محصول | تعداد | ||
---|---|---|---|
0 | (ریال)جمع کل |
ویژگیهای باتری-توان در این قسمت میخواهیم در مورد توان یک باتری بحث کنیم و ببینیم که توان در باتری، به چه معناست و چگونه میتواند عملکرد یک باتری را تحت تاثیر گذارد.
همانطور که میدانیم، توان یک سیستم به شکل زیر تعریف میشود:
p = u/∆t
درفرمول بالا t∆ بیانگر زمانی است که انرژی از سیستم خارج میشود و اگر سیستم در زمان کمتری انرژی مشخصی را تحویل دهد، توان آن بیشتر است. حال در این جا سیستم ما یک باتری است و تمام این حرفها برای آن صدق میکند. در یک باتری، فرض کنید که انرژی کل برابر با u0 باشد و با قرار دادن بارهای مختلف بر سر آن، جریانهای مختلفی از باتری کشیده میشود؛ به عبارت بهتر باتری در زمانهای مختلفی تخلیه میشود و کمترین زمان، بیشترین توان را برای باتری به همراه دارد.
پس بیشترین توان یک باتری، پارامتری حیاتی خواهد بود زیرا بیشترین توان، هم عرض بیشترین جریان باتری است اما اگر بخواهیم دقیقتر در مورد توان باتری بیندیشیم، فرمول بالا بهترین بیان برای توان است. در واقع حداکثر توان یک باتری مشخص را با کاهش زمان تحویلدهی آن معین میکنیم و این کاهش زمان نیز تا هرجا که بخواهیم کم نمیشود زیرا همانطور که در مقالهی مربوط به جریان گذشت، محدودیتهایی بر جریان حاکم است که اجازه نمیدهد جریان به مقدار دلخواه افزایش یابد.
پس حداکثر توان یک باتری، با محدودیت زمان تحویلدهی انرژی کل آن روبهرو است و لازم به ذکر است که هرچه توان باتری بیشتر باشد، بعنای بیشتر بودن انرژی آن نیست زیرا ممکن است که یک باتری، انرژی کمی را در زمان خیلی کوتاهی تحویل مدار دهد در حالی که ممکن است باتری با انرژی زیاد، توانایی سریع دشارژ شدن را نداشته باشد پس توان یک مفهوم جداگانهای است که باید خوب درک شود.
برای درک بهتر مقولهی توان، به مثالی که در مورد انرژی زده شد برمیگردیم. در آن مثال گفتیم که انرژی، در حکم ارتفاع یک کوه است و تعداد سنگ ریزهها، نمایندهی ظرفیت باتری است. در این مثال، شیب دامنهی کوه را میتوانیم حداکثر توان باتری معرفی کنیم و هر چه این شیب بیشتر باشد، سنگریزهها سریعتر به پایین میآیند و سریعتر این سنگریزهها تمام میشوند. با این مثال، فرق انرژی و توان مشخص گردید و میتوان به ادامهی مطلب پرداخت.
همانند مبحث انرژی، برای توان نیز میتوان چگالی توان و توان مخصوص تعریف کرد که دقیقا همانند چگالی انرژی و انرژی مخصوص تعریف میشوند و به ترتیب، از تقسیم کردن توان باتری، بر حجم و جرم آن به دست میآید که این دو تعریف در زیر آمده است.
همانند مطالبی که در قسمت انرژی بیان شد، برای توان نیز میتوان چنین مباحثی را مطرح کرد ولی برای پرهیز از مطالب تکراری، از آوردن آن خودداری میشود. واحد توان وات (W) میباشد که برای توان مخصوص و چگالی توان، به ترتیب، W/g و W/L میباشد که ممکن است به جای گرم و لیتر، از واحدهای کیلوگرم و متر مکعب(حتی سانتیمتر مکعب) استفاده شود. اصولا هنگام معرفی یک باتری، توان آن بیان نمیشود ولی در عوض، بیشینهی جریان، در دو حالت پیوسته و لحظهای ارائه میگردد. ولی میتوان واژهی توان بالا را برای یک باتری ارائه کرد که تلاشهای محققان برای ساخت باتریهای توان بالا، بسیار زیاد است و امیدها برای ساخت باتریهای با توان زیاد، همچنان وجود دارد.
خلاصه و نتیجه گیری
در مقالات قبل، به بررسی ویژگیهای اساسی یک باتری پرداختیم و دیدیم که ولتاژ، جریان و ظرفیت به چه شکل تعریف میشوند ودر این مقاله، ویژگی دیگر باتری یعنی توان را بررسی کردیم و با بیان فرمولهای مربوط به آن، به صورت ریزتر با این موضوعات مواجه شدیم.
در این مقاله ابتدا با تعریف توان آشنا شدیم و ملاحظه کردیم که توان یک پارامتر تقریبا مجزا از انرژی است و آن را به صورت تقسیم انرژی بر زمان بیان نمودیم و آن را یک نماینده از جریان معرفی کردیم. با پایان یافتن این مقاله، ویژگیهای اصلی باتری به پایان رسید ولی سایر ویژگیها مانند دمای باتری، طول عمر سیکلی، مقاومت درونی و اندازهی باتری، باقی ماند که این ویژگیها در مقالات بعدی بررسی میشوند.