ontlaadtijd batterij

Dave stelde deze vraag op 16 mei 2014 om 19:27.

Ik heb te maken met een schakeling die ik heb gebouwd, daarbij maak ik gebruik van een batterij van 1.2 V en 2400mah. Deze is op een lampje aangesloten met een vebruik: 12V en 18Watt.

Ik weet niet of ik het goed doe maar om de accutijd te berekenen klopt dit?:

18watt/12v= 1,5 A dit keer 3600 is 5400Ah en dit weer keer 1000 krijg je 5400000 mah. dit getal gedeeld door 2400 mah = 2250 uren?

Klopt het dat de batterij dan pas na 2250 uren leeg is?, ik heb dit namelijk getest en na 2-3 uur is de batterij al leeggeraakt omdat het lampje niet meer brand. ook had ik een multimeter aangesloten en deze geeft nu aan: 0,23V

De batterijen waren vol

Iemand een idee?

en doe ik dit wel goed?

Daarnaast zat ik te denken beter een LED te gerbuikem omdat deze een stroom heeft van 20mA dus 20mA *3600 = 72000 / 2400 = 15 uurtjes maar?

Ik weet zelf niet of ik alles goed doe

Reacties

Theo op 16 mei 2014 om 20:06

2400 mAh betekent dat 2400 mA (een hoeveelheid stroom) kan worden geleverd gedurende een uur. Dus het dubbele in een half uur, of de helft gedurende 2 uur. Daarna is de batterij "leeg" (d.w.z. geen energie meer om aan de stroom (lading) mee te geven).

12 V 18 W betekent inderdaad dat een stroomsterkte van I = 18 W/12 V = 1,5 A geleverd moet worden (lading/seconde)

1,5 A = 1500 mA

Een batterij van 2400 mAh kan dit 2400 mAh/1500 mA = 1,6 h volhouden. 2250 uur is een beetje grote misrekening....

Theo op 16 mei 2014 om 20:11

1) 18watt/12v= 1,5 A    Ja

2) dit keer 3600 is 5400Ah    Nee. 1,5 A nodig gedurende een uur betekent een geleverde lading van 1,5 Ah  (coulomb).

3) en dit weer keer 1000 krijg je 5400000 mah.
   Ja, maar dan wel 1500 mAh

4) dit getal gedeeld door 2400 mah = 2250 uren?
    Als je mAh/mAh deelt krijg je een dimensieloos getal, geen tijd.
    Ik zie niet meteen waar die 2400 mAh vandaan komt

 

Overigens bij eenheden wel correct hoofd- en kleine letters gebruiken:  een "a" (atto = 10-18  )  is geen "A" (ampere)

Dave op 16 mei 2014 om 20:24

Heel erg bedankt voor jullie snelle reacties!!!!

PS denken jullie dat een Batterij die oplaadbaar is minder goed stroom levert dan een normale batterij, dit is namelijk mijn vraag die ik moet beantwoorden ;)

Theo op 16 mei 2014 om 21:26

Dat is niet zondermeer te zeggen: daarvoor dien je de energieinhoud van de batterij (in VAh of J) weten.

Oplaadbare AAA (dunne penlight) hebben vaak 900 of 1000 mAh lading terwijl de dikkere AA batterijen 2500 of 2700 mAh lading kunnen leveren. De meeste oplaadbare batterijen leveren 1,2 V.

Eenmalige batterijen leveren 1,5 V maar niet vaak geeft men aan hoeveel energie die bevatten of hoeveel lading het kan leveren (Ah).

Of een oplaadbare korter/langer werkt dan een eenmalige in dezelfde schakeling hangt dus van de gebruikte batterij af.

Meestal staat op op de batterij dus alleen de hoeveelheid lading (Ah = coulomb in een uur) die geleverd kan worden.

De energie E = P.t = (U.I).t = spanning (in V) x lading (in Ah) maar de spanning varieert tijdens het "ontladen" al mag je in eerste benadering aannemen dat die constant blijft.

PS:

"ontladen" is gebruikelijke term maar een accu of batterij ontlaadt niet: aan de + pool komen evenveel elektronen binnen als er aan de - pool uitgaan. Er verdwijnt geen lading. De energie-inhoud van de accu neemt wel af ( E = lading x spanning = q.U = (I.t).U  ) en is door de lading afgegeven aan aangesloten apparaten.

 

dave op 16 mei 2014 om 21:31

Hai,

Dus we kunnen niet zeggen, we berekenen hoe lang het lichtje zou moeten branden en dit vergelijken met de gemeten tijdsduur van het lampje. (oplaadbare batterij)

Dit hetzelfde bij een niet-oplaadbare batterij, en dan kijken naar het verschil in tijd en vergeijken met de oplaadbare batterij?

 

 

dave op 16 mei 2014 om 21:33

Hieruit wil ik namelijktrek een conclusie trekken dat de niet oplaadbare batterij of de oplaadbare batterij van beter kwaliteit is dan de ander omdat deze minder verschilt in de berekende waarde en zijn eigenlijke gemeten waarde

Jan op 16 mei 2014 om 22:11

Ik denk niet dat je dat kan zeggen in het algemeen, er zijn veel verschillende typen en ook kwaliteiten batterijen.

Bij elke oplaadbare batterij komt dan ook nog eens zijn gebruikshistorie om de hoek kijken, die van enorme invloed kan zijn op de bruikbare capaciteit op dit ogenblik.

Verder is er ook nog het feit dat die door de fabriek aangegeven capaciteiten alleen geldig zijn bij een standaardmanier van ontladen, en sommige batterijen het beter doen bij relatief snel ontladen dan andere, en andersom.

Zie bijvoorbeeld:

http://en.wikipedia.org/wiki/Battery_(electricity)#Capacity_and_discharge

In theorie is er geen verschil tussen theorie en praktijk, maar in de praktijk kan dat verschil enorm zijn :(

 

Groet, Jan

 

Theo op 16 mei 2014 om 22:47

>Dus we kunnen niet zeggen, we berekenen hoe lang het lichtje zou moeten branden en dit vergelijken met de gemeten tijdsduur van het lampje. (oplaadbare batterij)

Zoals de eerdere link http://www.energyquest.ca.gov/projects/battery.html naar een test met enkele batterijen aangeeft, kun je die uitspraak wel doen, maar alleen voor de batterijen die je gebruikt. Andere oplaadbare van hetzelfde type en merk of andere eenmalige van hetzelfde type en merk kunnen toch andere resultaten geven.

Bij oplaadbare telt de historie mee, bij eenmalige de ouderdom, bij beide de opslagwijze (koud, warm, wisselend) enz. Maar voor het "natte vinger werk" van een consumentenbond kun je je aan een uitspraak omgeven met mitsen en maren wel wagen...

Dave op 16 mei 2014 om 23:11

Ik heb net het proefje uitgevoerd. Ik heb precharged batterijngebruikt van duracell. Deze zat dus al opgeladen in de verpakking. Ik ben nu nogsteeds bezig met meten maar ik zit nu al op de 1 uur en 40 min ipv 1 uur en 36 min volgens berekeningen. Enige verklaringen?

 

groetjes

dAve

Dave op 16 mei 2014 om 23:51

Het is uiteindelijk 2uur en 20 min geworden, dit klopt totaal niet met mijn berekeningen

Theo op 17 mei 2014 om 00:21

Je berekeningen ken ik niet, maar bij natuurkunde staat 1 ding vast: de uitkomsten van het experiment zijn leidend. Als de theorie daar niet mee overeenstemt, dan is die fout.

Dave op 17 mei 2014 om 08:06

Mijn berekening voor de duur van de batterij was:

gegevens:

batterij 2400mah 1.2V

lampje: 12V en 18 W

 

berekening:

18watt/12V = 1.5 A

1.5*1000= 1500mA

2400/1500= 1.6 uur zou die dus branden

Echter na het proefje uitgevoerd te hebben bleek het 2 uur en 20 min te duren. Dus veel alnger dan ik verwacht had. Enige verklaring hievoor?

(batterij was precharged uit de verpakking, duracell, oplaadbaar)

Theo op 17 mei 2014 om 08:46

Om te beginnen is het lampje bedoeld voor 12V en krijgt het maar 1,2 V. En dus een veel kleinere stroom zodat de batterij langer meegaat ("zak" elektronen die door een kleiner gaatje weglekken) ...

P = U.I = U2/R zodat R = 122/18 bij normaal gebruik en nu dus I = 1,2/R . Dit in eerste benadering want spanning van een batterij is niet de hele tijd constant en de weerstand van lampje + intern batterij zijn dat vast ook niet (lampje niet Ohms: andere spanning, andere opwarming, andere weerstand). Maar langere brandtijd dan bij 12 V is aannemelijk.

Dave op 17 mei 2014 om 08:59

Weet u dan wat het beste is om nu te doen?, meer batterijen zou een ander lampje of led? Of meer batterijen? Maar dan moet ik wel stuk langer wachten rond de 6 uur ofso dacht ik en dat wordt lastig

Dave op 17 mei 2014 om 09:02

Maar bereken je de brandtijd, Want nu kom ik op een afwijkemde waarde.

Theo op 17 mei 2014 om 10:20

12 V ontstaat in elk geval door 10 batterijen in serie te zetten. De totale lading in Ah is dan ook 10 x meer.

Je kunt ook overwegen een lampje te nemen dat 1,2 V vraagt ipv 12 V. Dan werkt de batterij op de juiste spanning.

Maar ik vrees dat dit proces zich niet met enkele lineaire functies laat berekenen anders dan "grootte-orde" berekeningen. En teveel onbekenden. Is elke batterij hetzelfde? Is "vooraf geladen" voor elk hetzelfde en hoeveel geladen? Welke spanning en stroom meet je?

Genoeg om een weekendje over na te denken en te experimenteren.

 

dave op 17 mei 2014 om 10:40

Omdat het lastig is om dit allemaal te bepalen zijn we nu naar een ander proefje te opzoek met batterijen.(omdat het dit proefje te lastig is vanwege veel onbekenden en onbetrouwbare metingen)

Wij moeten namelijk een klein proefje doen op vwo 5 niveau met batterijen. Wij dachten dus nu aan of de duur van een batterij afhangt van de temperatuur.

Zou dit dan wel goed meetbaar kunnen zijn?

(gebruik van 2 normale batterijen)

Theo op 17 mei 2014 om 10:48

Er is niets mis met een gebruiksduurmeting voor batterijen zoals je begonnen bent. In je verslag moet je dan alleen aangeven wat je verwacht en waarom (theorie) en dan dit naast de meetresultaten leggen. Bij afwijkingen moet je proberen hiervoor een logische verklaring te geven en zo mogelijk het proefje over te doen.

Daarbij probeer je zoveel mogelijk rekening te houden met die redenen door te trachten die oorzaken te elimineren (als dat kan) en te kijken wat dan de uitkomsten zijn. Zo zou je ipv een 12 V lamp eens een 1,2 V lamp kunnen proberen - past beter bij de batterijspanning.

De wetenschap gaat pas vooruit als we dingen zien die niet met huidige theorieen overeenkomen. Dat betekent dat die fout zijn of ten onrechte bepaalde zaken niet in beschouwing nemen. Als alles volgens het boekje verloopt dan staan we stil in de kennis.

Dave op 17 mei 2014 om 11:47

Mijn opstelling bestond uit een multimeter, een lampje 12 v en 18 watt

en een batterij van 2400 mah 1.2 v.

De metingen komen niet overeen met de berekende waarden. We willen het onderzoek ver voortzetten alleen we moeten dan wel zeker weten dat we nu alles goed hebben uitgerekend(berekningen kloppen??)

als de berekeningen kloppen kunnen wij namelijk beginnen met welke factoren er ook een rol hebben gespeeld.

we gaan nu een batterij gebruiken van 1.5 volt duracell, hier staan verder geen gegevens meer op, hoe moeten we dit dan uitrekenen? We gebruiken weer dezelfde lamp

Theo op 17 mei 2014 om 13:52

Dave, 17 mei 2014

batterij 2400mah 1.2V

lampje: 12V en 18 W

 

berekening:

18watt/12V = 1.5 A

1.5*1000= 1500mA

2400/1500= 1.6 uur zou die dus branden

Berekeningen van lading te leveren door de batterij klopt. Alleen de stroomsterkte klopt niet. Een 18 W/12V lamp zou 1,5 A willen hebben om op vol vermogen te branden en daarbij 12 V spanningsverlies geven.

Waar je fout gaat is aan te nemen dat je 1,2 V batterij ook 1,5 A zal leveren, maar dat doet het niet, zoals ik al eerder aangaf.

In eerste benadering (aannemend dat lamp een vaste weerstand heeft, hetgeen niet zo is) kun je bij 12V zeggen dat R = U/I = 12/1,5 = 8 Ω .  Diezelfde weerstand laat nu de spanning 1,2 V zakken, en daarbij hoort een stroomsterkte van I = U/R = 1,2/8 = 0,15 A.  De oplaadbatterij geeft dus 0,15 A.  Of 150 mA en in een uur 150 mAh...  Maar de weerstand zal denk ik afnemen (lamp brandt minder fel, minder warm, minder weerstand dus meer stroom die de batterij in kortere tijd levert), de batterij heeft een eigen weerstand, en de spanning van 1,2 V zal niet constant worden geleverd.

Bedenk verder redenen of experimenten... het is jullie werkstuk!

Jan op 17 mei 2014 om 14:05

nogmaals, theorie en praktijk komen zelden overeen, vooralomdat we een hoop praktische factoren over het hoofd zien of verwaarlozen. 

De op een batterij aangegeven capaciteit in mAh is alleen geldig bij een bepaalde stroomsterkte. Het verhaaltje
1 uur 2 A = 2 uur 0,5 A = 4 uur 0,25 A = 8 uur 0,125 A etc geldt volgens C=I·t, geldt voor een condensator, maar niet voor ook maar één chemische cel. 
zie ook
https://en.wikipedia.org/wiki/Peukert%27s_law



Bedenk ook, toch zeker op vwo 5, als de praktijk niet overeenstemt met de theorie is dat geen ramp, maar een uitdaging. Sterker, als ik als docent een proefverslag lees waarin de waarnemingen prima overeenstemmen met de theorie word ik bijzonder achterdochtig, omdat er 99% kans is dat je met je meetgegevens hebt zitten knoeien, dé dóódzonde in de wetenschap. Er is dan ook 99% kans dat ik een dikke 1,0 op zo'n verslag noteer. 

Want elke proef heeft fouten. En dus kent élk verslag een foutendiscussie. Waarin je juist probeert te verklaren wat de redenen zouden kunnen zijn dat je met je meetgegevens niet helemaal op de theorie uitkomt. En waarin je voorstellen doet om je proefopstelling of -uitvoering te verbeteren zodat je uitkomsten dichter bij die theorie (je hypothese) te laten komen. Die discussie is voor een docent véél interessanter dan het proefje zelf. Want daarmee laat je zien dat je kritisch kunt waarnemen en denken. Ik heb liever een mislukte proef met een perfecte foutendiscussie (minstens 8,0) dan een theoretisch gelukte proef met alleen maar kritiekloze presentatie van gevens en conclusie (zeker een 5 of lager) 

Groet, Jan

 

Dave op 17 mei 2014 om 14:11

Okay, het verschil tussen de berekende waarde en de gemeten waarden kwamen totaal niet overeen vandaar dat ik even dubbel wilde checken ;)

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft acht appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)