Mikä aiheuttaa eri jännitteet akkuilla, joilla on sama varaus?

Miksi akut samalla kapasiteetilla voivat olla eri jännitteisiä?

On useita syitä, miksi akut samalla kapasiteetilla voivat olla eri jännitteisiä. Näitä syitä voidaan selittää useista näkökulmista:

1. Eri kemiallinen koostumus

Eri tyyppiset akut käyttävät erilaisia kemiallisia koostumuksia, jotka määrittävät niiden jännitteen. Esimerkiksi:

• Alkaliaakut (kuten AA ja AAA) tarjoavat yleensä 1,5 V.

• Lithium-ion-akut (käytetty esimerkiksi matkapuhelimissa ja tietokoneissa) tarjoavat yleensä 3,7 V.

• Nikkeli-kadmium-akut (NiCd) ja nikkeli-metallihiili-akut (NiMH) tarjoavat yleensä 1,2 V.

• Jokaisella kemiallisen koostumuksen lajitteella on oma sähkömotorinen voima (EMF), joka määräytyy akun sisällä tapahtuvista kemiallisista reaktioista.

2. Akun tyyppi ja suunnittelu

• Vaikka kemiallinen koostumus olisikin sama, eri akusuunnittelut voivat johtaa eri jännitteisiin. Esimerkiksi:

• Yksiosaiset akut: Yksittäiset akuosat tarjoavat yleensä kiinteän jännitteen, kuten 1,5 V tai 3,7 V.

• Moniosaiset akupaketit: Useat akuosat sarjassa tai rinnan kytkettynä voivat tarjota eri jännitteitä. Sarja-kytkentä kasvattaa kokonaisjännitettä, kun taas rinnakkaiskytkentä kasvattaa kokonaiskapasiteettia.

3. Aku tila

Aku jännite voi myös vaikuttaa sen nykyiseen tilaan, mukaan lukien:

• Lataus/purkautuminen: Ladatakuun jännite on yleensä korkeampi kuin purkautuneen akun jännite. Esimerkiksi täysin ladattu lithium-ion-aku voi olla 4,2 V, kun taas purkautunut aku voi olla noin 3,0 V.

• Ikääntyminen: Kun aku ikääntyy, sen sisäinen vastus kasvaa, mikä aiheuttaa jännitteen vähenevän.

• Lämpötila: Lämpötilan muutokset voivat vaikuttaa akun sisällä tapahtuviin kemiallisiin reaktioihin, mikä puolestaan vaikuttaa jännitteeseen. Yleisesti ottaen lämpötilan nousu lisää hieman akun jännitettä, mutta liian korkea lämpötila voi vahingoittaa akua.

4. Kuorman ominaisuudet

Kuorman, johon aku on kytketty, ominaisuudet voivat myös vaikuttaa jännitteeseen. Esimerkiksi:

• Kevyt kuorma: Kevyen kuorman olosuhteissa aku jännite voi pysyä lähellä sen nimijännitettä.

• Raskas kuorma: Raskaan kuorman olosuhteissa aku jännite laskee sisäisen vastustuksen vuoksi aiheuttaman jännitetön vuoksi.

5. Valmistusprosessi ja laatu

Erilaisten valmistajien akut, vaikka niillä olisikin sama kemiallinen koostuma, voivat osoittaa erilaisia jänniteominaisuuksia valmistusprosessien ja laadunvalvonnan vaihtelevuuden vuoksi.

6. Suojasirkuitit

Joissakin akuissa, erityisesti lithium-ion-akueissa, on sisäänrakennettuja suojasirkuiteja, jotka katkaisevat virtasuun, kun aku jännite on liian korkea tai liian alhainen, suojaten siten akua. Nämä suojasirkuitit ja niiden aktivointiehdot voivat vaikuttaa aku jännitteen lukemiin.

Yhteenveto

Akut samalla kapasiteetilla voivat olla eri jännitteisiä tekijöiden, kuten kemiallisen koostumuksen, tyypin ja suunnittelun, nykyisen tilan, kuorman ominaisuuksien, valmistusprosessien ja suojasirkuiteiden vuoksi. Nämä tekijät ymmärtäminen auttaa paremman akun valinnassa ja käytössä, varmistamalla niiden toiminnallisuuden ja turvallisuuden eri sovelluksissa.