Apakah baterai arus konstan ada? Jika tidak, mengapa tidak? Selain itu, mengapa mereka tidak terlalu umum di pasar?
Saya tidak berbicara tentang sumber arus ideal. Tetapi harus menjadi sumber arus konstan untuk beberapa rentang nilai (beban, tegangan atau sesuatu). "Sumber 1mA dengan tegangan terminal maks 20V" atau sesuatu seperti itu (saya tidak yakin dengan spesifikasi).
Jawaban:
Russell sangat cocok untuk baterai elektrokimia konvensional, AFAIK, yang masuk akal karena elektrokimia bekerja pada voltase.
Namun, ada sesuatu yang dianggap sebagai baterai yang secara inheren menghasilkan arus konstan. Lihat presentasi ini .
Sel Betavolta didasarkan pada sumber radioisotop seperti tritium. Bahkan ada beberapa produk komersial, meskipun tidak jelas dari situs mereka apa karakteristik IV.
Apakah baterai arus konstan ada?
["Baterai" digunakan untuk "sel" di banyak tempat di bawah ini]
Intinya, tidak.
Baterai dapat dengan mudah dibuat yang memiliki karakteristik tersebut dengan menambahkan elektronik di rumah baterai, dan 'untuk poin tambahan' dapat dibuat yang secara elektrokimia melakukan pekerjaan dengan baik membatasi arus pada arus maksimum yang dirancang, yang kemudian akan menjadi arus konstan baterai. Tetapi, perangkat seperti itu jarang atau tidak ada.
Baterai dapat dibuat untuk memperkirakan sumber arus konstan dengan menambahkan resistansi seri - semakin besar resistansi semakin baik perkiraannya - dan semakin rendah arus. Jadi baterai yang sangat kosong, dengan resistansi internal yang tinggi, merupakan perkiraan yang lebih baik untuk sumber arus konstan daripada yang terisi penuh atau sebagian.
Sel fotovoltaik yang dimuat melewati titik daya maksimumnya juga bertindak sebagai perangkat arus konstan. Apakah itu memenuhi syarat sebagai "baterai" masih bisa diperdebatkan.
Gambar dari Wikipedia - MPPT
V / I karakteristik "sel surya". Di sini, untuk tegangan di bawah sekitar 0,35 V, karena beban meningkatkan tegangan turun sekitar arus konstan. Keluarga garis menunjukkan keluaran pada berbagai tingkat cahaya.
Baterai juga BUKAN perangkat tegangan konstan (lihat di bawah)
Jika tidak mengapa?
Jawaban sederhana: Ada banyak cara yang lebih baik untuk menerapkan sumber energi arus konstan saat dibutuhkan.
Baterai pada dasarnya adalah sumber energi dengan voltase & profil arus yang ditentukan pada rentang debitnya. Dengan pengecualian sel referensi yang sangat spesialis seperti "Sel Weston" yang dirancang untuk menjadi sumber tegangan konstan, baterai juga bukan sumber tegangan konstan - tegangannya berkurang dengan meningkatnya beban dan penurunan tingkat pengisian. Sementara baterai dapat dioptimalkan untuk menghasilkan tegangan yang lebih rata vs kurva debit, tujuan utama yang biasa dalam desain baterai adalah untuk mengoptimalkan beberapa campuran kepadatan energi *, kepadatan daya *, laju pengeluaran, tingkat pengisian ulang, umur panjang dan efektivitas biaya. massa dan per volume]. Keteguhan tegangan keluaran berguna tetapi cenderung peringkat di bawah sebagian besar faktor-faktor lainnya.
Pasokan energi konstan saat ini jauh lebih tidak berguna dan cenderung kurang efisien dalam hal parameter desain biasa yang disebutkan di atas.
Ketika sumber arus konstan diperlukan, itu dapat diimplementasikan secara elektronik sedemikian rupa untuk mengoptimalkan beberapa campuran akurasi, efisiensi energi dan biaya yang diperlukan - dan hasilnya akan jauh lebih baik daripada yang dapat dicapai secara elektrokimia. Ini memungkinkan desain baterai dioptimalkan untuk kemampuan sumber energinya.
Sumber arus konstan, menurut definisi, memiliki tegangan rangkaian terbuka yang tinggi dan beroperasi pada sedikit atau tidak ada tegangan keluaran jika diperlukan ketika dimuat banyak. Efisiensi energi dari produk elektrokimia dengan karakteristik ini akan sangat buruk pada resistensi beban rendah karena sebagian besar energi yang dihasilkan perlu dihamburkan ke dalam baterai. Satu-satunya alternatif adalah dengan cara tertentu mengurangi potensi elektro dari "reaksi penggerak" karena arus beban melebihi arus desain. Alkemis mungkin bisa mencapai ini, tetapi sains modern mungkin ditantang.
Terkait:
Sel tegangan konstan:
Wikipedia - Truk Weston Cell
Ugly
Mungkin ini curang, tetapi baterai dengan resistansi internal sangat tinggi yang terhubung ke beban dengan resistansi yang lebih rendah secara proporsional adalah sumber arus konstan yang baik. Skema menggambarkan contoh yang agak ekstrim:
Arus ini terutama dibatasi oleh resistansi seri 9.9M dan perubahan resistansi beban tidak banyak berpengaruh. Bahkan jika beban termasuk sumber tegangan kurang dari 10V, arusnya konstan dalam 1%.
Baterai biasanya merupakan sumber tegangan yang cukup baik karena resistansi internalnya dirancang cukup rendah. Output mereka akan menurun dengan muatan yang dikirim tetapi resistansi internal yang rendah tidak menghasilkan banyak variasi dalam tegangan output dengan resistansi beban selama resistansi beban besar dibandingkan dengan resistansi internal.
Sumber arus konstan yang jauh lebih sederhana dan akurat dapat dibuat dari amplifier instrumentasi dengan resistor secara seri dengan output dan sisi yang jauh terikat pada input REF. Penguat akan mencoba mempertahankan tegangan konstan pada resistansi, menghasilkan arus konstan yang dapat diarahkan ke beban