Cómo alimentar el cable de NiChrome desde la batería

1. A una temperatura ambiente dada, se necesita una cantidad fija de energía para calentar el cable de nicrom a la temperatura de fusión y luego otra cantidad de energía para fundirlo. Calcule la potencia requerida a través de su cable nicrom dependiendo de las pérdidas de potencia y el tiempo requerido para fundirse.
2. Deduzca cuál es el voltaje requerido y la corriente correspondiente a través del cable nicrom
3. Regla general: elija una tecnología de batería que tenga una capacidad (en Ah) igual o mayor que la corriente requerida (en A) (10 veces mayor para uso sostenido) si es posible (de lo contrario, el paso 4 es obligatorio). Apile tantas celdas en serie como sea necesario para completar el voltaje requerido

Las baterías AA generalmente son bastante buenas en términos de resistencia (~ 0.2Ohm para alcalinas) y capacidad de corriente (hasta 1 o 2A, aunque no por mucho tiempo). Sin embargo, varían enormemente en las especificaciones según el fabricante; por lo tanto, si el tuyo no funcionó, deberías probar uno de mejor calidad antes de probar las baterías de tipo C y finalmente las de tipo D.

4. Si la mejor pila que puede permitirse (en términos de espacio, masa o lo que sea) no puede proporcionar la corriente o se calienta demasiado, esta es una solución potencial: inserte un diodo Schottky que pueda manejar el voltaje y la corriente en serie con la pila (tenga en cuenta que el voltaje de la pila se reducirá de 0.2 a 0.5V), y duplique ese conjunto en paralelo tantas veces como sea necesario para reducir la corriente que debe proporcionar cada pila. Los diodos evitarán que las baterías luchen por la tensión neta.

Tenga en cuenta que esta técnica (paso 4) se usa normalmente para cambiar entre las fuentes de alimentación, no para aumentar la capacidad actual. Solo un diodo conducirá en cualquier momento *, lo que significa que aquí toda la corriente lo hará. debe ser suministrado por una fuente antes de que su voltaje caiga lo suficiente como para que se realice otra, y así sucesivamente. Esto podría funcionar bien para esta aplicación sin embargo.

*: considerando un diodo ideal

Los problemas a los que te enfrentas son solo Ohm's Law problemas.

Primero, las celdas de la moneda. Tienen una alta ESR, resistencia equivalente en serie (o resistencia interna). 20 ~ 40 Ω, según la carga o el estado de la batería. Apilarlos también aumenta la ESR. Entonces, desde una celda de moneda de 3 V como la cr2032 (250 mAh promedio) y un cable de nicrom de 8, resolvemos para I. I = V / R donde R = R-Wire + R-ESR.

0.108 A = 3 V / (20 Ω + 8 Ω)

Y como sabemos la corriente a través de las dos resistencias (la corriente es la misma cuando está en serie) y la resistencia, podemos ver cuánta tensión hay realmente en cada una, con más Ley de Ohm. V = I * R .

2.16 V = 0.108 A * 20 Ω y 0.86 V = 0.108 A * 8 Ω.

2.16 Voltios de los 3V disponibles, se desperdician dentro de la celda de la moneda. Solo el V * I = P .86 V * 0.108 A = 0.09 vatios o 90 MilliWatts de potencia pasan por el Nichrome Wire. Las Células de la moneda son inútiles en su aplicación.

Las baterías primarias alcalinas, como las típicas AA, C, D y 9V tienen una ESR mucho más baja, y pueden considerarse insignificantes para este propósito. Así que se aplica la ley de Ohm pura.

0.1875 A = 1.5 V / 8 Ω y 1.125 A = 9 V / 8 Ω

Una batería AA de 1.5V, a una sexta parte del voltaje de una batería de 9V, con la misma resistencia de carga, producirá una sexta parte de la corriente. Pero la diferencia de poder es mucho mayor. En Potencia, eso es 0.28 vatios y 10 vatios. Si bien el ESR de 9V es insignificante, todavía existe, con una probabilidad de < = 1 Ω, y al reducir la energía que pasa por el cable, la cantidad de energía El arrastre por la carga es suficiente para calentar la batería. Las baterías de 9V están diseñadas para tomas de baja corriente. Dibujar 1+ Amplificadores a través de él no es lo ideal.

AA, C y D pueden manejar esto mejor. Cada uno tiene menos ESR que el más pequeño y una mayor capacidad. Debido a la menor tensión, debe combinar algunos en serie para obtener la corriente y el consumo de energía deseados a través del cable Nichrome.

Consulte ¿Cómo puedo encontrar la temperatura del nicrom para obtener información específica sobre la calefacción? y cargas pesadas impulsadas por impulsos con una celda de moneda en cargas de batería.

Su problema se define por la cantidad de potencia que puede extraer de la batería. Una vez que esté operando en el límite, lo mejor que puede hacer con un circuito de fantasía es el intercambio de corriente por voltaje. Pero el poder no aumentará.

Por ejemplo, (sin tener en cuenta los efectos de eficiencia), si la batería de 9v le dio 100mA, podría cambiarlo a 1.5v a 600mA. La resistencia cambió de 90 ohmios a 2,5 ohmios, pero la potencia sigue siendo inferior a 1 vatio.

Su mejor apuesta es determinar qué células presentan la resistencia interna más baja y, si es necesario, conectar varias en paralelo para reducir aún más la resistencia.