정전류 배터리가 있습니까?
답변:
러셀은 전기 화학이 전압에서 작동하기 때문에 일반적인 전기 화학 배터리 인 AFAIK를 사용합니다.
그러나 본질적으로 정전류를 생성하는 배터리로 간주되는 것이 있습니다. 이 프리젠 테이션을 참조하십시오 .
Betavoltaic 세포는 삼중 수소와 같은 방사성 동위 원소 소스를 기반으로합니다. 일부 상용 제품도 있지만 사이트 에서 IV 특성이 무엇인지 명확하지 않습니다 .
정전류 배터리가 있습니까?
[아래 여러 곳에서 "셀"에 사용되는 "배터리"
본질적으로, 아닙니다.
배터리 하우징에 전자 장치를 추가하여 이러한 특성을 가진 배터리를 쉽게 만들 수 있으며, '추가 포인트'를 위해 설계된 최대 전류에서 전류를 제한하는 전기 화학적 작업을 수행 한 후 일정한 전류가되는 '추가 포인트'를 고안 할 수 있습니다. 배터리. 그러나 그러한 장치는 드물거나 존재하지 않습니다.
배터리는 직렬 저항을 추가하여 정전류 원을 근사하도록 만들 수 있습니다. 저항이 클수록 근사치가 좋아지고 전류가 낮아집니다. 따라서 내부 저항이 높은 방전 된 배터리는 완전 또는 부분 충전 된 배터리보다 정전류 소스에 대한 더 나은 근사치입니다.
최대 전력 점을 초과하여로드 된 광전지도 정전류 장치로 작동합니다. 그것이 "배터리"자격이되는지 여부는 논쟁의 여지가 있습니다.
Wikipedia의 이미지 -MPPT
"태양 전지"의 V / I 특성. 여기서, 약 0.35V 미만의 전압의 경우, 부하가 증가함에 따라 전압은 약 정전류에서 떨어진다. 라인 계열은 다양한 조명 수준에서 출력을 표시합니다.
배터리는 정전압 장치가 아닙니다 (아래 참조).
왜 그렇지 않습니까?
간단한 답변 : 필요할 때 정전류 에너지 원을 구현하는 훨씬 더 좋은 방법이 있습니다.
배터리는 본질적으로 방전 범위에 걸쳐 정의 된 전압 및 전류 프로파일을 갖는 에너지 원입니다. 정전압 소스로 설계된 "Weston Cell"과 같은 매우 전문적인 참조 셀을 제외하고 배터리는 정전압 소스가 아닙니다. 부하가 증가하고 충전 상태가 감소함에 따라 전압이 감소합니다. 배터리는 더 평평한 전압 대 방전 곡선을 생성하도록 최적화 될 수 있지만, 배터리 설계의 일반적인 주요 목표는 에너지 밀도 *, 전력 밀도 *, 방전 속도, 재충전 속도, 수명 및 비용 효율성의 혼합을 최적화하는 것입니다. 질량 및 부피당]. 방전 전압의 일관성은 유용하지만 이러한 다른 요소들 대부분보다 순위가 낮은 경향이 있습니다.
정전류 에너지 공급은 위에서 언급 한 일반적인 설계 파라미터 측면에서 훨씬 덜 유용하고 덜 효율적이다.
정전류 원이 필요한 경우, 필요에 따라 정확도, 에너지 효율 및 비용의 혼합을 최적화하는 방식으로 전자식으로 구현할 수 있으며 결과는 전기 화학적으로 달성 할 수있는 것보다 훨씬 우수합니다. 이를 통해 배터리 설계를 에너지 소싱 기능에 맞게 최적화 할 수 있습니다.
정전류 원은 정의에 따라 높은 개방 회로 전압을 가지며 과도하게로드 될 때 필요한 경우 출력 전압이 거의 또는 전혀없는 상태에서 작동합니다. 이러한 특성을 갖는 전기 화학 제품의 에너지 효율은 저 부하 저항에서 열악 할 것이다. 생성 된 대부분의 에너지가 배터리 내에서 소산 될 필요가 있기 때문이다. 유일한 대안은 부하 전류가 설계 전류를 초과함에 따라 어떤 방식 으로든 "구동 반응"의 전기 전위를 감소시키는 것이다. 연금술사는 이것을 달성 할 수 있었지만 현대 과학은 도전을받을 수 있습니다.
관련 :
정전압 셀 :
- 웨스턴 셀-정전압 기준 : 원래 디자인은 편리한 1.018638 Volt 기준을 생성하는 포화 카드뮴 셀이며 이전에 사용 된 Clark 셀보다 온도 계수가 낮다는 이점이있었습니다. 오늘날 우세한 유형 인 불포화 설계로 전환하면 온도 계수를 줄일 수 있습니다. 그러나 불포화 셀의 출력은 연간 약 80 마이크로 볼트로 감소하며, 포화 셀에 대한주기적인 보정으로 보상됩니다.
- 1873 년 영국 엔지니어 인 Josiah Latimer Clark이 발명 한 Clark 전지는 매우 안정적인 전압을 생성하는 습식 화학 전지 (구체적으로는 배터리)입니다. 1893 년 국제 전기 회의 (International Electrical Congress)에 의해 15C에서 Clark 셀의 출력이 1.434V로 정의되었으며,이 정의는 1894 년에 미국에서 법이되었습니다. 1
어쩌면 이것은 부정 행위 일 수 있지만 저항이 비례 적으로 낮은 부하에 연결된 내부 저항이 매우 높은 배터리는 일정한 정전류 원입니다. 회로도는 다소 극단적 인 예를 보여줍니다.
전류는 주로 9.9M 직렬 저항에 의해 제한되며 부하 저항의 변화는 거의 영향을 미치지 않습니다. 부하에 10V 미만의 전압 소스가 포함되어 있어도 전류는 1 % 내에서 일정합니다.
배터리는 내부 저항이 매우 낮게 설계되어있어 일반적으로 매우 좋은 전압원입니다. 전하가 전달되면 출력이 감소하지만 내부 저항이 낮더라도 내부 저항에 비해 부하 저항이 크면 부하 저항에 따른 출력 전압의 변동이 크지 않습니다.
훨씬 간단하고 정확한 정전류 소스는 출력 및 REF 입력에 연결된 먼 쪽과 직렬로 연결된 저항을 가진 계측 증폭기로 만들 수 있습니다. 증폭기는 저항에 걸쳐 일정한 전압을 유지하려고 노력하여 부하를 향한 일정한 전류를 제공합니다.