¿A dónde va la energía cuando no se aplica suficiente voltaje para cargar una batería?

En general, para cargar una batería, debe aplicar un voltaje ligeramente más alto a la batería que el voltaje de la batería actual.

Entonces, si la batería es de 1.2 V, deberá aplicar más de 1.2 V. Por ejemplo, si aplicaría 1.3 V, eso haría que actual fluya desde su fuente de 1.3 V en la batería de 1,2 V. Dado que la corriente fluye hacia la batería, eso significa que también la energía fluye hacia la batería.

Es importante limitar que la corriente de carga, por lo que la aplicación de 2 V sin resistencia en serie para limitar la corriente, puede hacer que la corriente de carga sea demasiado alta y dañan la batería y / o el motor de CC. Sin embargo, depende de la situación, si su motor de CC es pequeño y solo puede suministrar, por ejemplo, 1 A, pero su batería es muy grande y puede manejar una corriente de carga de 10 A, entonces obviamente no habrá ningún problema.

Si intenta cargar con 1.2 V, casi no habrá corriente fluiría, ya que los voltajes de la fuente (su motor de CC) y la batería son iguales .

Si aplicara sin energía a ese motor de CC, obviamente la 1.2 V de la batería lo haría girar. La batería estaría descargada.

Respuesta corta:

El eje del rotor absorberá la energía como energía cinética, acelerándola.

Respuesta larga:

Para desentrañar el misterio, primero debemos modelar su situación. El motor de CC se puede modelar como una fuente de voltaje en serie con una resistencia:

Alconectarelmotordirectamentealabatería,estárealizandoelsiguientecircuito:

Elvoltajedelmotoresproporcionalalavelocidaddeleje\$\omega\$:$$V_{motor}=K\times\omega$$

Sielvoltajedelmotoresmayorqueelvoltajedelabatería,lacorrientefluirádelmotoralabatería,cargándola.Laenergíaqueingresaalabateríaprovienedelatensióndelmotor,queasuvezprovienedelaenergíamecánicarequeridaparamoverelejedelmotor.

Porotrolado,sielvoltajedelabateríaesmayorqueelvoltajedelmotor,lacorrientefluirádelabateríaalmotor,descargandoefectivamentelabatería.Laenergíaquesaledelabateríaseráabsorbidaporlatensióndelmotoryconvertidaenenergíamecánica.Estaenergíamecánicaaceleraráelejedelmotorhastaquesuvelocidadhagaquelatensióndelmotorseaigualalatensióndelabatería,deteniendoelflujodecorriente(hablandoestrictamente,latensióndelmotoraumentaráhastaserligeramentemásbajaquelatensióndelabatería).Enestasituación,elmotorfuncionaráconlaenergíadelabatería.

Sideseaevitaresteescenario,unasoluciónsimpleesusarundiodoenserieparaevitarunflujodecorrienteinversa:

Un motor y un generador son más o menos el mismo dispositivo, simplemente optimizados para una aplicación diferente. Entonces pregunte, ¿qué sucede si una batería está conectada a un motor y a dónde va la energía?

Idealmente, la potencia química que sale de la batería (voltaje por la corriente) es igual a la potencia mecánica generada por el motor (velocidad angular por el par).

La energía química depende de lo que esté conectado al motor.

Por ejemplo, si se conecta un freno al motor, se genera fricción y energía térmica.

Si una bomba está conectada al motor, podría bombear agua cuesta arriba, generando energía potencial gravitatoria.

Si un volante está conectado al motor, podría aumentar su velocidad, generando energía cinética.

En la práctica, una parte de la energía siempre se pierde por la fricción y las pérdidas por resistencia en los cables, los devanados del motor y las partes internas de la batería, generando energía térmica. Si el motor está bloqueado de modo que no pueda girar, la velocidad angular y, por lo tanto, la potencia mecánica deben ser cero, y todos la energía química se calienta, como sucedería al conectar una resistencia a través de la batería. Solo la resistencia es la longitud del cable en el bobinado del motor.

Respuesta corta: nada.

A 2.0 V, una corriente fluye a través de las bobinas para cargar la batería. La corriente que fluye a través de la bobina crea un campo magnético que se opone al campo magnético del rotor, lo que resulta en una fuerza en el rotor opuesta a la dirección del movimiento, disminuyendo su velocidad. Una vez que desciende por debajo de 1,2 V, la corriente deja de fluir (suponiendo que tenga un diodo o algo similar). Sin flujo de corriente, la fuerza contra el rotor desaparece y el rotor girará para siempre si ignoramos la fricción. La energía no se ha ido, solo se almacena como energía cinética del rotor, similar a un volante. Si incluimos la fricción, entonces la energía cinética se convierte lentamente en calor y se disipa.