¿Las baterías pierden voltaje a medida que se agotan?

Ambos efectos ocurren cuando la batería se agota. El voltaje del circuito abierto disminuye y la resistencia interna aumenta. Tenga en cuenta que el voltaje del circuito abierto mide específicamente solo el voltaje que emite la batería con la resistencia interna eliminada de la ecuación. Esto se debe a que no hay corriente a través de esa resistencia, por lo tanto, no hay una caída de voltaje en ella. Cualquier voltímetro decente tendrá al menos una resistencia de entrada de 10 M, que es mucho más que una batería agotada que no importa.

Todo lo que se dice, diferentes químicas de la batería tienen características diferentes con respecto a estos dos parámetros a medida que se agotan. NiCd y NiMH tienen curvas de descarga bastante planas después de un período inicial corto. Eso significa que la tensión del circuito abierto no baja mucho durante la mayor parte del ciclo de descarga, incluso cuando la energía almacenada disminuye constantemente. Estas baterías muestran una caída de voltaje bastante pronunciada a medida que se drena el último 10% de energía. Para un NiMH o NiCd, por lo tanto, es difícil determinar el estado de carga solo a partir del voltaje.

Otras químicas tienen una curva de descarga más lineal (voltaje en función de las Coulombs acumuladas drenadas a una corriente fija). Las antiguas celdas de carbono-zinc son más así. Por lo general, también hay una dependencia significativa de la temperatura, tanto en términos de voltaje como de capacidad.

Sí, las baterías pueden complicarse.

Su batería de 9V dará una lectura de voltaje más baja cuando se agote y eso no es solo debido a una mayor resistencia interna; puede leer 6 o 7V incluso con un DMM de impedancia muy alta. No estoy seguro de que puedas ir tan bajo como 1.5V; El aumento de la resistencia interna hace que, al final, ya casi no se pueda extraer energía, por lo que espero que la tensión pase de forma asintótica a una tensión algo mayor. Aun así, un 9V agotado hasta 1.5V nunca podrá suministrar la corriente que una batería de 1.5V puede suministrar.

En realidad, la resistencia cambia dramáticamente a medida que la batería se agota. El voltaje bajará con el uso, pero en muchas aplicaciones la resistencia interna aumentada inutilizará la batería mucho antes de que lo haga el voltaje reducido.

A medida que la batería se agota, el voltaje del circuito abierto caerá y la resistencia interna aumentará. A menos que la batería esté casi totalmente descargada, la tensión del circuito abierto se mantendrá razonablemente plana en comparación con la resistencia interna que parece disminuir de forma bastante lineal (aunque imagino que las distintas químicas variarán). Una batería de 9V podría comenzar con, por ejemplo, 5 ohmios de resistencia interna, llegando a más de 100 ohmios cuando se descarga (las cifras son una guía aproximada, no se han investigado con exactitud). Si tomamos una batería de 9V moderadamente descargada (resistencia interna aumentada a 50 ohmios) y leemos con un multímetro (una carga de aproximadamente 1 megaohmio) podríamos leer aproximadamente 9V, ya que el multímetro casi no tiene carga en el circuito (por ejemplo, 9 * 1000000/1000050 = 8.99V).
Bajo una carga de 500 ohmios, aunque caería a 9 * 500 / (500 + 50) = 8.18V.
Tal vez el voltaje del circuito abierto termine en, por ejemplo, 7.5V y la resistencia de 200 ohmios (nuevamente, estas cifras son solo un ejemplo aproximado, Google sin duda lo sabrá mejor)

Entonces, sí, el voltaje cae a medida que las baterías se agotan y también aumenta la resistencia interna. Por lo general, es mejor revisar una batería bajo una carga para tener una buena idea de qué tan plana está.

Como sabemos, los circuitos Dc están clasificados en VA, producto de la tensión y la corriente, es decir, si la tensión de la batería disminuye durante el proceso de descarga, la batería tiene una corriente de suministro alta para coincidir con la carga de VA requerida, pero tiene una caída de tensión. la resistencia interna de la batería aumenta, por lo que la batería no puede proporcionar la cantidad necesaria de currnet, lo que la carga es realmente necesaria, por lo que se encuentra que la batería está descargada.

¿No sería seguro usar la analogía de que la batería es como dos ciclistas unidos en la parte inferior con un tubo, uno lleno de agua y el otro vacío? A medida que abres el circuito, el cilindro lleno intenta toparse con el vacío. Durante un tiempo, el desequilibrio de electrones mantiene el cilindro lleno vertiéndose en el vacío. Después de que los lados inician la ecualización, la presión de la corriente de agua disminuye y es como si el tubo (o la resistencia interna) permitiera que muy poca agua se cruzara, disminuyendo el voltaje. Queda algo de presión (tensión). Pero la resistencia del circuito o los componentes es demasiado grande para que el voltaje sea efectivo

¡Es abusivo utilizar V = IR de la manera que lo has utilizado! esto es estrictamente aplicable a una corriente eléctrica que fluye a través de una carga resistiva bajo el efecto de un potencial (voltaje). Ahora defina la carga resistiva, el voltaje y la corriente a la que está aplicando la ley de Ohm:

• Es: V es el voltaje de la batería, R es la resistencia o carga externa y I es la corriente que pasa. entonces esto no tiene nada que ver con que el voltaje de la batería sea menor a medida que se consume.
• ¿Es: V es el voltaje de la batería, R como la resistencia interna de la batería y I como la corriente suministrada por la batería a la carga externa? La aplicación de la ley de Ohm aquí puede indicarnos que la lectura de voltaje en los terminales de la batería disminuye si aumenta la corriente suministrada por la batería.

En cuanto a que el voltaje de la batería disminuye a medida que el estado de carga disminuye (cuanto más consumimos la batería), esto se relaciona con el cambio en los materiales químicos que realmente producen el voltaje, es decir, electrodos sumergidos en electrolito . Es decir, la pérdida del electrodo de electrones libres adicionales.

La velocidad y el comportamiento de cómo cambia el voltaje con respecto al estado de carga depende de la química de la batería y no de ninguna ley eléctrica. A modo de ejemplo, aquí hay una comparación entre la forma de la caída de voltaje de las baterías alcalinas en comparación con las baterías de NiMh a medida que se consumen las baterías ( fuente ):

tengaencuentaquecuandomenciono"voltaje de la batería", me refiero al voltaje de circuito abierto, que no hay corriente que fluya a través de la batería. La resistencia interna no tiene ningún efecto en este voltaje.