¿Cuál es la forma más precisa de medir la resistencia interna de una batería de consumo?

Lo más fácil es usar una corriente de CA, como un analizador de red.

Puede usar un sumidero de corriente conmutable de valor conocido, o una resistencia y un FET. Mida el voltaje con la corriente encendida, luego con la corriente apagada, reste, divida entre la corriente, obtendrá resistencia interna. Si continúa repitiendo este ciclo de encendido / apagado, esto es equivalente a usar una corriente alterna.

Una ventaja de la medición de CA es que puede usar un condensador para deshacerse de la CC y solo manejar la pequeña tensión de CA. También ignora cualquier desviación de CC en la cadena de señal, desde opamps, etc. La medición de CA es el método más preciso.

Puedes usar algo como esto como un experimento:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Aquí, la fuente de voltaje de la izquierda conduce una señal de CA a través de R1 y C1 hacia la batería. Esto es AC acoplado a través de C1.

C2 extrae el voltaje de CA de la batería.

Conociendo el voltaje de CA V1, una vez que mide el voltaje de CA en "FUERA", la resistencia interna de la batería se calcula fácilmente, ya que forma un divisor resistivo con R1.

Puede hacer esto con una tarjeta de sonido, o con un generador de funciones y un multímetro. Asegúrese de calibrar y verificar su equipo de prueba reemplazando la batería con una resistencia de valor conocido, que debe ser del mismo orden de magnitud que la resistencia esperada que se medirá.

La objeción de tu profesor al método que describiste es incorrecta. Si una batería tiene baja impedancia, solo aumenta la carga, por lo que la diferencia puede medirse mejor.

El problema, sin embargo, es bastante más profundo. Las baterías generalmente no tienen una carga continua de CC y, a menudo, las personas necesitan conocer la reacción de la batería a la carga de impulso. El problema es que la batería no tiene una "impedancia" única que pueda usarse para estimar su respuesta a la carga. Cada batería tiene un espectro de impedancias, diferentes impedancias para diferentes frecuencias de carga. Este tema de ingeniería se llama "Espectroscopia de impedancia electroquímica". Un ejemplo de presentación . Consulte también este artículo de BatteryUniversity , con un ejemplo de "espectro electroquímico".

Entonces,laformamásprecisadecaracterizarlaimpedanciainternadeunabateríaesmedirsuespectro,utilizando,porejemplo,elcircuitosugeridopor peufeu .

Sin embargo, esto no es todo. El espectro de EI se suele recopilar utilizando la "pequeña señal" aplicada. Como Lorenzo Donati comentó a continuación, el valor de la impedancia no solo depende de la frecuencia, sino que también es no lineal con la amplitud de la señal / carga aplicada, lo que agrega otra dimensión a la complejidad del problema.

La resistencia interna es una aproximación de una función V (I) compleja de una batería, por lo que no existe un valor de resistencia interna "verdadero" que pueda medir con precisión en primer lugar. La medida más representativa que puede hacer es la curva V (I) real para los valores actuales relevantes. Si, por casualidad, obtiene un bingo en línea recta, su batería puede describirse con precisión mediante un solo valor de resistencia interna. De lo contrario, tendrá que utilizar la curva que tiene para determinar los valores de corriente y voltaje para cualquier carga dada.