Vybít nabít nebo nonstop nabíjet?

[ITCrowd]

Za nabíječku se ti těžko někdo zaručí
Nicméně, měl bys to poznat. Pokud budeš telefon nabíjet od nuly, bude za nějakou dobu nabíječka hřát. Přestane, až se telefon nabije.

[Reklama]

[atari]

Nedá mi to a reaguji na nepochopení některých o vztahu mezi napětím a kapacitou.

První zásada je ta, že podle napětí (vyjadřuje se ve voltech) nelze určovat kapacitu (vyjadřuje se v ampérhodinách). Mezi těmito dvěma veličinami není velká korelace.

Pokud je baterie nová a bez poškození, tak má plnou kapacitu při plném nabití. Ale obráceně to již neplatí. A při vybíjení obě hodnoty klesají a každá jinak. Takže například když napětí z 3,6V klesne na 3 volty, tak v podstatě kapacita baterie je nulová !!

Kdo to nechápe, tak ho odkážu na fyziku a na chemii, aby to nastudoval.

Čiliže pokud mluvíme o tom, že baterie je nabitá na 100% nebo vybitá na 0%, tak je potřeba dodat, že se bavíme o kapacitě, a nikoliv o napětí. Takže tvrzení, že baterie je vybitá na 0% a je pravdivé, ale je nutno k tomu dodat, že to je 0% kapacity.
Takže pokud telefon (tablet atd.) ukazuje 0% kapacity, tak to je opravdu 0% kapacity. (Ona ve skutečnosti tam nějaká kapacita bude, ale pouze v řádech jednotek procent, ale to je maximum. Záleží to na tom, jaký algoritmus výpočtu zvolil výrobce zařízení a jakou si nechal rezervu.) A i při této nulové kapacitě bude měřák ukazovat napětí 3V.

(Poznámka: jak již bylo výše uvedeno, tak procento kapacity nelze brát doslova, protože to je přibližný výpočet hodnot, které stanovil výrobce)

Přikládám graf ze kterého to je krásně vidět: http://gwl-power.tumblr.com/post/597215 ... cteristics

Zde je vidět, že při poklesu napětí z 37,8V na 32,2V (tedy o 15%) kapacita baterie klesla z 10.000mAh na 0 (tedy o 100%).

A skutečnou kapacitu totiž nelze změřit žádným měřákem, jak si většina lidí myslí. Ta se dá zjistit pouze tak, že se připojí na baterii spotřebič, a měří se odběr proudu v Ampérách, a u toho se sleduje průběh napětí ve voltech, a doba vybíjení, a po úplném vybití se z těchto hodnot spočítá skutečná kapacita. ( Lepší nabíječky tuto funkci běžně poskytují.) Takže prakticky když někdo dá změřit tu kapacitu tak při 3V už to většinou ukáže kapacitu nula. Ona tam sice nějaká je, ale tak malá, že to měřák zaokrouhlí na nulu (lidově řečeno)

Takže mluvit o tom, že kapacitu článku je na celé rozmezí napětí, je v podstatě nesmysl. Teoreticky to je pravda, ale prakticky to tak nefunguje. Pokud ta baterie má již jen 3 V, tak ta kapacita je tak malá, že nic neutáhne. Každý si může zkusit tu baterii vytáhnout, připojit spotřebič, a uvidí, že se nic nestane, kromě toho, že z těch 3 Voltů to spadne na minimální hodnoty.

Ono totiž měřit napětí baterie, když není zatížená, je dost zavádějící, a je to v podstatě jen nějaké virtuální číslo, na které se nedá spolehnout.

Toto měření poskytuje jen jednu jistotu. Obecně řečeno, pokud je napětí baterie malé (to jest nominální nebo menší) tak je jistota, že baterie je vybitá. Pokud je však napětí baterie vysoké (tj. blízké tomu maximálnímu nabíjecímu, nebo nad nominálním) tak není jistota, že je baterie nabitá (zejména u starších použitých baterií, a poškozené se takto chovají běžně).

Nejvíce mají lidé zkušenosti s tužkovými bateriemi. U NIMH (ty jsou nejvíce v tomto segmentu rozšířené) je tento efekt nejvíce patrný. Určitě si někteří všimnuli, že když dali poškozenou baterii do nabíječky (například AA o nominálu 1,2V), v nabíječce se za 15min. nabila na 1,45V, a pak nerozsvítila ani malou žárovičku, jediné co se stane, tak těch 1,2V klesne na minimální hodnoty pří zátěži. Pokud je baterie nová, tak samozřejmě ten pokles nebude tak veliký.

EDIT: Graf z toho odkazu jsem dal do přílohy.

EVBAT36V10A-discharge.pdf

(49.4 KiB) Staženo 19 x

[ITCrowd]

Hodnotím velmi kladně tvůj pokus a jen bych trošku poupravil. Budu se v některých případech odvolávat na svůj článek - viewtopic.php?f=106&t=103298:

První zásada je ta, že podle napětí (vyjadřuje se ve voltech) nelze určovat kapacitu (vyjadřuje se v ampérhodinách). Mezi těmito dvěma veličinami není velká korelace.

Tohle je nesmysl. Předně dle velikosti napětí lze jednoznačně určit kapacitu. Důkaz budiž proveden v citovaném článku grafem nabíjení, kde je jasně vidět, že napětí i kapacita je funkcí času a tudíž spolu souvisí. To, že nejsou v přímé úměře není rozhodující. Dalším důkazem budiž nová jednotka kapacity, udávaná jako "energie" ve Wh. V grafu je vidět (modrá barva), že přesně kopíruje kapacitu mAh (žlutá barva). A tato jednotka obsahuje watty, přičem W=U*I => závislost na napětí je jasně dána.

Pokud je baterie nová a bez poškození, tak má plnou kapacitu při plném nabití. Ale obráceně to již neplatí. A při vybíjení obě hodnoty klesají a každá jinak. Takže například když napětí z 3,6V klesne na 3 volty, tak v podstatě kapacita baterie je nulová !!

Plně nabitá baterie má max, kapacitu, to je bez diskuzí. Plně vybitá baterie má nulovou kapacitu => hodnota energy (Wh) = 0. Je lhostejné, zda při stavu E=0 má baterie 3, 15, 220V.

Čiliže pokud mluvíme o tom, že baterie je nabitá na 100% nebo vybitá na 0%, tak je potřeba dodat, že se bavíme o kapacitě, a nikoliv o napětí.

Opět budu opnovat. Jestliže jsme v prvním odstavci dokázali, že kapacita i napětí jsou funkcí času (viz. graf nabíjení), pak si z obou funkcí můžeme čas (t) vytknout a pokud správně upravíme, pak dojdeme k výsledku U=f(C), tedy napětí je funkcí kapacity. Problém ale je, že tento zjednodušený vzorec platí právě pro jednu baterii a právě pro jeden aktuální stav. Pokud si porovnáte graf nabíjení špatného aku, pak je jasné, že i zde U=f(C), ale funkce se liší. A to je právě problém všech ukazatelů % kapacity baterie, protože skutečně měří napětí baterie. Jsou přesné pouze v jediném okamžiku, v ostatních zkreslují.
Důkaz zkušenostní: Pokud máte už opravdu špatnou baterii, pak se při nabíjení dostane za velmi krátkou dobu na 100% kapacity a při vybíjení se taky rychle vybije na 0%. Chování při nabíjení je podobné grafu nabíjení špatného aku. Stejně tak popsané chování NiMH

Určitě si někteří všimnuli, že když dali poškozenou baterii do nabíječky (například AA o nominálu 1,2V), v nabíječce se za 15min. nabila na 1,45V, a pak nerozsvítila ani malou žárovičku,

K měření kapacity:
1. Nabití na maximální napětí - pro výchozí stav.
2. Vybití na minimální napětí.
3. Nabití na maximální napětí.
Měří se energie dodaná do zátěže/odebraná ze zdroje (Wh). Zde netuším, jak to má být správně, pro své účely beru vždy menší hodnotu kapacity z bodu 2 a 3. A ano, některé nabíječky to umí - opět viz. článek.
Tím by to snad už mělo být jasné.
A jeden zkušenostní axiom :
Má-li baterie plné napětí, nemáme jistotu, že má plnou (100%) kapacitu (myšleno udanou hodnotu výrobcem).
Má li baterie nulové napětí, máme 100% jistotu, že má nulovou kapacitu

[Scientific]

Z tak jednoduchého dotazu se tu nehromadilo takového materiálu, že by to bylo na pěknou přílohu do vědeckého časopisu.

ITCrowd: Znovu děkuji, tentokrát za super tip s nabíječkou, myslím, že telefon i nabíječka zhřejí jen po čas nabíjení. Asi na tohle permanentní napájení spíše koupím nějakou pořádnou značkovou nabíječku

Co jsem chtěl vědět, jsem už tedy zjistil, ale myslím, že bude lepší to nezamykat, alespoň si dále můžete předávat poznatky a vzájemně si tak vyměnovat zkušenosti.

[atari]

Tady jde o to, že každý to popisujeme z jiného úhlu pohledu. Ty z matematického, já z toho praktického.

...

První zásada je ta, že podle napětí (vyjadřuje se ve voltech) nelze určovat kapacitu (vyjadřuje se v ampérhodinách). Mezi těmito dvěma veličinami není velká korelace.

Tohle je nesmysl. Předně dle velikosti napětí lze jednoznačně určit kapacitu. Důkaz budiž proveden v citovaném článku grafem nabíjení, kde je jasně vidět, že napětí i kapacita je funkcí času a tudíž spolu souvisí. To, že nejsou v přímé úměře není rozhodující. Dalším důkazem budiž nová jednotka kapacity, udávaná jako "energie" ve Wh. V grafu je vidět (modrá barva), že přesně kopíruje kapacitu mAh (žlutá barva). A tato jednotka obsahuje watty, přičem W=U*I => závislost na napětí je jasně dána.

Pokud to bereš z čistě z hlediska matematického vzorce, tak můžeš mít pravdu. Jenže to funguje pouze u nové baterie kde lze říci, že kolik kapacity do baterky „natlačíš“ při nabíjení, takovou pak má kapacitu (plus to co tam bylo). Jenže to je ideální teorie. Praxe je taková, že zejména u starší baterie to tak neplatí. Prakticky se steává, že když změříš dvě baterie a mají stejné napětí, tak kapacita je odlišná.

Pokud je baterie nová a bez poškození, tak má plnou kapacitu při plném nabití. Ale obráceně to již neplatí. A při vybíjení obě hodnoty klesají a každá jinak. Takže například když napětí z 3,6V klesne na 3 volty, tak v podstatě kapacita baterie je nulová !!

Plně nabitá baterie má max, kapacitu, to je bez diskuzí. Plně vybitá baterie má nulovou kapacitu => hodnota energy (Wh) = 0. Je lhostejné, zda při stavu E=0 má baterie 3, 15, 220V.

A tady jsme opět u teorie. Z hlediska matematického to je pravdivý výrok, a prakticky znamená to, že napětí je nula a má nulovou kapacitu. Jenže prakticky to je tak, že nulová kapacita se udává, už když ta baterie má ty 3 volty, protože ta skutečná kapacita při těch voltech je tak malá, že je téměř neměřitelná – viz ten můj graf.

Čiliže pokud mluvíme o tom, že baterie je nabitá na 100% nebo vybitá na 0%, tak je potřeba dodat, že se bavíme o kapacitě, a nikoliv o napětí.

Opět budu opnovat. Jestliže jsme v prvním odstavci dokázali, že kapacita i napětí jsou funkcí času (viz. graf nabíjení), pak si z obou funkcí můžeme čas (t) vytknout a pokud správně upravíme, pak dojdeme k výsledku U=f(C), tedy napětí je funkcí kapacity. Problém ale je, že tento zjednodušený vzorec platí právě pro jednu baterii a právě pro jeden aktuální stav. Pokud si porovnáte graf nabíjení špatného aku, pak je jasné, že i zde U=f(C), ale funkce se liší. A to je právě problém všech ukazatelů % kapacity baterie, protože skutečně měří napětí baterie. Jsou přesné pouze v jediném okamžiku, v ostatních zkreslují.
Důkaz zkušenostní: Pokud máte už opravdu špatnou baterii, pak se při nabíjení dostane za velmi krátkou dobu na 100% kapacity a při vybíjení se taky rychle vybije na 0%. Chování při nabíjení je podobné grafu nabíjení špatného aku. Stejně tak popsané chování NiMH

Matematicky máš zřejmě pravdu, ale jak sám píšeš, platí to pro jeden konkrétní stav, takže je neopakovatelný. Prakticky to znamená, že s každým vybíjecím cyklem, se ty hodnoty a ta úměra mezi napětím a kapacitou mění. Takže u nové baterie 3,5 V znamená jinou kapacitu než u té samé baterie ke konci své životnosti.
Lze ten stav a tu úměru přibližně odhadovat, ale to je asi tak všechno. Proto se také ta skutečná kapacita nedá změřit voltmetrem a vypočítat, ale měří se skutečně dodaný výkon, jak píšeš níže.

Určitě si někteří všimnuli, že když dali poškozenou baterii do nabíječky (například AA o nominálu 1,2V), v nabíječce se za 15min. nabila na 1,45V, a pak nerozsvítila ani malou žárovičku,

K měření kapacity:
1. Nabití na maximální napětí - pro výchozí stav.
2. Vybití na minimální napětí.
3. Nabití na maximální napětí.
Měří se energie dodaná do zátěže/odebraná ze zdroje (Wh). Zde netuším, jak to má být správně, pro své účely beru vždy menší hodnotu kapacity z bodu 2 a 3. A ano, některé nabíječky to umí - opět viz. článek.
Tím by to snad už mělo být jasné.
A jeden zkušenostní axiom :
Má-li baterie plné napětí, nemáme jistotu, že má plnou (100%) kapacitu (myšleno udanou hodnotu výrobcem).
Má li baterie nulové napětí, máme 100% jistotu, že má nulovou kapacitu

Co se týče toho měření, tak opět v praxi nás vždy zajímá, jakou kapacitu mě baterie dodá do toho autíčka, to znamená že to je ta hodnota 2. (Ovšem je třeba mít na paměti, že kapacita baterie každým cyklem klesá). Takže matematicky to je hodnota z bodu 2 mínus ten pokles (sice malý ale je).
Ty axiomy jsi popsal pěkne. Já psal to samé, ale trochu kostrbatě ...

[ITCrowd]

Aha
Vzhledem k tomu jak se motáme pořád dokola...
Praktický důkaz: mějme Li-ion článek s napětím 3,7V. Pak lze odhadnout, že kapacita baterie je cca 50% (takhle fungují ukazatele stavu baterie). Ovšem, pokud je článek nový, pak připojená žárovka může svítit ještě hodinu. Pokud je článek opotřebovaný, pak jen 10 minut. Je to dáno tím, že nový článek má skutečnou kapacitu 600mAh, zatímco starý 100mAh. I prakticky je tedy jasné, že velikost napětí článku je funkcí kapacity, a z toho tvého grafu je to vidět taky.
Tedy konečná úprava výroku - naměřené napětí na baterii nemá žádnou vypovídací hodnotu o skutečné kapacitě baterie.

"Z hlediska matematického to je pravdivý výrok, a prakticky znamená to, že napětí je nula a má nulovou kapacitu." - jednoznačné nepochopení. Můžu opakovat jen to, co jsem napsal - " Plně vybitá baterie má nulovou kapacitu => hodnota energy (Wh) = 0. Je lhostejné, zda při stavu E=0 má baterie 3, 15, 220V." Jasně píšu E=0 a napětí jakékoli. E=0 znamená, že baterie už není schopna dodat energii do spotřebiče. Ale nepíšu, že napětí má rovno nule.

"Matematicky máš zřejmě pravdu, ale jak sám píšeš, platí to pro jeden konkrétní stav, takže je neopakovatelný." Problém je, že nelze jednoznačně napsat matematicky funkci U=f(C). Pro nový článek je tato jiná, než pro starý. Proto jsou problémy s indikací % kapacity.
Ostatně velice hezky to bylo vidět na starých mobilech. Původně měly články 3x1,2V NiMH a při stavu baterie na dvě čárky už dlouho nevydržel. Naproti tomu při náhradě za jeden Li-ion článek při stejném ukazateli fungoval třeba týden. Při plném nabití se NiMH dlouho držel na maximu a pak rychle klesal, zatímco u Li-ion pomaaaalinku klesal. To je dáno rozdílnou konstrukcí článků a tedy rozdílnou funkcí U=f(C).

Tvůj graf nutí tak akorát k zamyšlení, ale pro laika je nepochopitelný.
Pokud čtu zprava doleva (jak je tu zvykem), pak můžu předpokládat, že se jedná o nabíjení - v určitém čase vyskočí proud na max., v průběhu nabíjení se snižuje, při ukončení je nejmenší. V souladu s tím roste kapacita. Ovšem napětí je ještě před nabíjením na max. hodnotě a s rostoucí kapacitou se snižuje.
Pokud předpokládám, že jde o vybíjení, pak při zahájení je proud i napětí v maximu a postupně klesá, což je v pořádku. Jen by mě zajímalo, jak je možné, že při zahájení vybíjení je kapacita nulová, a čím víc vybíjím, tím je větší?
Pak není divu, že v tom lidi tápou.
Graf by byl v pořádku, pokud by místo kapacita [mAh] byla odevzdaná energie [Wh].

[atari]

Už se mě to nechce rozebírat, tak jen aby se v tom ostatní vyznali v čem se shodnem:

1. odstavec: takhle s tím souhlasím
2. odstavec: tam to vidím trochu jinak
3. odstavec: takhle s tím souhlasím
3. odstavec: já tedy ten graf čtu zleva do prava a předpokládám, že jde o vybíjení, a kapacita je na maximu a klesá krásnou křivkou. Nevidím to obráceně. (Pokud myslíš ty dvě sviské čáry zleva zkraje (modrá a červená), tak ty považuji za nějaký technický nesmyslný stav logu - měřáku, ještě před zahájením vybíjení - připojení zátěže.

[Turion]

Lul. Zelená úsečka co lineárně stoupá je křivka a klesá krásně... Horko dělá svoje.
Zelená značí odebranou kapacitu v závislosti na čase vybíjení, takže stoupá.

[ITCrowd]

@atari: Nejde o to, na čem se shodnem, ani o to s čím souhlasíš, či nesouhlasíš. Stejně tak nemusíě souhlasit s tím, že 2+2=4, a nebudeš s tím souhlasit, i když je matematický důkaz proveden. Jedniné, co je důležité je fakt, jak to opravdu je. Fyzika se nedá oblbnout
"já tedy ten graf čtu zleva do prava a předpokládám, že jde o vybíjení, a kapacita je na maximu a klesá krásnou křivkou." Tady nemáš pravdu ani v jednom. Čteš-li zleva doprava, pak bod vlevo má vždy nižší hodnotu než bod vpravo => jde o stoupání. vlevo dole je hodnota nula, vpravo nahoře je hodnota 10200 => jde o stoupání. A byť křivka lze matematicky použít, přece jen bych použil slovo přímka.
@turion: "Zelená značí odebranou kapacitu v závislosti na čase vybíjení, takže stoupá." Graf se týká měření baterie. Obebraná kapacita se takhle neudává. Buď by musela být v záporných číslech, nebo, jak jsem zmínil výše: "Graf by byl v pořádku, pokud by místo kapacita [mAh] byla odevzdaná energie [Wh]."

[Turion]

Kde to je napsaný, že se tak kapacita neudává? Na Wiki čtu, že když je známé jmenovité napětí baterie, tak je mAh. Když.... "pro srovnání kapacity baterií o různém napětí nutné použít hodnotu ve watthodinách (Wh)"

[ITCrowd]

Ano, wiki je opravdu jednoznačně faktický a důvěryhodný zdroj.
Podle tvého nálezu mám tedy dvě baterie. První má napětí 3,7V, druhá 11,1V. Obě mají kapacitu 1000mAh. Jaký je rozdíl?

Mějme baterii o nějaké kapacitě a žárovku. Připojme žárovku na baterii. V obvodu máme zapojen voltmetr a ampérmetr.
Připojíme baterii, žárovka se rozsvítí. Měříme čas a proud. Po nějaké době žárovka zhasne, tedy kapacita baterie =0. Máme naměřený čas, máme proud, takže můžeme spočítat počáteční kapacitu baterie v mAh. Ale nikdy nemůžeme říct, že žárovka odebrala kapacitu. Odebrat kapacitu (ať už je ten pojem jakkoli nesprávný) by mohl kondenzátor, nebo další baterie. Ale nikdy ne žárovka (odpor). Ten žádnou kapacitu nemá, tak ji nemůže odebrat.
Odpor může odebrat energii (Wh), a proto jsem psal:"Graf by byl v pořádku, pokud by místo kapacita [mAh] byla odevzdaná energie [Wh]." Jasné?

[Turion]

Ano, wiki je opravdu jednoznačně faktický a důvěryhodný zdroj.
Podle tvého nálezu mám tedy dvě baterie. První má napětí 3,7V, druhá 11,1V. Obě mají kapacitu 1000mAh. Jaký je rozdíl?

Že první má jmenovité napětí 3.7V a druhá 11.1V. Tudíž kapacita 1000mAh při 3.7V a druhá 1000mAh při 11.1V.
První může dodat do zátěže 3.7Wh a druhá 11.1Wh. První může dodávat hodinu 1A při 3.7V a druhá 1A při 11.1V.

Mějme baterii o nějaké kapacitě a žárovku. Připojme žárovku na baterii. V obvodu máme zapojen voltmetr a ampérmetr.
Připojíme baterii, žárovka se rozsvítí. Měříme čas a proud. Po nějaké době žárovka zhasne, tedy kapacita baterie =0. Máme naměřený čas, máme proud, takže můžeme spočítat počáteční kapacitu baterie v mAh. Ale nikdy nemůžeme říct, že žárovka odebrala kapacitu. Odebrat kapacitu (ať už je ten pojem jakkoli nesprávný) by mohl kondenzátor, nebo další baterie. Ale nikdy ne žárovka (odpor). Ten žádnou kapacitu nemá, tak ji nemůže odebrat.
Odpor může odebrat energii (Wh), a proto jsem psal:"Graf by byl v pořádku, pokud by místo kapacita [mAh] byla odevzdaná energie [Wh]." Jasné?

Nechápu tvůj způsob vysvětlování. Píšeš, že baterii máme s kapacitou, připojíme žárovku a na konci testu je kapacita na 0.
Podle tebe někdo ukradl kapacitu, ale ututláme kdo. Jednoduše zátěž odebere kapacitu baterie pro svůj výkon a není mi tam divnýho nic. Prostě jedině zmatek může způsobit akorát jmenovité napětí, jelikož tím se se zvyšující se hodnotou zvyšuje i celkové množství energie které baterie ze své kapacity může dodat. Fakt nevím o co ti jde. Kapacita se ztratí a je připojená žárovka a nic jiného, tak je žárovka pachatel a ukrad kapacitu baterie. Jestliže by žárovka kapacitu baterii neodebrala, tak bychom jistě byli rádi:). Odebraná kapacita při jmenovitém napětí je zaměnitelná s Wh protože P=U*I.