¿Existen baterías de corriente constante? ¿Si no, porque no? De lo contrario, ¿por qué no son muy comunes en el mercado?
No estoy hablando de una fuente de corriente ideal. Pero debería ser una fuente de corriente constante para pocos rangos de valores (carga, voltaje o algo). "Fuente de 1 mA con un voltaje de terminal máximo de 20 V" o algo así (no estoy seguro de las especificaciones).
Respuestas:
Russell está en auge para las baterías electroquímicas convencionales, AFAIK, lo cual tiene sentido porque la electroquímica funciona con voltajes.
Sin embargo, hay algo que se considera una batería que inherentemente produce una corriente constante. Ver esta presentación .
Las células betavoltaicas se basan en fuentes de radioisótopos como el tritio. Incluso hay algunos productos comerciales, aunque no está claro en su sitio cuáles son las características IV.
¿Existen baterías de corriente constante?
["Batería" utilizada para "celda" en muchos lugares a continuación]
Básicamente no.
Se podría fabricar fácilmente una batería que tuviera esa característica agregando componentes electrónicos en la carcasa de la batería, y 'para puntos extra' se podría idear uno que electroquímicamente hiciera un buen trabajo de limitación de corriente a una corriente máxima diseñada, que luego sería una corriente constante batería. Pero, tales dispositivos son raros o inexistentes.
Se puede hacer una batería para aproximar una fuente de corriente constante agregando una resistencia en serie (cuanto mayor sea la resistencia, mejor será la aproximación) y menor será la corriente. Por lo tanto, las baterías muy descargadas, con altas resistencias internas, son mejores aproximaciones a las fuentes de corriente constante que las cargadas total o parcialmente.
Una célula fotovoltaica cargada más allá de su punto de máxima potencia también actúa como un dispositivo de corriente constante. Si eso califica como una "batería" es discutible.
Imagen de Wikipedia - MPPT
Características V / I de una "célula solar". Aquí, para voltajes inferiores a aproximadamente 0,35 V, a medida que la carga aumenta, el voltaje cae aproximadamente a una corriente constante. Familia de líneas de salida shjow a varios niveles de luz.
Las baterías tampoco son dispositivos de voltaje constante (ver más abajo)
Si no, ¿por qué?
Respuesta simple: hay formas mucho mejores de implementar fuentes de energía de corriente constante cuando sea necesario.
Una batería es esencialmente una fuente de energía con un perfil de voltaje y corriente definido en su rango de descarga. Con la excepción de las celdas de referencia extremadamente especializadas, como la "Celda Weston", que están diseñadas para ser fuentes de voltaje constante, las baterías tampoco son fuentes de voltaje constante: su voltaje disminuye con el aumento de la carga y la disminución del estado de carga. Si bien una batería puede optimizarse para producir una tensión más plana frente a la curva de descarga, el objetivo principal habitual en el diseño de la batería es optimizar alguna combinación de densidad de energía *, densidad de energía *, tasa de descarga, tasa de recarga, longevidad y rentabilidad. [* Ambos por masa y por volumen]. La constancia del voltaje de descarga es útil, pero tiende a clasificarse por debajo de la mayoría de estos otros factores.
El suministro constante de energía actual es mucho menos útil y puede ser incluso menos eficiente en términos de los parámetros de diseño habituales mencionados anteriormente.
Cuando se requiere una fuente de corriente constante, se puede implementar electrónicamente de manera que se optimice una combinación de precisión, eficiencia energética y costo según sea necesario, y el resultado será mucho mejor de lo que se podría lograr electroquímicamente. Esto permite optimizar el diseño de la batería para sus capacidades de abastecimiento de energía.
Una fuente de corriente constante tiene, por definición, un alto voltaje de circuito abierto y funciona a un voltaje de salida pequeño o nulo si es necesario cuando se carga fuertemente. La eficiencia energética de un producto electroquímico con esta característica sería abismal a bajas resistencias de carga, ya que la mayoría de la energía producida necesitaría ser disipada dentro de la batería. La única alternativa sería reducir de alguna manera el potencial eléctrico de las "reacciones de conducción", ya que la corriente de carga excedía la corriente de diseño. Los alquimistas pueden haber logrado esto, pero la ciencia moderna puede ser desafiada.
Relacionado:
Celdas de voltaje constante:
Wikipedia - Weston Cell
Ugly truck
Tal vez esto sea trampa, pero cualquier batería con una resistencia interna muy alta conectada a una carga con una resistencia proporcionalmente más baja es una buena fuente de corriente constante. El esquema ilustra un ejemplo algo extremo:
La corriente está limitada principalmente por la resistencia de la serie 9.9M y los cambios en la resistencia de carga tienen poco efecto. Incluso si la carga incluye fuentes de voltaje inferiores a 10 V, la corriente es constante dentro del 1%.
Las baterías son normalmente fuentes de voltaje bastante buenas porque su resistencia interna está diseñada para ser bastante baja. Su salida disminuirá con la carga entregada, pero la baja resistencia interna no produce mucha variación en el voltaje de salida con la resistencia de carga, siempre que la resistencia de carga sea grande en comparación con la resistencia interna.
Se puede hacer una fuente de corriente constante mucho más simple y bastante precisa a partir de un amplificador de instrumentación con una resistencia en serie con la salida y el lado lejano unido a la entrada REF. El amplificador intentará mantener un voltaje constante a través de la resistencia, dando como resultado una corriente constante a través de él que puede dirigirse a la carga