¿Cómo afecta el tamaño de un condensador del depósito a la vida útil de la batería?

4

Tengo un circuito, alimentado por un alcalino de 9V, donde un solenoide se activa a través de un MOSFET. Tengo un condensador de depósito grande (electrolítico 4700uF) en el lado superior del solenoide. Me preguntaba cómo cambiar el valor de este condensador afectará la vida útil de la batería. ¿Cuanto mayor sea el valor de la tapa, mejor será la duración de la batería? Por ejemplo, aumentar el tamaño del condensador de 4700uF a 6800uF ¿debería esperar un gran aumento en la vida útil de la batería?

¡Gracias a todos!

    
pregunta sduck

3 respuestas

6

La tapa tiene poco que ver con la duración de la batería. En última instancia, la corriente a través del solenoide proviene de la batería.

Una tapa puede suministrar momentáneamente una corriente más alta, que luego se rellena un poco más tarde y se extiende más en el tiempo desde la batería. Eso puede ser útil para cargas que atraen corrientes en picos grandes pero con un promedio bajo. En ese caso, la tapa puede permitir que la batería vea más el promedio que los picos. Esto puede ser bueno para una batería.

Sin embargo, ese no es el caso aquí. Un solenoide es un inductor con una resistencia en serie significativa desde el punto de vista del circuito. Cuando se enciende, la corriente a través del solenoide será una disminución exponencial hacia el valor de estado estable. Nunca superará el nivel de estado estable que la batería debe poder manejar de todos modos. En este caso, hay un pequeño punto en la tapa del depósito para alimentar un solenoide.

La única razón por la que puedo pensar que una de ellas es útil para la alimentación del solenoide es si la conexión a la fuente de alimentación (la batería en este caso) tenía una resistencia tan alta que hay una caída significativa en la tensión del solenoide en estado estable. Este podría ser el caso, por ejemplo, si el solenoide y el interruptor están al final de un cable largo. En ese caso, la tapa proporciona un voltaje más alto por un corto tiempo cuando se enciende el solenoide. Esto es probable cuando se necesita más fuerza. Dependiendo de la mecánica externa, puede ser bueno tener un impulso inicial más alto, que luego se puede relajar un poco una vez que el solenoide ha terminado de viajar. Esto es común en los relés, por ejemplo, cuando a los dos se les conoce como la corriente de encendido y la corriente de retención.

    
respondido por el Olin Lathrop
4

Básicamente estoy de acuerdo con Olin.
 Hay una excepción especial que vale la pena mencionar.

Caso especial - resumen:

  • Un caso especial que es lo suficientemente común como para notarlo es cuando el solenoide recibe una corriente de extracción para que funcione, y la corriente de la bobina se reduce a un valor de retención.

  • Como la corriente de mantenimiento puede ser tan solo un 10% de la extracción, un capacitor de suministro podría hacer una diferencia significativa en la vida útil en este caso.

Los solenoides tienen una corriente de arrastre y una corriente de retención. El tirón de la corriente NO se logra instantáneamente en la aplicación de potencia, como señala Olin, pero aumenta exponencialmente con una constante de sobre L / R. Por lo general, esta constante de tiempo es pequeña en comparación con la tracción mecánica en el tiempo, ya que se necesita una alta corriente al principio de la carrera cuando el espacio de aire es mayor y la inductancia es la más pequeña.

Si bien la corriente de retención es a menudo mucho más baja que la corriente de extracción, generalmente no se proporciona ningún medio en el solenoide adecuado para reducir la corriente una vez que el solenoide ha operado. Por lo tanto, el exceso de corriente se "desperdicia", lo que generalmente solo es importante para los equipos que funcionan con baterías.

Pero algunos sistemas alimentados por batería hacen uso de esto al proporcionar un alto voltaje (generalmente) para provocar la extracción de corriente de extracción, luego, una vez que el solenoide ha operado, el voltaje se reduce y / o la resistencia aumenta para disminuir la corriente hasta el nivel de retención.

En algunos casos, se puede lograr una mejora significativa en la vida útil de la batería si se utiliza un condensador para proporcionar Ipullin y la batería se utiliza para mantenerlo.

    
respondido por el Russell McMahon
2

Como han dicho otros, el condensador no afecta la cantidad de carga entregada por la batería.

Pero hay un caso en el que la capacitancia a granel ayuda a aumentar la capacidad de la batería (que no es lo mismo que la "vida útil" de la batería para una batería recargable): la medición de la capacidad de la batería depende de un punto final que Es usualmente una función del voltaje de la batería, por ej. la batería se considera descargada cuando el voltaje es inferior a algún umbral dependiente de la aplicación.

Si tiene corrientes de sobretensión puntiagudas, esto reducirá temporalmente el voltaje de la batería hasta un punto que podría hacer que se descargue. Con capacitancia a granel, el capacitor manejará las subidas de tensión y la tensión de la batería será más alta que lo contrario, por lo que el punto en el que se considera que la batería está descargada es posterior, lo que otorga a la batería una mayor capacidad efectiva . / p>

En cuanto a la "vida útil", en una batería no recargable esto es efectivamente lo mismo que la capacidad; en una batería recargable, la vida útil del ciclo (número de ciclos hasta que la capacidad o el suministro de energía caen por debajo de un umbral útil) se mejora con cargas más suaves o más livianas, por lo que la capacitancia en masa ayudará un poco.

    
respondido por el Jason S

Lea otras preguntas en las etiquetas