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Vecchio 11 maggio 10, 11:52   #9 (permalink)  Top
Willy163
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Lightbulb Formulario di fisica/elettronica per batterie e caricabatterie

Rieccomi.
Riassumo brevemente le formule che potrebbero essere utili nella gestione delle batterie e caricabatterie, indipendentemente dalla chimica degli accumulatori.
Per semplicità di lettura scriverò tutte le grandezze usando le unità di misura. Mi perdonino i puristi.

V = tensione della batteria in Volt
A = corrente in Ampere
mA = corrente in milliAmpere (1 A = 1000 mA)
Ah = corrente in un'ora
mAh = corrente in un'ora (1 Ah = 1000 mAh)
h = tempo in ore
W = potenza istantanea
mW = potenza istantanea (1W = 1000 mW)
Wh = energia
mWh = energia (1Wh = 1000 mWh)
C = Corrente massima erogabile da una batteria (scarica) o corrente massima assorbibile da una batteria (carica)
C ha unità di misura 1/ore ma non è mai indicata


Inizio con nC (dove n è un intero)
A = Ah * C
mA = mAh * C

CORRENTE
A = W / V
mA = mW / V

CORRENTE IN UN'ORA
Ah = A * h
mAh = mA * h

TEMPO (di volo ad esempio)
h = Ah / A
h = mAh / mA

POTENZA ISTANTANEA
W = V * A
mW = V * mA

ENERGIA
Wh = Ah * V
mWh = mAh * V
Spendo due parole sull'energia.
Questa è la grandezza che definisce REALMENTE la capacità di una batteria anche se, per comodità, si usano abitualmente i mAh.
Pensate a un motore collegato a un pacco 4s da 2000mAh oppure a un 2s sempre da 2000mAh.
Ora si regola il gas in modo da avere sempre 20A di assorbimento.
I mAh sono gli stessi, quindi entrambe le batterie possono erogare 20A per 6 minuti (1/10 di ora).
Ma il primo pacco fornisce 20A a 15,4V, quindi 308W.
Il secondo, invece, a 7,8V. Quindi 154W!
Concludendo, i mAh sono gli stessi, la capacità no (infatti il 4s pesa il doppio!)

UTILIZZO DELLE FORMULE
Ovviamente nessuno vieta di invertire o sostituire elementi nelle formule per ottenere i calcoli che ci servono
Ad esempio, potrei voler sapere quanti W posso succhiare da un pacco 3s 25C da 1500mAh e quanto dura il volo 'a palla' (non ci provate o fondete la batteria!).

Usiamo la formula di C
mA = mAh * C
37500mA = 1500mAh * 25C
Quindi la corrente massima di scarica della batteria è 37,5A
Usiamo la formula della POTENZA ISTANTANEA
W = V * A
438,75W = 11,7V * 37,5A
La potenza massima erogabile dalla batteria è 440W
Usiamo la formula del TEMPO
h = mAh / mA
0,04h = 1500mAh / 37500mA
Il tempo di volo al massimo erogabile dalla batteria è quindi 0,04h * 60 = 2,4 minuti

Proviamo una formula di carica
Ho un caricabatterie da 100W. Qual è il tempo minimo di carica della mia 3s da 1500mAh?
Usiamo la formula della POTENZA ISTANTANEA
W = V * A
A = W / V
8,55A = 100W / 11,7V
Massima corrente erogabile dal mio caricabatterie pari a 8,55A per una 3s
Usiamo la formula del TEMPO
h = mAh / mA
0,175h = 1500mAh / 8550mA
Quindi il tempo minimo di carica è 0,175h * 60minuti/h = 10,5 minuti

TUTTO QUESTO IN TEORIA!
Già, perché nei processi di carica/scarica ci sono perdite tanto più alte quanto è alta la corrente.
Inoltre, MOLTO PIÙ IMPORTANTE, NON SI PUÒ SCARICARE UNA LIPO 3s AL DI SOTTO DEI 9V pena il danneggiamento irreversibile della batteria. Quindi NON si possono sfruttare tutti i mAh nominali della batteria (salvo rari casi in cui il costruttore dichiara che la capacità dichiarata è sfruttabiel al 100%)
Ma... ce un altro 'MA'.
Proviamo a calcolare nel caso della carica qual è il fattore C.
mA = mAh * C
C = mA / mAh
5,7C = 8550mA / 1500mAh
OCCHIO PERCHÉ I C DICHIARATI SONO SEMPRE QUELLI DI SCARICA
Caricare una batteria a 5,7C significa quasi sicuramente FIAMMATA!!!


Spero di essere stato chiaro (e di non aver scritto caxxate). In ogni caso chiedete pure.

Willy.
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Ho schiantato e riparato il mio modello così tante volte che la mia sposa l'ha ribattezzato "CEROTTO"!
Cose interessanti che ho scritto: Tutorial VirtualDub - Formulario per batterie e caricabatterie
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