Què provoca que bateries amb la mateixa càrrega tinguin tensions diferents?

Per què les bateries amb la mateixa capacitat tenen tensions diferents?

Hi ha diverses raons per les quals les bateries amb la mateixa capacitat poden tenir tensions diferents. Aquestes raons es poden explicar des de múltiples perspectives:

1. Composició Química Diferent

Diferents tipus de bateries utilitzen composicions químiques diferents, que determinen la seva tensió. Per exemple:

• Les Bateries Alcalines (com les AA i AAA) solen proporcionar 1,5V.

• Les Bateries de Íoni de Llitium (utilitzades en telèfons mòbils i portàtils) solen proporcionar 3,7V.

• Les Bateries de Níquel-Cadmi (NiCd) i les Bateries de Níquel-Hidrur Metàl·lic (NiMH) solen proporcionar 1,2V.

• Cada composició química té una força electromotriu (FEM) específica, que està determinada pels reactius químics que ocorren dins de la bateria.

2. Tipus i Disseny de la Bateria

• Així, encara que tinguin la mateixa composició química, dissenys diferents de bateries poden resultar en tensions diferents. Per exemple:

• Bateries de Cèl·lula Única: Les cèl·lules individuals de bateria solen proporcionar una tensió fixa, com 1,5V o 3,7V.

• Paquets de Bateries Multicèl·lules: Múltiples cèl·lules de bateria connectades en sèrie o en paral·lel poden proporcionar tensions diferents. Les connexions en sèrie augmenten la tensió total, mentre que les connexions en paral·lel augmenten la capacitat total.

3. Estat de la Bateria

La tensió d'una bateria també pot ser influenciada pel seu estat actual, incloent-hi:

• Estat de Càrrega/Descàrrega: La tensió d'una bateria carregada és normalment més alta que la d'una bateria descarregada. Per exemple, una bateria de ìoni de llitium totalment carregada pot tenir una tensió de 4,2V, mentre que una bateria descarregada pot tenir una tensió al voltant dels 3,0V.

• Envellesciment: A mesura que una bateria envelleix, la seva resistència interna augmenta, causant un decrement gradual de la tensió.

• Temperatura: Els canvis de temperatura poden afectar la velocitat de les reaccions químiques dins de la bateria, així influint la tensió. Generalment, un increment de la temperatura augmenta lleugerament la tensió de la bateria, però temperatures excessivament altes poden deteriorar la bateria.

4. Característiques de la Càrrega

Les característiques de la càrrega connectada a la bateria també poden afectar la seva tensió. Per exemple:

• Càrrega Lleugera: En condicions de càrrega lleugera, la tensió de la bateria pot mantenir-se propera a la seva tensió nominal.

• Càrrega Pesada: En condicions de càrrega pesada, la tensió de la bateria disminuirà degut al increment del descens de tensió causat per la resistència interna.

5. Procés de Fabricació i Qualitat

Les bateries de diferents fabricants, encara que tinguin la mateixa composició química, poden mostrar característiques de tensió diferents degut a variacions en els processos de fabricació i el control de qualitat.

6. Circuits de Protecció

Algunes bateries, especialment les de ìoni de llitium, tenen circuits de protecció integrats que tallen la corrent quan la tensió de la bateria és massa alta o massa baixa, així protegint la bateria. La presència i les condicions d'activació d'aquests circuits de protecció poden afectar les lectures de tensió de la bateria.

Resum

Les bateries amb la mateixa capacitat poden tenir tensions diferents a causa de factors com la composició química, el tipus i el disseny, l'estat actual, les característiques de la càrrega, els processos de fabricació i els circuits de protecció. Entendre aquests factors ajuda a una millor selecció i utilització de les bateries, assegurant el seu rendiment i seguretat en diverses aplicacions.