Cortocircuito en la batería del automóvil de 12 V con una llave que tiene una resistencia de 0.5 ohmios, ¿cuánta corriente?

RESPUESTA / ERROR ENCONTRADO: la resistencia de los cables del multímetro es el culpable. La verdadera resistencia de la llave no se puede medir con un multímetro básico. La resistencia de la llave es más o menos alrededor de 0.000016 ohmios.

Busqué una buena cantidad de sitios web para obtener una respuesta, pero todavía no me alegro ... (para esta pregunta específica).

Si la batería de un automóvil está en cortocircuito con una llave que tiene una resistencia de 0.5 ohmios, entonces, en teoría, usando la ley de Ohm la corriente = V / R = 12.65 voltios / 0.5 ohmios = 25.3 amperios.

Muchas personas (incluso en este sitio aquí) afirman que de 100 a 1000 de amperios fluirán a través de la llave y la soldarán a las terminales.

¿Cómo es eso posible cuando solo un máximo de 25.3 amperios puede fluir teóricamente a través de esa llave de 0.5 ohmios usando 12.65 voltios?

NB: Medí la resistencia de la llave usando un multímetro de uso "básico" para el hogar y muestra que la mejor resistencia de la llave es de 0.5 ohmios. Espero haber medido esto correctamente. :)

Una llave no tiene una resistencia de 0.5 ohmios, es mucho más baja.

Su multímetro básico no puede medir las resistencias a más de un ohmio, la resistencia de los cables y la falta de fiabilidad de la resistencia de contacto lo hacen imposible.

La forma en que se miden las resistencias tan bajas como una llave es usar un método Kelvin de 4 terminales. Lo que debe hacer aquí es pasar una corriente a través de la muestra usando dos terminales, luego medir el voltaje a través de la muestra usando un par diferente de terminales. Con una llave inglesa, si usara quizás 1A de extremo a extremo, vería una caída de voltaje de unos mV más o menos.

Pongamos algunos números en tu llave inglesa. No me gusta buscar resistividad, los grandes factores de 10 me preocupan si voy a tenerlos en el reverso de un sobre, así que recuerdo solo un hecho. Una longitud de 1 m de cable de cobre de 1 mm 2 es de aproximadamente 17 mohm, y luego trabajar desde allí.$^2$

Supongamos que su llave tiene 250 mm de largo y tiene un eje de 10 mm x 5 mm. Tiene 1/4 de 1 m de largo y 50 mm 2 , por lo que es 1/200 de la resistencia de mi cable de 1 mx 1 mm 2 . Si estuviera hecho de cobre, tendría una resistencia de 17mohm / 200, que es aproximadamente de 100μohm. Pero no es cobre, es acero, y probablemente una aleación. Después de una rápida carrera por Wikipedia, supongamos que es 50 veces más resistente que el cobre, por lo que tiene una resistencia de aproximadamente 5mohm.$^2$$^2$

12v caído en 5mohm daría una corriente de 2400A. El CCA de la batería está muy por debajo de eso, por lo que la llave no limita la corriente, la batería sí.

La resistencia de contacto es una complicación adicional. En el caso de una batería en cortocircuito con una llave, es probable que haya un arco de plasma entre los contactos, que puede tener una resistencia muy baja. También vale la pena considerar el área de contacto pequeña, aunque como esa región es muy corta, a menudo es insignificante en comparación con la longitud del conductor.

En términos prácticos, la verdadera resistencia de la llave está cerca de cero. La batería entregará la máxima corriente instantánea que puede extraerse de sus celdas, que será mucho más baja que cualquier cálculo que realice. El efecto neto es que la llave se convertirá esencialmente en un fusible: se quemará en su punto más estrecho. He visto que le sucede a una llave inglesa, y es espectacular, ya que le voló la cabeza. Afortunadamente, la persona que lo hizo no resultó herida, pero fue muy peligrosa y tuvo mucha suerte. También puede explotar la batería, especialmente si la llave es lo suficientemente grande como para mantener la corriente durante un poco más de tiempo.

NO ARRIESGUE HACIENDO ESTO, PUEDE MATARLO O AL MENOS DARLE DAÑO GRAVE POR QUEMADURAS DE ÁCIDO. En resumen, no seas idiota.

Creo que todas las otras respuestas están dejando de lado la resistencia interna de la batería . Cuando se trata de corrientes grandes y cortos de baja resistencia, este se convierte en el factor significativo que limita la corriente.

Una batería ideal puede ser modelada por una fuente de voltaje, pero las baterías reales actúan más como una fuente de voltaje en serie con una resistencia.

Imaginemos un ejemplo hipotético. Digamos que tiene una batería de 12 V. Ahora corto los cables con una resistencia de 0.1 ohm. De acuerdo con la ley de ohmios, obtienes 120 A.

Ahora imagine esa misma batería, excepto con una resistencia interna de 1 ohm. Con el mismo corto, obtienes 1.1 ohmios de resistencia, o aproximadamente 10.9 A. ¡Gran diferencia!

Esto debería alinearse con la experiencia cotidiana. Cuando cortas una batería directamente, no obtienes corriente infinita. Obtienes su voltaje dividido por su resistencia interna.

Su medición de resistencia es errónea: el flujo de corriente estará limitado por la resistencia de la llave y la resistencia interna de la batería, ambas muy bajas.

Habrá un flujo de corriente en la región de, o más, de 1000 A fácilmente. Si no fuera tan peligroso, te sugiero que lo pruebes, PERO he visto explotar las baterías de este tipo de cosas ...

La resistencia de contacto entre los cables del multímetro y la llave es de 0.5 Ohm.

La llave inglesa, cuando se empuja a las orejetas de conexión de metal blando de la batería, tendrá una resistencia a cortocircuitos mucho menor.

Aún así, la resistencia de contacto es la más alta del corto, de ahí la chispa. Se desperdicia mucho calor en el área de contacto.

Excelente , no intentes esto en casa, puedes encontrar videos en línea .

La resistencia de la llave es tan baja que obtendrá resultados más precisos que solo serán menores en cada mejora. Una batería es una bestia y no debe tomarse a la ligera. Su capacidad para conducir corriente instantánea está algo indicada por CCA (Amperaje de arranque en frío, como resulta) que no conozco la definición exacta y las condiciones del parámetro. (editar, SAE tiene un estándar para eso). Pero creo que puede tomar el número como la corriente máxima que puede conducir la batería. (Creo que aún es válido después de la edición, la capacidad real de la batería que conduce esta corriente es mucho mayor).

(Fuente: una batería de camión puede conducir ~ 1000Amps y solé soldar un cable fácilmente en la placa de cobre en la mesa de prueba durante una prueba de EMC).

La primera mejora será una medición de 4 puntos. Un multímetro solo puede medir la resistencia entre sus terminales, lo que significa que medirá los cables, los contactos débiles que haces con las sondas y la llave. Esto se debe a que en una medición de 2 puntos el medidor conduce una corriente a través de sus terminales y mide el voltaje entre las terminales. En una medición de 4 puntos, el medidor conduce corriente a través de un par de cables y mide a través de otro par de cables, que no conduce corriente pero transporta el voltaje sin ninguna alteración a los terminales. De esta manera, uno puede medir realmente la resistencia entre dos puntos de contacto.

Otra limitación sería el hecho de que solo se puede mantener una cantidad limitada de superficie con las puntas de las sondas. Una llave puede tener un contacto más grande con el terminal de la batería, ya que los terminales también están hechos para ser blandos. Creo que el área de superficie aumentará después del contacto, porque la llave podría fusionarse con el terminal (aunque, en muchos casos accidentales no se fusiona, creo que el contacto crea un gas que repele la llave, al menos esto es lo que yo sintió una vez justo antes de sudar frío).

Después de que la llave se fusiona, no podemos hacer nada más que esperar (¿esquivar?) A que se caliente tanto que se ponga roja. Solo entonces, su resistencia podría aumentar, pero supongo que no tanto, y creo que ya hemos dañado la batería irremediablemente, y algunos procesos químicos en la batería deteriorarán su rendimiento y dejarán de conducir tanto. (También podría significar que la batería creará gas y explotará. No he trotado esas tierras).

Preferiría calcular la resistencia comprobando el tipo de acero inoxidable con el que se fabricó. Por favor mantente a salvo. (:

Obtenga algunos terminales similares a los de su batería y apoye la llave sobre ellos. Use una fuente de alimentación regulada por corriente para aplicar 1 amperio entre los terminales. Use su multímetro para medir por separado la caída de voltaje en la llave y en cada punto de contacto. Esto le dirá dónde estará la chispa más grande y no se sentirá decepcionado por el hecho de que su llave no se vaporice correctamente.

Crecí en Dakota del Norte y una vez en la década de 1970, cuando me enfrenté a una mañana de -38 ° F en enero y un automóvil sin un calentador de cerrojo enchufado, hice el "truco de llave" (recuerdo que usé una hoja de cuchillo de cocina grande) para calienta la batería de plomo-ácido. Me dijeron 4 segundos y eso fue lo que hice. pequeñas chispas cuando me conecté, y un poco más cuando me desconecté. Había dos cuentas pequeñas en los puntos de contacto, pero todavía podía arrancar la cuchilla.

Y funcionó. antes de que el motor apenas girara. Después del cortocircuito de 4 segundos, la batería suministró suficiente corriente para hacer girar el motor, y en aproximadamente 10 segundos de arranque, el automóvil se puso en marcha vacilante.

me salvó el culo

Sí, su medición de resistencia es probablemente incorrecta y la resistencia es menor. Una batería de plomo ácido estándar puede producir hasta 1,000 amperios por un corto tiempo, y probablemente lo hará en el caso de la llave, si las áreas de contacto están limpias.

Usando la ley de Ohm sería de 24 amperios como máximo. Esto es aproximadamente 288 vatios de potencia. En realidad, algunas llaves tienen una resistencia mucho menor y la pregunta dada se calcula con estos datos.

Con toda esa energía disipándose dentro de la batería y sin un circuito externo para conducir, comenzaría a calentarse y posiblemente explotaría o se incendiaría en poco tiempo. Los electrodos internos se doblarían y la batería se dañaría si se dejara en este estado de cortocircuito durante 30 segundos o más.