كنت مهتمًا دائمًا بكيفية عمل مؤشر الشحن على بطاريات دوراسل وعمله:
وكذلك لماذا يشار تحتها أنه من الضروري اختبار في 21 درجة مئوية. لكن قبل أن تنظر إلى الحل المستخدم في البطاريات ، دعنا نحاول التوصل إليه بمفردنا.
كما تعلمون ، فإن إحدى الطرق للتحقق من شحن البطارية هي قياس الجهد عند أطرافه ، وكلما زاد ذلك ، كلما كانت البطارية أفضل. الطريقة الأكثر مباشرة والأكثر شيوعًا لقياس الجهد هي الطريقة غير المباشرة ، حيث يتم قياس التيار المتدفق عبر المقاوم ذي القيمة الاسمية المعروفة.
في هذه الحالة ، سيكون التيار المتدفق عبر المقاوم R:
- إنشاء مجال كهرمغنطيسي ثابت ؛
- تسخين المقاوم.
التأثير الأول ليس مثيرا للاهتمام بالنسبة لنا ، لأنه نحن بحاجة إلى الحصول على أبسط جهاز ممكن ، وإن كان مع بعض الخطأ في القياس. ولكن بعد ذلك يستخدم على نطاق واسع في الفولتميتر الكهروميكانيكية التناظرية.
التأثير الثاني هو أكثر إثارة للاهتمام منذ ذلك الحين بمساعدتها ، بالاقتران مع الطلاء الحراري ، يمكنك الحصول على مؤشر بسيط نحتاجه. النظر في هذا الحل. يتم تطبيق شريط من الألوان الزاهية على الفيلم العازل للبطارية من الخارج ، والذي سيكون بمثابة مؤشر ، ومغطى بالطلاء الحراري ، الذي سيصبح شفافًا مع ارتفاع درجات الحرارة. في الجزء الداخلي من الفيلم العازل ، يتم تطبيق طبقة من المواد الموصلة ذات مقاومة معينة. ويبدو أن المؤشر جاهز؟
دعونا ننظر إلى القيود المفروضة على هذا الحل ومحاولة حلها. أولاً ، سيتم تسخين المقاوم على الجانب الخلفي من العزل بالتساوي ، وبالتالي يمكن تحديد درجة الشحن فقط من خلال مدى سطوع شريط المؤشر من خلال الطلاء الحراري. يمكننا أن نفترض أنه عندما يكون الشريط غير مرئي ، يتم تفريغ البطارية بالكامل ، وعندما تكون الشحنة مرئية بالكامل ، تكون الشحنة 100٪. في هذه الحالة ، من الضروري تطبيق عينات ألوان لمستويات شحنة متعددة ، والتي سيكون من الضروري مقارنة قراءة المؤشر الحالي. هذا يمكن أن يسبب صعوبات في قراءة القيم المتوسطة.
هل من الممكن جعل شريط المؤشر لا يظهر في كل مرة ، ولكن يبدأ من بعض الغايات؟ بعد ذلك سوف يصبح من الأسهل تحديد مستوى الشحن لأن قد يتوافق مستوى الشحن ، على سبيل المثال ، مع النسبة المئوية للمؤشر الذي يظهر.
من قانون Joule-Lenz للتيار والمقاومة المباشرة ، تعتمد كمية الحرارة المنبعثة في الموصل على قيم التيار والمقاومة والوقت. لأن هناك مقاومة واحدة فقط في الدائرة ، ثم تيار واحد يمر خلالها. المؤشر في الوقت المحدد من قبل المستخدم. من الكميات التي يمكن تغييرها ، تبقى المقاومة فقط. ماذا لو كانت مقاومة المقاوم غير متساوية؟ على سبيل المثال ، مثل هذا:
يحدد عرض المقاوم في الشكل عرض المقاوم على العزل. كلما كان قسم المقاوم أوسع ، كلما كان المقطع العرضي أكبر ، وبالتالي المقاومة الأقل لديه. يمكن إعادة رسم المخطط على النحو التالي:
حيث يمثل المقاوم غير الموحد أربعة مقاومات متصلة بالسلسلة ، مثل R1> R2> R3> R4. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي زيادة عرض المقاوم إلى زيادة المساحة التي تتبدد فيها الحرارة ، أي المناطق ذات المقاومة الأقل ستسخن ببطء وتبرد بشكل أسرع.
وبالتالي ، باستخدام المقاومة غير الموحدة ، من الممكن الحصول على مؤشر يظهر فيه شريط المؤشر من جانب معين (من الجانب الذي يتمتع بمقاومة أكبر) وإلى مستوى معين (يحدده توازن حراري ثابت). مثال على ذلك هو الإصدار السابق من المؤشر:
ثانياً ، صندوق البطارية مصنوع من المعدن أي لديها قدرة حرارة محددة وتجري الحرارة بشكل جيد. اتضح أن القضية سوف تكون بمثابة المبرد الجيد لمؤشرنا. لذلك ، من الضروري وضع العزل الحراري بين المؤشر والإسكان ، كما إن تسخين علبة البطارية بالكامل إلى درجة الحرارة المطلوبة ليس هو الخيار الأفضل. بصفتك وسادة عازلة للحرارة ، يمكنك استخدام الورق أو الكرتون أو الهواء. على سبيل المثال ، اصنع ركيزة حول محيط المؤشر فقط.
ثالثًا ، من أجل توفير الطاقة ، لا يمكن تشغيل المؤشر باستمرار. لذلك تحتاج إلى زر لتشغيله. لدينا حالة البطارية المعدنية وطبقة المقاوم موصل معزول بواسطة طوقا من هذه القضية. التصميم مشابه جدًا لزر الغشاء ، يبقى فقط لصنع ثقب في العزل وسيكون الزر جاهزًا:
في المجموع ، يتكون المؤشر الذي توصلنا إليه من شريط مؤشر ، في الجزء الخارجي من عزل البطارية ، ومغطى بطلاء حراري. يتم تطبيق المقاوم بمقاومة غير متساوية من الداخل ويفصل عن حالة البطارية بواسطة وسادة حرارية ، بمساعدة زر الغشاء الذي تم تشغيله لتشغيل المؤشر. لذلك توصلنا إلى الحل المستخدم في بطاريات Duracell ، والآن يمكنك مشاهدة كيفية تنفيذه فيها:
الآن شرط استخدام هذا المؤشر عند 21 درجة مئوية واضح. وأخيرًا ، اكتب مؤشر البطارية AAA ، اعتمادًا على التيار المتدفق: