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corrente e tensione di carica batteria al Pb

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto UtenteSonico » 1 mag 2017, 22:02

mi aiutate a chiarire una cosa?
ho letto su una tesi che uno dei metodi che si usa per caricare batterie al Pb-acido totalmente scarica è questo:

"Viene applicata alla batteria una tensione costante e, solitamente, viene utilizzata proprio la carica di mantenimento. Se la batteria si trova nello stato di scarica completa, la tensione ai suoi capi sarà minore rispetto alla tensione di mantenimento applicata, in questo modo, il generatore erogherà corrente (eventualmente limitata a 0.1C10 per non danneggiare la batteria) fino a quando la batteria raggiungerà la tensione di mantenimento; a questo punto lo stato di carica dell'accumulatore è all'incirca 50 - 60%.
Successivamente, verrà mantenuta ai capi della batteria la tensione di mantenimento costante e la corrente scenderà progressivamente fino ad azzerarsi, portando l'accumulatore ad uno stato di carica di circa 80%. Da questo momento in avanti, teoricamente, l'accumulatore non assorbirà altra carica. In realtà, se tra generatore e batteria fossero utilizzati dei cavi dalla caduta di tensione non trascurabile, il generatore continuerà a caricare la batteria per un tempo lunghissimo ma con correnti molto basse"

ecco i miei dubbi:
1) Appena la tensione della batteria raggiunge quella di mantenimento la batteria non dovrebbe essere carica? Perché invece risulta carica al 50-60%?
2)Arrivati al 50-60% la corrente viene diminuita dall'esterno o diminuisce per un qualche motivo fino a una carica dell'80%
3)Se all'80% non circola più corrente ciò vuol dire che il massimo che posso ricaricare è l'80%
4)Perché il fatto che ci siano cadute di tensione sui cavi di collegamento fa si che il generatore carica con correnti basse?
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[2] Re: corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 2 mag 2017, 0:54

Alla prima domanda passo, troppo difficile :)

Quando viene raggiunta la tensione di mantenimento la corrente diminuisce da sola, di mano in mano che la batteria si carica ulteriormente. Il caricabatteria mantiene solo una tensione costante.

Se carichi con la tensione di mantenimento non riesci a caricare completamente la batteria. Per la carica completa si sale a tensione piu` alta, (top off, per fare il pieno), poi la si abbassa a quella di mantenimento.

La caduta di tensione sui cavi mi pare una fesseria.

Una nota: quando si dice "totalmente scarica" suppongo voglia dire comunque ancora in condizioni normali, non sovrascaricata e rovinata.

Ci sono due grandi famiglie di metodi di ricarica, per batterie in tampone, che vengono tenute alla tensione di mantenimento (ad esempio antifurti), e per batterie cicliche, che si caricano e si scaricano ciclicamente (ad esempio muletti elettrici). Nel secondo caso si carica a tensione piu` alta, ma bisogna poi scendere o staccare la batteria per evitare l'elettrolisi dell'acqua.

C'e` la battery university con tante informazioni, in inglese.
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[3] Re: corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto UtenteSonico » 2 mag 2017, 1:19

non ho ben capito :(

comunque riformulo la domanda principale...mi chiedo: in fase di carica cosa è che impongo la corrente o la tensione?

Chiedo ciò perché si dice che la corrente è limitata ad un decimo della capacità C e poi si dice pure che la tensione del generatore è quella di mantenimento o è leggermente superiore.
Quindi mi chiedo : faccio una carica a corrente imposta o a tensione imposta?
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[4] Re: corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto UtenteGuidoB » 2 mag 2017, 2:49

Sonico ha scritto:comunque riformulo la domanda principale...mi chiedo: in fase di carica cosa è che impongo la corrente o la tensione?

Con quel metodo che hai letto, imponi un limite sia alla corrente che alla tensione.

Poi è la batteria, in base al suo stato di carica, che "sceglie" cosa assorbire.

Quando è molto scarica la sua tensione sarà bassa e allora entrerà in gioco la limitazione in corrente. Via via che si carica (a corrente costante), la tensione ai morsetti della batteria progressivamente aumenta.

A un certo punto la tensione della batteria raggiungerà il valore limite di tensione, e da quel momento entrerà in gioco la limitazione in tensione. La tensione non aumenterà più e di conseguenza, al progredire ulteriore della carica, la corrente progressivamente diminuirà.

In quest'intervento trovi qualche altra informazione, e un metodo di carica ciclico leggermente diverso.
Le correnti indicate nell'intervento non vanno prese come oro colato, sono solo un'indicazione prudenziale. Oggi ci sono batterie che accettano una carica rapida a correnti superiori (indicate sui datasheet).
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[5] Re: corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto UtenteSonico » 2 mag 2017, 11:59

sbaglio se immagino due generatori di tensione (uno è il carica batterie e l'altro è la batteria) in parallelo e quindi man mano che le due tensioni si avvicinano (perché la batteria si sta caricando) automaticamente la corrente diminuisce perché vede un salto di potenziale sempre minore?
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[6] Re: corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto Utenterichiurci » 2 mag 2017, 12:10

sbagli se consideri generatori ideali, perché una differenza di tensione anche minima causerebbe corrente teoricamente infinita (avendo i generatori di tensione ideali resistenza interna nulla).

La situazione reale è molto vicina, è proprio per quello ch etutti i caricabatteria DEVONO avere una limitazione di corrente.

Quelli più semplici (es i vecchi alimentatorini da muro con trasformatore a lamierini) si affidavano alla resistenza dell'avvolgimento secondario e dei componenti, ed eventualmente una piccola resistenza serie.

Quelli moderni (di tipo switching) hanno una limitazione automatica della corrente massima.

Quindi, in soldoni, tutti hanno una fase iniziale di carica a corrente "elevata", e tutti devono avere una precisa limitazione della tensione di fine carica per evitare di danneggiare le celle.

Solo se si vogliono cariche molto veloci è necessario utilizzare curve di carica specifica per la chimica della batteria.

Insomma se si carica "lentamente", diciamo a C10 o meno (cioè carica completa in 10h, corrente di carica max pari a 1/10 della capacità nominale) l'importante è non superare la tensione massima accettata dalla chimica in oggetto
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[7] Re: corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 2 mag 2017, 14:42

Sonico ha scritto:sbaglio se immagino due generatori di tensione (uno è il carica batterie e l'altro è la batteria) in parallelo ...


Mettici una resistenza fra i due, che rappresenta (anche) la resistenza interna della batteria e altri fenomeni piu` complicati.
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[8] Re: corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto UtenteSonico » 2 mag 2017, 14:46

grazie a tutti siete stati molto gentili e chiari
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[9] Re: corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto UtenteGuidoB » 2 mag 2017, 15:13

Prego. Completo l'intervento che avevo iniziato prima di pranzare:

per visualizzare meglio ti propongo il grafico di un caricabatterie che funziona secondo quanto hai letto nella tesi (ipotizzando una batteria al piombo da 6 elementi in serie, cioè di tensione nominale 12 V):


Riporto anche la caratteristica tensione-corrente di un caricabatteria ciclico come quello dell'intervento che ti avevo indicato:
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[10] Re: corrente e tensione di carica batteria al Pb

Messaggioda Foto UtenteDatman » 2 mag 2017, 16:44

Un classico è una lampadina da 12V in serie alla batteria: Quando la corrente è elevata, la lampadina arriva all'incandescenza, decuplicando la sua resistenza rispetto a quella a temperatura ambiente (circa 3000K contro circa 300K); quando la corrente diminuisce, la lampadina si fredda e la sua resistenza diminuisce.
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