøre det et kort øjeblik, hvis resultatet, alt efter battertype er under 1-2 ampere, er batteriet ved at være brugt op.
-SCB

Hvis det er et bilbatteri skal du måle syreniveauet med en syretester, hvilket er det bedste mål for kapaciteten.

Du kan sagtens beregne kapaciteten (enhed "Ah" - amperetimer) på et batteri. Læg mærke til ordet "beregne". I det ligger nogle nødvendige målinger, som kræver:

1) et multimeter

2) nogle modstande

/coldplay :D

Hvad mener du, sbc?

Kan det lade sig gøre med et multimeter und nogle modstande?

Hold dig endelig ikke tilbage, sbc.

Vil gerne høre et råd fra en ekspert!

"Er det muligt at måle hvor meget strøm der er tilbage i et batteri? Med et multimeter f.eks., og uden at skulle ud og investere i de der målere, som er lavet til formålet."

Yeah, man, it's possible - I'll tell you the whole thing, man - trust me!

/coldplay

Ak ja... coldplay igen noget, du tror, du ved alt om.

Man kan ikke, måle strømmængden (Tilbageværende kapacitet) i et batteri med batteritester eller multimeter !

Man kan få et fingerprej om det, men ikke andet.

Skal man vide den nøjagtige tilbageværende kapacitet er det kun en akkumulator man kan "teste" som dannyboyd skriver med en syretester, uden at skulle aflade.

Når man skal teste f.eks et opladeligt batteri, for hvor godt det er, det vil sige hvor stor strømmængde det kan rumme, placerer man det i en analysatorlader, som gentagende gange aflader og oplader batteriet, samtidig med at det måler over tid, hvordan batteriet aflades. Så får du et nøjagtigt billed af strømmængden som batteriet kan rumme.

Det alaza spørger om er et alm batteri der ikke kan genoplades, her kan du ikke aflade og oplade igen, det eneste du kan er at måle hvor stor strøm batteriet kan give i et kort øjeblik, (Det er også det en batteritester gør) det giver et indtryk af batteriets indre modstand, og du får et fingerprej om hvor godt det er.

Men at du her ud af skulle kunne beregne det tilbageværende kapacitet særlig nøjagtig er noget sludder.
-SCB

Først og fremmest en uforbeholden undskylding til dig, sbc, for min grove og ubehøvlede fremfærd. Det var ikke nødvendigt. 1000 gange undskyld :|

alaza-->

Kapaciteten i et batteri bestemmes ud fra kendskab til batteriets tomgangsspænding Ubat, indre modstand Ri og kortslutningsstrømmen Ik.

Der gælder:

Ubat = Ri * Ik .

Ri og Ik beregnes, mens Ubat måles med batteriet ubelastet. For at bestemme Ri og dermed Ik, er det nødvendigt med nogle målinger af strømme gennem og spændinger over en række forskellige ydre modstande, som belaster batteriet.

Hvis f.eks Ubat = 9 V og Ry = 100 ohm, så er strømmen I gennem Ry cirka:

I = Ubat / Ry

I = 9 / 100 = 90 mA

Afsat effekt i Ry:

P = Ry * I^2

P = 100 * (0,09)^2 = 0,81 W = 810 mW

Her vælges en modstand, som kan klare en max. afsat effekt på 1W.

Hvis du skal beregne Ri med en rimelig nøjagtighed, så skal der foretages flere målinger med forskellige modstande < 100 ohm. Kan du nøjes med et overslag, så er det tilstrækkeligt med en 100 ohms modstand. Hvis f.eks Ri = 1 ohm, Ubat = 9 V, I = 0,09 A og Ry = 100 ohm, så vil spændingen over Ry være:

Ubel = Ry * I = Ubat - Ri * I

Ubel = 9 - 1 * 0,09 = 8,91 V .

Bemærk spændingen på 8,91 V over 100 ohms modstanden: Der afsættes effekt i Ry såvel som i Ri. Med andre ord forbruger batteriets indre modstand Ri også af processen, og derfor falder spændingen over batteriet til under 9V, hvor de 9 V er den tomgangsspænding, du måler, når batteriet er ubelastet.

Nu kender du jo ikke Ri, men hvis du f.eks måler Ubel = 8,9 V med Ubat = 9V, I = 0,09 A og Ry = 100 ohm, så kan Ri som en overslagsberegning beregnes til:

Ri = (Ubat - Ubel) / I

Ri = (9 - 8,9) / 0,09 = 1,1 ohm .

Nu kan du beregne batteriets kortslutningsstrøm til:

Ik = Ubat / Ri

Ik = 9 / 1,1 = 8,2 A .

For at beregne batteriets kapacitet eller tilbageværende kapacitet benyttes:

Ubel * I * 3600 [V*A*s] = Ubat * (Ik - I) * t .

Her er (Ik - I) * t den søgte kapacitet. For t gælder defor:

t = (Ubel * I * 3600) / (Ubat * (Ik - I))

t = (8,9 * 0,09 * 3600) / (9 * (8,2 - 0,09) = 39,5 s

Kapacitet = (Ik - I) * t = 8,11 * 39,5 = 320,4 A*s .

Det svarer til, at batteriet kan levere en strøm på 8,11 A i 39,5 sekunder.

Hvad med med at omregne det til amperetimer?

Der går (1 / 3600 h) på 1 s:

320,4 A*s = 320,4 A*s * (1 / 3600 h/s) = 0,089 A*h = 89 mA*h.

Se, så får du glæde af batteriet i min. 1 time eller over et længere tidsrum, forudsat at strømforbruget er mindre end 89 mA.

/coldplay

Endnu engang undskyld, scb. Skal ikke ske igen...

Ok..
Har du prøvet det i det praktiske liv?
Er det noget der er dokumenteret?
For at det holder stik, tror jeg at du er nødt til at have fabrikantens datablad over batteriet, og type (Brunsten, Alkaline, Litium osv) og tage højde for hvordan batteriets indre modstand vokser, efterhåndes som det tømmes, (sansynligvis ikke liniært).
Men på et teoretisk batteri skal det nok holde stik.
-SCB

Du skulle prøve at kigge datablade på f.eks duracell batterier:
http://professional.duracell.com/start.asp?section=product_data&page=alkaline&viewonline=product_data/datasheets/MN9100.pdf

Som jeg ser det er din beregning helt på det teoretiske plan og kan ikke bruges i praksis, f.eks hvad med temperaturen.
-SCB

Det elektrisk energiindhold per volt [J/V] = Kapaciteten [A*h].

Du har ret i, at den indre modstand ændrer sig i forhold til forbruget af batteriets elektriske energi indhold eller potentiale.

Hvorfor det?

Den beregnede kapacitet på 89 mAh svarer ikke per automatik til et strømforbrug på 89 mA i en time, hvorefter batteriets polspænding pludsligt dykker, når der er gået 60 minutter og 1 sek.

Med andre ord bestemmes den indre modstand af den aktuelle kapacitet.

Formlen Ubat = (Ri + Ry) * I kan findes i et fysikkompendium, blot med den forskel, at Ubat betegnes som Up (batteriets polspændingen, når det er ubelastet). Her er Ubel = Ry * I spændingen over den ydre modstand, som belaster batteriet). Vi har derfor:

Ubel(I) = Up - Ri * I .

En klar aftagende, lineær funktion, hvor Ubel = Up er skæringspunkt på y-aksen for I = 0 og Ubel = 0 for I = Ik. Heraf fremgår det også, at den indre modstand Ri er funktionens hældning.

Batteriets aktuelle kapacitet kan skrives som:

Ik * t [A*s] = I * 3600 [A*s*h/h], hvor 0 < I < Ik .

Foruden de 3600 s/h er Ik en konstant størrelse (for den aktuelle kapacitet i batteriet), mens I og t er variable størrelser. De 3600 s/h er valgt, fordi vi gerne vil have kapaciteten i amperetimer:

I [A*h] = Ik [A] * (t [s] / 3600 [s/h]) = Ik * (t / 3600) [A*h] .

Formlen t = (Ubel * I * 3600) / (Up * (Ik - I)) kan direkte udledes af relationen for batteriets kapacitet:

Ik = Up / Ri

(Up / Ri) * t = I * 3600

Ri = (Ubel / (Ik - I))

(Up / [Ubel / (Ik - I)] * t) = I * 3600

Up * (Ik - I) * t = Ubel * I * 3600 .

Tak for linket, scb - kikker på det ved lejlighed.

/coldplay

Ja.. Alt det har du skrevet en gang.
Og det er ren teori, prøv nu at kigge på det datablad på et tilfældigt duracell batteri, og du vil aldrig kunne beregne den tilbageværende kapacitet med en nøjagtighed der kan bruges til noget.
Duracell tør ikke engang skrive hvilken kapacitet batteriet har fra nyt.
Det er vel også derfor du ikke kan købe en batteritester hvor du isætter et batteri og derefter på et display ser den tilbageværende kapacitet.

Spørgsmålet er om ikke dit fysikkompendium er beregnet på en god gammeldags bly akkumulator.
-SCB

Tænk, tør Duracell ikke det - en af verdens førende batteriproducenter??

Hvorfor står kapaciteten så at læse på deres batterier?

Hvad angår en batteritester, så er den manglende indikation på et batteries kapacitet nok affødt af det forhold, at folk i al almindelighed har svært ved at forholde sig til batteriets aktuelle kapacitet.

Med andre ord er det nemmere for folk i al almindelig at forholde sig til en ren visuel indikation på batteriets aktuelle spændingspotentiale end batteriets kapacitet.

Jeg har selv for år tilbage i gymnasiet deltaget i et fysikforsøg, der gik på at bestemme et batteries kortslutningsstrøm og indre modstand med tilhørende karakteristik af spændingen over batteriets poler som funktion af strømforbruget.

Ja, det gælder også for en bly akkumulator - men strengt taget, så ville jeg personligt ikke lave eksperimenter med sådan en satan - det er livsfarligt!

/coldplay

Har du kigget på Duracell databladet?

Kapaciteten i et alkaline batteri afhænger bl.a af belastningen, stor vedvarende belastning forminsker den kapacitet du tror du har.
Hvor tit batteriet belastes, har også en stor betydning, da det har en regenerations effekt, hvordan vil du regne det ud?

Brunsten, alakaline, og litium batterier reagerer på hver sin måde.


Jeg er sikker på, at kunne du lave en nøjagtig batteritester hvor du bare skulle isætte batteriet og herefter have kapaciteten udlæst, kunne du tjene kassen.

Jeg arbejder bl.a sammen med et firma som sælger batteritester for opladelige batterier, hvor prisen er omkring 5000 kr for en med 5 pladser, her kan der vises, den nøjagtige kapacitet, udlæst i mA/H, testet af et enkelt batteri tager ca. 8 timer, hvor batteriet aflades og oplades gentagende gange.

Et fysik forsøg med karakteristik af spændingen over batteriets poler som funktion af strømforbruget er jo ikke andet end måling af den indre modstand.

Jeg vil stadig mene at din udregning er et skoleeksempel på et teoretisk batteri.
-SCB

Nej, jeg har ikke set på databladet.

Jeg tager dine oplysninger til indtægt og har ingen yderligere kommentarer.

Tak for diskussionen (og sparket!) :)

/coldplay

Okay, jeg har opgivet at følge med her. Jeg har fundet ud af det jeg skal, og jeg lukker og accepterer jeres svar og tid.