термодинамика – Безопасный способ обогрева аккумуляторов

спросил 4 года 9 месяцев назад

Изменено 2 года, 11 месяцев назад

Просмотрено 1к раз

$\begingroup$

Я работаю над физическим экспериментом, в котором мне нужно исследовать влияние температуры на внутреннее сопротивление батареи. Я знаю, как измерить внутреннее сопротивление, но проблема в изменении температуры. Мне нужно нагреть аккумулятор безопасным способом, чтобы он не взорвался. Я думал о снижении температуры вместо ее увеличения (например, работая при температуре от 25 градусов C до -5 градусов C). Это лучше? Если нет, то как я могу безопасно нагреть аккумулятор?

• термодинамика
• температура
• батареи
• безопасность в лаборатории

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Погрузите аккумулятор в минеральное масло. Он непроводящий. Тем не менее, несколько замечаний по безопасности:

1. Убедитесь, что у вас есть огнетушитель, рассчитанный на возгорание электричества (любой бытовой огнетушитель должен соответствовать этому требованию). 9\circ$F и температура кипения около 260 C.
2. Минеральное масло быстро теряет свои непроводящие свойства, если вы загрязняете его водой, поэтому не делайте этого.
3. Не забывайте перемешивать ванну с минеральным маслом, чтобы обеспечить равномерный нагрев батареи, и помните №2.
4. Подвесить аккумулятор; вы не хотите, чтобы стороны вашего контейнера касались батареи, так как они могут быть не в равновесии с минеральным маслом. А еще лучше не ставить аккумулятор в масло до
   после греется. Затем перемешайте и дайте батарее нагреться.

Если у вас есть ресурсы, трансформаторное масло является негорючей версией минерального масла и будет более безопасным. Но любой, кто может безопасно пожарить рыбу на плите, может безопасно провести этот эксперимент.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Принимая во внимание три соображения: безопасность, равномерность температуры по всей батарее и удобство, я бы предложил использовать самую маленькую из возможных батарей. Небольшой, скажем, 9-вольт, батарея, как в детекторах дыма, будет менять температуру быстрее, чем автомобильный аккумулятор. Холодильник и морозильник на вашей кухне могут быть достаточно быстрыми. С другой стороны, измерения должны быть сделаны довольно быстро и тщательно, потому что обращение с маленькой батареей также быстро вернет ее температуру. В целом, однако, я бы сказал, что стоит попробовать просто использовать холодильник. Возможно, даже батарейки для слуховых аппаратов будут работать. Конечно, всегда защищайте клеммы от контакта с чем-либо проводящим.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

резисторов – Как сделать эффективный небольшой нагреватель с питанием от батареи?

Неразумно использовать внутреннее сопротивление батареи для ее прогрева, если она уже холодная, поскольку причина, по которой вы не хотите, чтобы они были холодными, заключается в том, что они ухудшаются раздражающим образом, если вы разряжаете их в холодном состоянии, поэтому затем разряжайте их для прогрева. это…. поражение цели. Вы можете использовать импульсный сток тока, чтобы поддерживать их в тепле, или даже полагаться на статический ток, потребляемый системой, чтобы поддерживать их в тепле, но это требует хорошего знания ваших клеток и системы, а также некоторых дополнительных математических или очень хороших предположений. .

Любой “нормальный провод” имеет сопротивление. В эти дни я должен добавить процитированное немного, чтобы люди не стонали о сверхпроводниках, но если вы летите при таких низких температурах, наймите экспертов, чтобы помочь вам ;-).

В профессиональном проекте я бы использовал хорошо контролируемый нагревательный элемент для выработки тепла, но в личных проектах хобби я просто брал очень тонкую проволоку, такую ​​как любая эмалированная медь AWG38, которую я где-то нашел, и наматывал ее вокруг каждая ячейка. Пока я не дошел до десятков Ом, может быть, сотен, в зависимости от энергии, которая, как я ожидал, потребуется, битов последовательно или параллельно, все возможно. Затем вы можете питать его небольшим количеством энергии, чтобы прогреть элементы снаружи, гораздо меньшим количеством тока, чем вам нужно для пульсации через саму батарею, а также уменьшить ваши потери при управлении этой схемой нагрева. Но вместо тонкой проволоки вы можете использовать резистивную проволоку, это зависит от того, что вам проще. Много тонких или несколько оборотов резистивных. Когда вы используете много тонких проводов, старайтесь использовать что-то вроде эмалированного провода, иначе сложно избежать коротких замыканий, потому что вам не нужен пластик, вам нужен хороший контакт.

При использовании резистивных аккумуляторов убедитесь, что вы не увеличиваете мощность слишком сильно, так как пластик на батареях может расплавиться в местах плохого контакта, что может привести к короткому замыканию металлического корпуса. Или добавьте термопасту и термоусадку вокруг готового объекта.

Следующим шагом является управление элементом с помощью схемы операционного усилителя или микроконтроллера, многие из которых можно найти в Интернете. Я подозреваю, что «управление нагревателем низкого напряжения» может быть хорошим термином Google.

Или убедиться, что утечка тепла наружу и выделение тепла постоянно таковы, что система естественным образом балансирует между 10 и 30 градусами в зависимости от температуры наружного воздуха, когда вы просто включаете обогреватель в холодную погоду.

В любом случае, если вы хотите снизить энергопотребление, в него будет включена стандартная изоляция. Чем лучше изоляция, тем меньше энергии требуется для поддержания их в горячем состоянии.

С бесконечной изоляцией вам не нужна энергия, чтобы согреть их. Но это будет… сложно.

Я бы сказал, что с (очень) хорошей изоляцией, предполагая, что вы стремитесь к хорошей работе при температуре не ниже -20°C снаружи, вы сможете обойтись 1 Вт или меньше, чтобы согреться. Возможно, вам понадобится дополнительный элемент, чтобы сначала разогреть их немного большей мощностью. Но опять же, прогрев лучше всего проводить терпеливо при малом токе, так как в холодном состоянии большие токи не лучший вариант для литий-ионных аккумуляторов.

Что касается требований к питанию и тому подобного, вам необходимо провести небольшое исследование нижних уровней так называемой «термодинамики». Изоляционные материалы обладают термическим сопротивлением, а это значит, что при определенной разнице температур они пропускают определенное количество энергии. Чем больше слоев вы используете, тем больше последовательно соединенных сопротивлений и тем меньше утечка. Посмотрите Теплопроводность и / или тепловое сопротивление, чтобы узнать, какое сопротивление провода (в данном случае электрическое), вам нужно найти такие вещи, как «закон Ома» и «ток, напряжение и мощность».