배터리로 작동되는 기기 및 도구가 볼트로 지정된 이유는 무엇입니까? [닫은]

"18 볼트 흡입으로 구동"

이것은 단지 무의미한 "더 큰 것이 더 낫다"측정이 아닌가?

고객으로서 당신이 정말로 염려하는 것은 모터의 토크 또는 파워 또는 RPM 또는 이와 유사한 것입니다.

공급 전압과 모터 성능 또는 배터리 수명 측정 중 하나 사이에 직접적인 관계가 있습니까? 모든 모터가 다르기 때문에 다른 권선 수, 다른 코일 수 등을 가질 수 있기 때문에 나에게는 그렇게 보이지 않습니다.

모터의 경우 동력은 토크 속도와 회전 속도에 비례합니다. 따라서 주어진 회전 속도와 토크에 대해 장치는 주어진 양의 동력을 생성합니다.

전력량을 늘리기 위해 두 가지 옵션이 있습니다. 더 빠른 속도로 같은 양의 토크를 생성하거나 주어진 속도에서 토크를 증가시킵니다.

무선 드릴의 경우 속도는 일반적으로 가변적이며 적용 분야에 따라 다릅니다. 예를 들어, 강철의 경우 고속, 석재의 경우 저속, 목재의 넓은 홀 "오거"비트의 경우에는 다시 저속입니다.

드릴이 다양한 속도로 전력을 공급해야하므로 무선 드릴의 출력을 높이려면 속도를 변경하지 마십시오.

고려해야 할 두 가지 다른 요인, DC 모터에서 전압은 속도에 비례하고 전류는 토크에 비례합니다.

그러나 모든 설계자들은 팩 전압을 높이는 것입니다. DC 모터의 주어진 코일 저항에 대해, 코일 양단의 전압을 증가 시키면 전류가 증가하여 토크가 전달됩니다.

따라서 전압을 높이는 것은 설계자가 토크를 증가시켜 최종 사용자가 사용할 수있는 힘입니다!. 볼트가 많을수록 좋습니다! 더 많은 볼트는 더 많은 셀을 의미하고 더 많은 셀은 더 많은 무게를 의미하고 더 많은 무게는 더 많은 사용자 피로를 의미합니다. 따라서 일반적인 무선 드릴의 경우 14.4V DC에서 18V DC까지 균형을 유지하는 경향이 있습니다.

그것은 무의미하며 도구의 힘에 대해 아무 말도하지 않습니다. 전압이 더 인상적이기 때문에 전압을 사용한다고 생각하지만 큰 숫자 "2.4V"로 언급 된 장치 (먼지 버스터)를 보았으므로 전혀 인상적이지 않습니다. 내가 생각할 수있는 유일한 다른 이유는 사람들이 "watt"라는 단어보다 "volt"라는 단어에 더 익숙 할 수 있기 때문입니다 (어떤 의미인지 아는 것을 암시하지 않음).

편집
많은 답변이 질문 외부에 있다고 생각합니다. "왜 볼트로 지정되어 있습니까?"라는 질문이있었습니다. 고전압을 사용하는 이유는 아닙니다. 그것은 과거에 적어도 하나의 질문에서 다루어졌습니다 (지금은 찾을 수 없습니다). 이 질문에 대한 IMO는 다음과 같습니다.

그리고 그것은 무의미합니다! 더스트 버스터의 기능에 대해서는 아무 것도 알려주지 않습니다. 광산은 자랑스럽게 "2.4V"라고 말하는데,이 제품은 내 흡입력의 9 배에 달한다고 믿을 수 없습니다. 그렇다면 블랙홀을 만들 수 있습니다. 광산은 싸고, IMO Black & Decker는 다른 분진 버스터에 대한 기준을 갖기 위해이를 공개했습니다. 3.6V는 2.4V보다 낫기 때문에 더 높은 가격을 요구할 수 있습니다. 그 마케팅 담당자는 바보가 아닙니다. Jane Doe에게 어떤 것이 가장 강력한 지 물어보고 가장 높은 전압을 가진 것을 말할 것입니다. 내기 할래?

휴대용 기기의 배터리 전압 증가는 부분적으로 실용성과 마케팅에 의해 결정되지만, 지난 10 년 동안 마케팅은 분명히 주요 요인이었습니다.

"강력한"배터리 전원 공급 장치 (드릴은 가장 일반적이지만 전력 집약적이지 않은 드릴)는 100 와트의 전력 등급을 가질 수 있습니다.

100 와트를 예로 들어 보자.
100 와트에서 12V ~ = 8A, 16V ~ = 6A, 24V ~ = 4A, 36V ~ = 3A.
배선 및 연결 손실은 주로 열 손실 = I ^ R 때문입니다.
12/16/24/36 볼트에 대한 동일한 저항 손실은 64/36/16/9 비율
이므로 36V 시스템은 개념적으로 12V 시스템 손실의 9/64 ~ = 14 %를 가질 수 있습니다.
따라서 실제로는 전압이 증가함에 따라 전류가 감소함에 따라 동일한 저항으로 손실이 줄어들거나 다소 더 많은 저항을 견뎌 낼 수 있습니다.

12V 8A 시스템에서 1 옴 회로 저항은 I ^ @ R = 8 ^ 2 x 1 = 64W를 소산하므로 총 전력의 64 %이므로 견딜 수 없습니다. 0.1 Ohm = 6.4 %와 같은 것이 더 좋습니다. 배선 및 연결에 0.1 Ohms를 추가하는 것은 매우 쉬우므로 100W 12V 시스템은 성 가실 정도로 어렵습니다. 손실의 2/3 전류 = 4/9 = 44 % 인 18V 시스템도 유용하게 더 좋습니다.

더 많은 전압은 더 많은 배터리 셀과 인터커넥트에 필요한 공간, 추가 연결 손실 및 제곱 큐브 법칙 효과로 인한 유효 가용 볼륨 손실이 필요합니다. *는 특정 전압 이상에서 추가 손실이 이득을 상쇄하기 시작 함을 의미합니다. 마케팅은 신경 쓰지 않으며 엔지니어와 마케팅 담당자는 최종 결과에 도달하기 위해 뒤쳐져 있었을 것입니다.

더 높은 전압을 쉽게 만드는 요인은 LiIon 셀을 사용하는 것입니다. 이것들은 공칭 전압이 3.6V / 셀로 NiCd 또는 NimH의 약 3 배이므로 10 셀 NimH 배터리는 12V 공칭이지만 동일한 크기의 10 셀 LiIon은 36V 공칭입니다.

De Walt (변장 된 Black & Decker)와 같은 최고급 / 품질 / 비용 전동 공구는 일부 제품에서 LiFePO4 (Lithium Ferro Phosphate) 셀을 사용하며 셀당 3.2V 공칭 전압을 사용합니다. 10은 32V 공칭 값을 제공하며 이는 일부 응용 분야에서 "거의 감지"됩니다.
제쳐두고 : De Walt는 업계 최고의 A123 LiFePO4 셀을 사용한다는 것을 알고 있습니다. A123 셀은 일반적으로 소매 시장에서 "구매하기 어렵다"고 전기 자동차 제조업체가 셀을 얻기 위해 많은 De Walt 배터리 팩을 구입한다고 들었습니다.

정방형 법 :

스케일이 변함에 따라 면적 대 부피 비율의 변화로 인한 영향.
음량은 edge ^ 3에 비례합니다.
표면적은 eg ^ 2에 비례합니다.
볼륨 대 가장자리의 비율은 가장자리 ^ 3 / edge ^ 2 = 가장자리에 비례합니다. 즉, 물체가 커질수록 표면 적당 볼륨이 증가합니다.

이것의 2 차 효과는 예를 들어 표면 방사선에 의해 큰 것을 냉각시키기가 더 어렵다는 것이다.
반대로, 추울 때는 작은 물건을 따뜻하게 유지하기가 더 어렵습니다.
주어진 표면 두께에 대해 큰 것은 부피당 함량이 적습니다.
후자의 효과는 배터리에 영향을줍니다.
배터리를 다양한 크기의 벽 두께와 동일한 두께로 제작할 수 있다면 큰 배터리는 작은 배터리보다 볼륨 당 더 많은 활성 콘텐츠를 갖게됩니다.

유일한 예입니다.
두께가 1mm이고 모서리가 1cm와 4cm 인 두 개의 큐브.
벽 체적 = 6 x 모서리 ^ 3 x 1mm
큐브 총 체적 = 모서리 ^ 2
내부 벽 내부 부피 ~~ = (가장자리-2 x 벽 _ 두께) ^ 3

1cm 큐브 내부 / 외부 볼륨 = (10-2) ^ 3 / 10 ^ 3 = 512 / 1000mm ^ 2 = 51 %
4cm 큐브 내부 / 외부 = (40-2) ^ 3 / 40 ^ 3 = 54872/64000 = 85 %. !!!
4 x 더 큰 가장자리 큐브는 작은 것보다 85/51 = 1.59 x 더 큰 사용 가능한 볼륨 사용자입니다.
결론 : NimH 또는 NiCd를 사용하는 고전압 배터리 팩은 이런 이유로 나쁜 생각 일 수 있습니다. 다른 것도 있습니다.

마력은 적은 수일 것이며 마케팅 부서는 경쟁보다 큰 수를 사용하는 것을 선호하지만 큰 와트 수는 일부 시장 세그먼트에 대해 "녹색"으로 시장에 나오지 않기 때문에 큰 와트 수는 사용하지 않을 것입니다. 동등한 기술과 배터리 팩 비용의 경우 사용 가능한 공구 전력을 생산할 때 더 높은 전압이 더 효율적이거나 배선 및 변환 손실이 줄어 듭니다.

전동 공구의 외부에 적용되는 숫자는 "더 큰 것이 좋을"목적을위한 것이며 제조업체가 사용하는 다양한 기술을 차별화 할 수도 있습니다.

_{다시 말해, 순수한 마케팅 목적입니다.}

그 측정은 실제로 무의미합니다. 그것이 사용되는 두 가지 이유가 있습니다

1. 다른 전압을 가진 동일한 제조업체의 공구를 마케팅 비교할 수 있습니다 ( 이 관련 질문 참조 ). 더 나은 "18 볼트 모델

2. 대부분의 공구에는 교체 가능한 배터리가 있으며 동일한 전압의 공구 만 동일한 전압의 배터리를 사용할 수 있습니다. 따라서 12 볼트 드라이버가 있고 동일한 제조업체의 톱을 구입하려는 경우 현재 12 볼트 모델을 구입하는 경우 도구와 배터리 모두에 사용할 수있는 총 4 개의 배터리 (및 2 개의 충전기!)는 별도의 배터리 또는 별도의 충전기로 많은 비용이 발생하기 때문에 좋습니다

그 전압 이외의 다른 유용한 조치는 아닙니다. 전압은 신경 쓰지 않고 기계적 특성도 신경 쓰십시오.