Désolé si je formule cette question étrangement. J'utilise une batterie de 3,7 V et mon microcontrôleur surveille la tension et se met en veille si la tension de ma batterie est trop faible. Le problème est qu'il lit une tension inférieure à celle de la batterie si je le déconnecte et le vérifie avec mon multimètre. Par exemple, mon microcontrôleur lirait 3,65 V alors que mon multimètre lirait ma batterie déconnectée à 3,8 V. Mon microcontrôleur lit-il la tension de manière incorrecte ou dois-je traiter la tension en charge que mon microcontrôleur lit comme la tension réelle?
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Réponses:
Oui, cela diminue.
L'effet que vous voyez est appelé résistance interne :
En termes simples, une batterie n'est pas une source de tension idéale. Une batterie typique (c'est -à- dire une source de tension non idéale ) ressemblera à ceci:
Ce que vous mesurez est la tension entre les bornes A et B. Selon la loi d'Ohm:
Quand il n'y a pas de circuit, vous pouvez imaginer votre résistance série interne voltmètreRv o l t prenant le rôle de R . Cependant, Rv o l t est généralement si important (des dizaines ou des centaines de mégohms) par rapport à r (généralement des fractions d'un ohm) que Rv o l tRv o l t+ r tend vers 1, donc la tension en circuit ouvert mesurée tend vers la tension interne (vraie)E de la batterie.
Quand il y a un circuit fermé avec la résistance équivalente série deR , vous pouvez voir que la tension mesurée UA B diminue proportionnellement à R , conformément à la formule ci - dessus.
Ainsi, la chute de tension est réelle - la tension mesurée est ce que votre charge obtient. Plus elle tire de courant de la batterie, plus la tension est faible.
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Lorsque la batterie est ouverte, vous mesurez une tension de cellule ouverte. Lorsque la batterie est dans le système, c'est la tension des cellules fermées sous charge. Vous faites chuter une tension à travers l'impédance interne de la batterie parce que votre système consomme du courant lorsque la mesure est effectuée (donc aux bornes, la tension est en effet inférieure). Donc, les deux mesures MCU et multimètre sont correctes, la différence est que le multimètre est> 1Mohm de charge tandis que le MCU est beaucoup plus faible (car il consomme probablement au moins mAs de puissance).
Il peut y avoir un autre effet en jeu. Les batteries présentent un phénomène de récupération où, si elles sont laissées ouvertes sans charge, une partie de la tension se rétablira après un certain temps.
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Chaque batterie a une certaine résistance de sortie. Que se passe-t-il si le courant traverse une résistance? Oui, une chute de tension! Ainsi, plus vous tirez de courant de la batterie, plus la tension de sortie est faible.
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Cela est vrai pour toutes les alimentations
En effet, les batteries affaissent leur tension lors du chargement. Il en va de même pour tout le reste .
Le principal coupable est la loi d'Ohm, E = IR, où la chute de tension aux bornes de tout conducteur est proportionnelle à son ampérage.
Une partie de l'affaissement d'une batterie est chimique, mais une partie est simplement la résistance à la loi d'Ohm de ses composants internes.
Supposons que vous ayez une plate-forme de jeu folle avec 4 cartes vidéo en parallèle, le combo tire 1000 watts lorsque vous jouez . Mais il est juste assis sur l'écran d'accueil de Windows et ne tire que 100 watts. Les câbles d'alimentation transportent 20 A à 5 V et chutent de 0,01 volt, de sorte que les cartes obtiennent 4,99 volts. (Les fils sont 2000 Siemens == 1/2000 Ohms.)
À cette faible charge, l'alimentation en courant alternatif est inefficace et pauvre en facteur de puissance, elle tire donc 240 VA ou 2 ampères du réseau 120 V. Le câblage du circuit de dérivation vers le panneau baisse de 0,4 volts. La conductance est de 5 Siemens == 1/5 ohm.
Vous lancez maintenant votre jeu le plus exigeant. Tirant 200A à 5V, les pertes résistives seules à l'intérieur du câblage de votre PC sautent à 0,1 volts. Les cartes obtiennent donc 4,90 volts. C'est une goutte.
Pendant ce temps, l'alimentation consomme 10 A (1 200 VA) du secteur CA. La chute de tension de câblage augmente de manière prévisible à 2,0 volts, donc la tension à l'alimentation est de 118 V. Très probablement, une alimentation à découpage tire plus de courant pour compenser, sinon sa tension de sortie s'affaisserait également.
Aucun courant n'est tiré sur le terrain de sécurité, donc il ne baisse pas. Mesuré à partir de la terre, le neutre est de 1 volt et le chaud est de 119 volts. Et nous pouvons l'utiliser pour confirmer un câblage correct. C'est comme la barre de pointage sur une clé dynamométrique, elle ne se plie pas.
Bien sûr, des baisses similaires se produisent jusqu'à la centrale électrique. Là, une charge accrue (en ampères) affaisse la tension en raison de la résistance interne du générateur, mais aussi en raison de la puissance de la turbine. VA = W. Si A augmente au-delà de la spécification, V doit diminuer proportionnellement pour que W puisse rester dans la capacité de la turbine. Avoir la tourbière et le ralentissement de la turbine n'est pas une option, car c'est une alimentation CA et doit rester synchronisé.
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Toutes les batteries ont un effet de mémoire lorsqu'elles sont déchargées de sorte qu'elles reviennent lentement à près de la tension précédente après une courte charge de rafale. Il y a également une chute rapide momentanée de tension due à une charge de ESR * I = Δ V.
Ainsi, les deux mesures doivent être prises en même temps pour vérifier l'étalonnage des erreurs et considérer la quantité de seuils d'hystérésis nécessaires pour empêcher l'oscillation du sommeil, les cycles de réveil.
La constante de temps d'effet mémoire peut être de plusieurs à plusieurs minutes en fonction du courant de fuite "à vide" après une charge.
En raison de ces effets combinés qui pourraient être calculés pour une cellule donnée (ΔV = ESR * V / Rload + t / ESR * C2), la tension de coupure est souvent abaissée pour capturer la charge stockée dans la capacité de mémoire C2 tant que vous la connaissez revient au seuil Vmin sûr. Le vieillissement rapide de la batterie se produit pendant une durée inférieure à son seuil Vmin.
Consultez la fiche technique de la batterie pour plus de détails.
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Il y a une baisse de tension en raison de la résistance interne de la batterie entrant en jeu, vous verrez donc la chute de tension d'une valeur de i * r (où i est le courant qui passe et r est la résistance interne de la batterie)
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Une nouvelle batterie aura une chute de tension beaucoup moins chargée que vous. Une batterie au lithium usée, usée ou endommagée a une résistance interne beaucoup plus élevée qu'une batterie neuve. Il est endommagé s'il a été complètement chargé pendant plus de quelques mois, s'il a été déchargé trop bas ou s'il a eu trop de cycles de charge-décharge.
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Bien que toutes les autres réponses soient excellentes et disent ce que je vous dirais aussi (la tension de la batterie diminue en fait en cas de charge), je voudrais ajouter quelque chose:
La raison qui est présentée que les chutes de tension est la "résistance interne". Je tiens à mentionner que le modèle d'une résistance interne est JUSTE UN MODÈLE qui fonctionne très bien dans la modélisation des propriétés d'une source de tension, tout en étant simple et facile à calculer.
En réalité, c'est plus compliqué. La résistance des composants internes de la batterie que le courant doit traverser (je n'appelle pas intentionnellement ces «résistance interne», car c'est un terme du modèle mentionné ci-dessus) joue un rôle, mais ce n'est pas le seul. Dans la plupart des batteries, une réaction chimique se produit qui sépare les charges au niveau d'une couche limite. Cette réaction chimique suit les lois de la physique statistique. Il s'arrête lorsque ( l'équilibre chimiqueest atteint. La séparation des charges génère la tension que vous pouvez mesurer, et cette tension est un facteur dans l'équilibre chimique (plus la tension est élevée, moins la séparation se produit pour créer une nouvelle paire de charges séparées). Lorsque vous attachez une charge maintenant, vous enlevez des charges à intervalles constants (car il y a un courant électrique). Si le système atteint maintenant la situation d'équilibre, la quantité de charges et de tension séparées sera moindre (car plus de charges doivent être créées).
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La tension de la batterie ne baisse généralement pas simplement parce qu'une charge est connectée. Mais la tension mesurée a tendance à baisser
Voici ce que vous devez savoir sur les mesures de tension
Un voltmètre utilise une résistance à très haute résistance. Idéalement, c'est infini. Le voltmètre mesure la tension aux bornes de cette résistance.
Ainsi, lorsque vous connectez une batterie à votre voltmètre, la résistance interne de la batterie est insignifiante par rapport à la résistance du voltmètre. Ainsi, la majeure partie de la chute de tension se produit à travers la résistance du voltmètre et non la résistance interne de la batterie. Par conséquent, vous mesurez la bonne tension.
Cependant, votre microcontrôleur peut avoir une résistance qui n'est pas trop élevée. Si la batterie avait une résistance interne de disons 1 milli ohm et que le voltmètre utilisait une résistance de 24000 ohms, cette erreur est attendue.
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