¿Cuál es la forma más precisa de medir la resistencia interna de una batería de consumo?

La forma típica de medir la resistencia interna de una batería, que he encontrado a través de la investigación, es conectando la batería en un circuito con una resistencia, midiendo el voltaje a través de la batería, calculando la corriente, midiendo el voltaje a través de la resistencia, encontrando el voltaje deje caer y use las leyes de kirchoff para calcular la resistencia restante, que sería resistencia interna.

Un profesor mencionó que esto es demasiado impreciso para las baterías con resistencias internas muy bajas, entonces, ¿hay otra forma más precisa de probar la resistencia interna de una batería estándar?

Lo más fácil es usar una corriente alterna, como un analizador de red.

Puede usar un sumidero de corriente conmutable de valor conocido, o una resistencia y un FET. Mida el voltaje con corriente encendida, luego con corriente apagada, reste, divida por corriente, obtendrá resistencia interna. Si sigue repitiendo este ciclo de encendido / apagado, esto es equivalente a usar una corriente alterna.

Una ventaja de la medición de CA es que puede usar un condensador para deshacerse de la CC y solo manejar el pequeño voltaje de CA. También ignora cualquier compensación de CC en la cadena de señal, desde opamps, etc. La medición de CA es el método más preciso.

Puedes usar algo como esto como un experimento:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Aquí, la fuente de voltaje de la izquierda conduce una señal de CA a través de R1 y C1 a la batería. Esto es AC acoplado a través de C1.

C2 extrae el voltaje de CA en la batería.

Conociendo el voltaje de CA V1, una vez que mide el voltaje de CA en "OUT", la resistencia interna de la batería se calcula fácilmente, ya que forma un divisor resistivo con R1.

Puede hacer esto con una tarjeta de sonido, o con un generador de funciones y un multímetro. Asegúrese de calibrar y verificar su equipo de prueba reemplazando la batería con una resistencia de valor conocido, que debe ser del mismo orden de magnitud que la resistencia esperada que se medirá.

La objeción de su profesor al método que describió es incorrecta. Si una batería tiene baja impedancia, solo aumenta la carga, por lo que la diferencia puede medirse mejor.

El problema, sin embargo, es bastante más profundo. Las baterías generalmente no tienen una carga continua de CC, y a menudo las personas necesitan saber la reacción de la batería a la carga de impulso. El problema es que la batería no tiene una sola "impedancia" que se pueda usar para estimar su respuesta a la carga. Cada batería tiene un espectro de impedancias, diferentes impedancias para diferentes frecuencias de carga. Este tema de la ingeniería se llama "Espectroscopía de impedancia electroquímica". Un ejemplo de presentación . Vea también este artículo de BatteryUniversity , con un ejemplo de "espectro electroquímico".

Entonces, la forma más precisa de caracterizar la impedancia interna de una batería es medir su espectro, utilizando, por ejemplo, el circuito sugerido por peufeu .

Sin embargo, esto no es todo. El espectro EI generalmente se recolecta utilizando "señal pequeña" aplicada. Como comentó Lorenzo Donati a continuación, el valor de la impedancia no solo depende de la frecuencia, sino que también es no lineal con la amplitud de la señal / carga aplicada, lo que agrega otra dimensión a la complejidad del problema.

La resistencia interna es una aproximación de una función V (I) compleja de una batería, por lo que no hay un valor de resistencia interna "verdadero" que pueda medir con precisión en primer lugar. La medida más representativa que puede hacer es la curva V (I) real para valores de corriente relevantes. Si, por casualidad, obtiene un bingo en línea recta, su batería puede describirse con precisión mediante un único valor de resistencia interna. De lo contrario, tendrá que usar la curva que tiene para determinar los valores de corriente y voltaje para cualquier carga dada.