Resistencia interna - Internal resistance
Uma fonte de energia elétrica prática que é um circuito elétrico linear pode, de acordo com o teorema de Thévenin , ser representada como uma fonte de tensão ideal em série com uma impedância . Essa impedância é denominada resistência interna da fonte. Quando a fonte de alimentação fornece corrente , a saída de tensão medida é inferior à tensão sem carga ; a diferença é a queda de tensão (o produto da corrente e da resistência ) causada pela resistência interna. O conceito de resistência interna se aplica a todos os tipos de fontes elétricas e é útil para analisar muitos tipos de circuitos elétricos.
Bateria
Uma bateria pode ser modelada como uma fonte de tensão em série com uma resistência. Esses tipos de modelos são conhecidos como modelos de circuitos equivalentes. Outro modelo comum são os modelos físico-químicos que são de natureza física envolvendo concentrações e taxas de reação. Na prática, a resistência interna de uma bateria depende de seu tamanho, estado de carga, propriedades químicas, idade, temperatura e corrente de descarga. Possui um componente eletrônico devido à resistividade dos materiais componentes e um componente iônico devido a fatores eletroquímicos como condutividade eletrolítica , mobilidade iônica, velocidade de reação eletroquímica e área de superfície do eletrodo. A medição da resistência interna de uma bateria é um guia para sua condição, mas pode não se aplicar a outras condições além das de teste. Medição com corrente alternada , normalmente em uma frequência de1 kHz , pode subestimar a resistência, pois a frequência pode ser muito alta para levar em consideração processos eletroquímicos mais lentos. A resistência interna depende da temperatura; por exemplo, uma bateria primária alcalina Energizer E91 AA nova cai de cerca de 0,9 Ω a -40 ° C, quando a baixa temperatura reduz a mobilidade iônica, para cerca de 0,15 Ω à temperatura ambiente e cerca de 0,1 Ω a 40 ° C. Grande parte dessa queda se deve ao aumento na magnitude do coeficiente de difusão do eletrólito.
A resistência interna de uma bateria pode ser calculada a partir de sua tensão de circuito aberto V NL , tensão de carga V FL e a resistência de carga R L :
Isso também pode ser expresso em termos de Superpotencial η e o I atual:
Muitos medidores de resistência em série equivalente (ESR) , essencialmente AC miliohm-metros normalmente usados para medir a ESR de capacitores, podem ser usados para estimar a resistência interna da bateria, particularmente para verificar o estado de descarga de uma bateria em vez de obter um valor DC preciso. Alguns carregadores de baterias recarregáveis indicam o ESR.
Em uso, a tensão entre os terminais de uma bateria descartável que aciona uma carga diminui até cair demais para ser útil; isso se deve em grande parte a um aumento na resistência interna, e não a uma queda na tensão da fonte equivalente.
Em baterias recarregáveis de polímero de lítio, a resistência interna é amplamente independente do estado de carga, mas aumenta à medida que a bateria envelhece; portanto, é um bom indicador da expectativa de vida.
Veja também
Referências
- ^ "Resistência interna da bateria" (PDF) . Boletim técnico Energizer . Bateria Energizer . Dezembro de 2005.
- ^ Testando baterias com medidor ESR
- ^ Compreendendo as baterias LiPo RC
- ^ Medidor ESR para embalagens lipo de 2 a 6 células - instruções
- Manual de Referência do Aluno para Laboratórios de Instrumentação Eletrônica (2ª Edição) - Stanley Wolf e Richard FM Smith
- Fundamentos de circuitos elétricos (4ª edição) - Charles Alexander e Matthew Sadiku