Piller her yerde bulunur ve kullanılır! Herkes bir pili görmüş ve daha önce kullanmıştır. Önceki bir makalede – Elektrik devresinde neler olur: Voltaj ve Akım, voltaj, akım ve direnç nedir tanımlayıp açıkladık. Ancak, her pilin akım akışına karşı kendi direnci olduğunu biliyor musunuz? Bu, İç Direnç olarak bilinir.
Dirençten bahsettik – direnç, akım akışına karşı gösterilen direncin ölçüsünü ifade eder. İç Direnç, esasen hücrelerin ve pillerin kendileri tarafından sunulan akım akışına karşı bir dirençtir. Bu makalede, bir pilin iç direncini nasıl ölçeceğimiz hakkında konuşacağız:
- İç direnç nedir?
- İç direnci nasıl ölçeriz?
- Sizi destekleyecek önerilen araçlar ve ürünler.
İç Direnç Nedir?
Kaynak: hk-phy
Belirtildiği gibi, iç direnç, hücrelerin ve pillerin kendileri tarafından sunulan akım akışına karşı bir direnci ifade eder. Tüm malzemeler, akım akışına bir dereceye kadar direnç gösterir, hatta hücreler ve piller bile. Bu, pilleri yapmak için kullanılan malzemelerden kaynaklanmaktadır.
Tipik bir pili oluşturan elementler arasında çinko, karbon, lityum, cıva, gümüş vb. bulunur. Bunların hiçbiri mükemmel bir elektrik iletkeni değildir. Bu nedenle, sıfır iç dirence sahip bir pil bulmak zor olacaktır, muhtemelen imkansızdır.
İç direnç, bir pilin kapı bekçisi olarak görülebilir. Daha düşük direnç, daha az kısıtlama anlamına gelir. Eğer yüksek direnç varsa, pil ısınacak ve voltaj düşecektir.
İç Direnç Voltaj ve Akımı Nasıl Etkiler?
Bunu daha iyi anlamak için, Ohm’un Yasası’nı kullanalım. Ohm’un yasası, bir devrede voltaj, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi belirleyen bir formüldür. Ohm’un Yasası, V=IR. V, Voltajı, I, Akımı ve R, Direnci ifade eder; bizim durumumuzda iç direnci.
Anlaşılması gereken ana nokta, Voltaj ve İç direncin bağımsız bir değişken olmasıdır; etkilenen ana şey bağımlı değişkendir, yani Akım. İç direnç arttığında, V/R=I ile akım azalır. İç direnç daha düşük olduğunda, tersine, akım artar. Bunlar ters orantılıdır. Ancak, bunların hepsi yalnızca Ohm’un Yasası formülüne dayanmaktadır.
Gerçek dünyada, iç direnç arttıkça voltaj düşer. Bu, bir pilin iç direncini ölçmenin de bir yoludur.
Kısacası,
İç Direnç, hücre veya pilin kendisinden kaynaklanan bir devre direncidir. Daha yüksek iç direnç ile akım ve voltaj daha düşük olacaktır.
Bunu akılda tutarak, şimdi iç direnci neden ölçmemiz gerektiğini keşfedelim.
İç Direnci Nasıl Ölçeriz?
İhtiyacınız Olanlar:
- Yeni bir Pil (AA Pil)
- Bir Voltmetre
0.28 İnç LED dijital DC voltmetre – Sarı
- Bir Direnç
Aşamalar:
- Pilinizi ve Voltmetrenizi aşağıdaki yapılandırmada bağlayın.
[Aşağı soldaki Üçgeni (GND) göz ardı edin]
- Voltmetreden ölçümleri alın. 1.500V
Voltmetre, pilinizin spesifikasyonuna göre voltaj miktarını göstermelidir. Bu, devreye bağlı bir yük olmaması nedeniyle gerçekleşir. Bu, açık devre voltajı (VOC) olarak da bilinir.
Açık devre voltajı (VOC), devrede herhangi bir yük bağlı olmadığında voltajdır.
- Pilinizi, Voltmetrenizi ve Direncinizi bu yapılandırmada bağlayın.
[Aşağı soldaki Üçgeni (GND) göz ardı edin]
Örneğimizde, 4 ohm’luk bir direnç kullanacağız.
- Voltmetre ile ölçümleri alın. 1.446V
Voltmetre, daha düşük bir voltaj değeri göstermelidir. Voltaj düşüşü, pilin iç direncinden kaynaklanmaktadır. Açık devre voltajı (VOC) ve yük altında, bu durumda 4 ohm’luk bir direnç ile bağlı voltajı ölçerek iç direnci hesaplayabiliriz.
- İç Direnci hesaplamak için Ohm’un Yasası formülünü ve Kirchhoff’un Voltaj Yasası formülünü kullanın.
Öncelikle, devredeki akımı belirlemek için aldığımız değeri Ohm’un Yasası’na yerleştireceğiz.
Kısaltmalar:
V = Voltaj
I = Akım
R = Direnç
VL = Yüklenmiş Voltaj
RL = Direnç Değeri
V = I · R
VL = I · RL
1.446V = I · 4Ω
I = 1.446V4Ω
I = 0.3615A
Daha sonra, Kirchhoff’un Voltaj Yasasını kullanarak pilin iç direncindeki voltajı belirleyeceğiz. Bu değer, iç dirençteki voltaj düşüşüdür.
Kısaltmalar:
VOC = Açık devre Voltajı
VI = İç Direnç Üzerindeki Voltaj
VL = Yüklenmiş Voltaj
VOC = VI + VL
1.500V = VI + 1.446V
VI = 1.500 – 1.446V
VI = 0.054
Artık iç dirençteki voltaj düşüşü değerine ve devreden geçen akıma sahibiz. Şimdi, pilin İç Direncini bulmak için tekrar Ohm’un Yasası’nı kullanabiliriz.
Kısaltmalar
VI = İç Direnç Üzerindeki Voltaj
I = Akım
RI = İç Direnç
VI = I · RI
0.054V = 0.3615A · RI
RI = 0.149Ω
Bundan, AA pilinin iç direncinin 0.149Ω olduğunu görebiliriz!
Önerilen Araçlar ve Ürünler
Bir pilin iç direncini nasıl ölçeceğinizi ve bunu nasıl ve ne zaman uygulayacağınızı öğrendiğinizi umuyorum! İşte IoT projelerinizde size yardımcı olabilecek bazı pil ile ilgili araçlar ve ürünler!
Raspberry Pi Pico için UPS Modülü – Kesintisiz Güç Kaynağı
Bu Kesintisiz Güç Kaynağı (UPS), Raspberry Pi Pico’nuzu bir Li-ion pil ile çalıştırmak için tasarlanmış bir modüldür. Ayrıca bir voltaj/akım izleme çipi ve bir pil durum göstergesi ile birlikte gelir.
Özellikler
- Standart Raspberry Pi Pico bağlantı noktası
- Dinamik güç yönetimi ile Li-ion pil uyumluluğu, stabil bir güç kaynağı için
- Pil voltajını, akımını, gücünü ve kalan kapasiteyi izlemek için I2C veri yolu iletişimi
- Birçok Pil Koruma Önlemi, yani aşırı şarj/deşarj koruması, aşırı akım koruması, kısa devre koruması, ters bağlantı koruması ve dengeleme şarj özelliği
- Yerleşik şarj, güç ve pil uyarı göstergesi
0.28 İnç LED dijital DC voltmetre
Bu, süper mini 0.28 inç LED ekrandır. Küçük dış görünümüne aldanmayın, ters bağlantı koruma özelliği ile birlikte gelir. Bu voltmetre, cep telefonu pili, araba pili ve benzeri uygulamalar için kullanılabilir. Ayrıca Sarı, Kırmızı, Yeşil ve Mavi gibi birkaç renk seçeneği mevcuttur.
Özellikler
- Voltaj Aralığı: 2.5 – 30V
- Çalışma Akımı <30mA
- Boyut: 30×11.7×9.2 mm
- Ölçüm hızı: 200ms/bir kez
- Doğruluk %3
18650 Pil Tutucu Kasa – 2 Slot Anahtarlı
Bu, 18650 şarj edilebilir pilleriniz için bir pil kasasıdır! Bu pil tutucu kasa, iki adet 18650 şarj edilebilir pili alabilir ve içinde bir anahtar ile birlikte gelir. IoT projelerinize lehimleme/bağlantı yapmak için kasaya entegre edilmiş tel uçlar bulunmaktadır!
18650 Pil Tutucu Kasa – 4 Slot
Bu, 18650 şarj edilebilir pilleriniz için dört slotlu bir pil kasasıdır! Bu kasa, dört adet 18650 şarj edilebilir pili alabilir. Daha önce bahsedilen pil tutucu kasada olduğu gibi, IoT projelerinize lehimleme/bağlantı yapmak için kasaya entegre edilmiş tel uçlar bulunmaktadır!
Özet
Pillerin iç direncini ölçme hakkında daha fazla bilgi edindiğinizi umuyorum. Devreler kurmaya yeni başlıyorsanız, denemek için eğlenceli bir proje olabilir. Herhangi bir sorunuz varsa, lütfen aşağıdaki yorumlarda bırakmaktan çekinmeyin!