¿Cuánto tiempo lleva recargar la batería de un automóvil después de comenzar?

No, no es Joules in = Joules out. Para una primera aproximación, es Coulombs in = Coulombs out. Los electrones que fluyen a través del circuito son los que participan en la reacción química dentro de la batería (pero no con una eficiencia del 100%).

Olvídese del cálculo de energía / potencia / voltaje y solo haga que los amperios-segundos de carga sean iguales a los amperios-segundos de descarga, y luego multiplíquelos por un factor de fudge para tener en cuenta las ineficiencias.

500A × 3s = 1500 A-s = 2A × 750s = 10A × 150s

750s = 12.5 minutos

Calcule aproximadamente el 90% de eficiencia, por lo que 12.5 minutos / 0.90 = aproximadamente 14 minutos.

Para "Lo suficientemente cerca", puedes usar

  

T _carga = T _descarga * (i _descarga / i _carga ) * k

k es un factor de eficiencia de corriente sin unidad y varía según la química de la batería, las tasas de carga y descarga, el estado de carga de la batería y la fase de la luna (y, a veces, si hoy es un día festivo bancario), pero para a

• batería ácida de plomo: aproximadamente 1.1 a 1.2
• batería de iones de litio: aproximadamente 1.01
• hidruro de níquel-metal (NiMH): aproximadamente 1.15 a 1.2

Esto simplemente dice que los tiempos de carga y descarga son inversamente proporcionales al drenaje de corriente multiplicado por una constante variable.

La "constante" varía debido a muchos factores. Las químicas de litio no tienen reacciones secundarias que "consumen" la entrada de corriente. NimH (y NiCd) tienen reacciones químicas secundarias que producen gases, calor y otras cosas divertidas y consumen parte de la energía suministrada.

Nota: las relaciones Current no son las mismas que Energy .
Al cargar, el flujo de corriente a través de la resistencia interna causará un drop en el voltaje entre la entrada y battery_proper, por lo que V _in debe sea mayor que V _{battery_proper} , ya que se pierde la caída actual a través de la resistencia interna.

Al descargar, la resistencia interna de nuevo disminuye el voltaje, pero V _out ahora será más baja que V _{battery_proper} debido a caídas internas. Así que pierdes de ambas maneras . En general,

  

(eficiencia energética) = k * (V _{out, mean} / V _{in, mean} )

En corrientes altas (como las de un automóvil que arranca un motor de arranque), hasta aproximadamente la mitad del voltaje total puede caer sobre la resistencia interna. Eso significa que una batería de coche de 12 V menos que totalmente cargada y que no está en buenas condiciones puede medir 6 V en los terminales durante el arranque. La misma batería requerirá hasta 13.6 & nbap; V al cargar.

Por lo tanto, la eficiencia de voltaje, si se descarga mediante el arranque y se carga cuando la batería está casi completamente cargada, es igual a 6 / 13.6 = ~ 44%. Esto es después del 90% de eficiencia mencionado anteriormente para el ácido de plomo.
Así, por ejemplo, una batería de plomo ácido casi completamente cargada que está "un poco cansada" puede administrar 0.9 & nbsp: * 0.44 = ~ 40% de eficiencia energética para la energía descargada sobre la energía de carga.

Incluso si su batería entrega 500A, esa es la corriente PICO, cuando el motor se detiene y no hay un EMF posterior, por lo que básicamente el motor es una pequeña resistencia e inductancia. Después de que el motor comienza a girar, el EMF trasero disminuye la corriente drenada para la batería. Supongo que estas enormes corrientes se drenan solo por ms.

El voltaje de reposo de la batería completa es de 13.8 voltios a temperatura normal. El regulador del alternador emite 14.4 a 14.7 voltios. Este sobrepotencial es necesario o, de lo contrario, la batería nunca se llenaría y el tiempo de carga sería infinito. Entre el voltaje de reposo y de carga hay una diferencia de menos de 1 voltio, que es lo suficientemente baja como para que no cause la electrólisis del agua (es decir, "hirviendo" la batería hasta que esté seca) en circunstancias normales.

La resistencia interna de la batería es tan baja que esta diferencia de 1 voltio causaría que alrededor de 50 amperios fluyan dentro de la batería incluso cuando está llena. Sin embargo, las placas de la batería y el electrolito también forman un condensador electrolítico crudo, que se carga hasta esta diferencia y cierra la brecha. Esta carga del condensador es lo que se ve cuando se mide una batería recién cargada, y se demora aproximadamente un minuto en disiparse y se fuga a través de sí mismo.

En efecto, tiene una batería con un capacitor con fugas conectado en serie. Cuando arranca el automóvil, se utiliza parte de la carga en las placas, y cuando el alternador comienza a restablecer la carga, primero se carga este condensador y las fugas son las que realmente cargan las placas. Esta es la razón por la cual una batería de plomo-ácido necesita el sobrepotencial para cargarla: la carga a exactamente 13.8 voltios nunca la llenaría.

Por lo tanto, no importa lo grande que sea su alternador: la batería tomará lo que quiera, y así depende realmente de la batería cuánto tiempo se tarda en cargarse nuevamente después de arrancar el automóvil. A medida que la batería envejece, se desarrolla la sulfatación y las placas se corroen, el efecto del condensador se vuelve más fuerte y demora más y más en recargar la batería.

Eventualmente, cuando se ponga muy mal, parecerá que la batería mantiene la carga siempre y cuando mantengas los cables de puente conectados, porque toda la carga está en el condensador y ninguna en las placas reales.