是否存在恒流电池?


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是否存在恒流电池?如果没有,为什么不呢?否则,为什么它们在市场上不是很常见?

我不是在说理想的电流源。但是,它应该是恒定电流源,只适用于很少范围的值(负载,电压或其他)。“最大输出端电压为20V的1mA电源”或类似的东西(我不确定规格)。

Answers:


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Russell对于传统的电化学电池AFAIK来说是个亮点,这是有道理的,因为电化学作用于电压。

但是,有些东西被认为是固有地产生恒定电流的电池。请参阅此演示文稿

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Betavoltaic细胞基于放射性同位素来源,例如tri。甚至还有一些商业产品,尽管从他们的站点尚不清楚IV特性是什么。


因此,确实存在恒流电池,并已将其推向市场。
nidhin 2014年

它将花费数千美元,并且仅用于非常特殊的应用。
Spehro Pefhany 2014年

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@nidhin-我的第一个简要答案适用-即“基本上没有”。| 自1968年以来一直在市场上销售:1968-74年:道格拉斯实验室的Larry Olsen博士开发了首款半商用betavoltaic电池(BetaCel)。功率级别的微瓦。|| 离开市场:Betavoltaics发明于50多年前。早期的起搏器使用基于Pro的贝塔伏特伏安[3],但随着便宜的锂离子电池的开发而逐渐淘汰。|| zh.wikipedia.org/wiki/Betavoltaics || 2012年面市-交货期6-8周,按1000美元计。纳瓦级的功率-...
罗素·麦克马洪


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@RussellMcMahon在{Amazon,Digikey,Mouser,eBay,Alibaba}中至少有一个之前,它不存在。
Spehro Pefhany 2014年

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是否存在恒流电池?

[在下面的许多地方将“电池”用于“电池”]

本质上没有。

通过在电池盒中添加电子元件,可以很容易地制造出具有该特性的电池,并且可以设计出“用于额外点”的电池,以电化学方式在设计的最大电流下可以很好地限制电流,然后将其变为恒定电流。电池。但是,这种设备很少或根本不存在。

通过增加串联电阻,可以使电池接近恒流源-电阻越大,近似值越好-电流越低。因此,具有高内部电阻的非常放电的电池比完全充电或部分充电的电池更好地近似于恒流源。

负载超过其最大功率点的光伏电池还充当恒定电流设备。是否将其视为“电池”尚有争议。

图片来自维基百科-MPPT

“太阳能电池”的V / I特性。在此,对于低于约0.35 V的电压,随着负载的增加,电压将以恒定电流下降。各种线会在不同的光照水平下抖动。

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电池也不是恒压设备(请参见下文)

如果不是,为什么?

简单的答案:在需要时,有许多更好的方法来实现恒定电流能源。

电池本质上是一种在整个放电范围内具有定义的电压和电流曲线的能源。除了设计为恒定电压源的极其专业的参考电池(例如“ Weston电池”)外,电池也不是恒定电压源-它们的电压随着负载的增加和电荷状态的降低而降低。尽管可以对电池进行优化以产生更平坦的电压与放电曲线,但电池设计的通常主要目标是优化能量密度*,功率密度*,放电率,充电率,寿命和成本效益的某种混合。质量和体积]。恒定的放电电压是有用的,但往往低于其他大多数因素。

就上述通常的设计参数而言,恒流能量的供应远没有那么有用,效率甚至更低。

当需要恒定电流源时,可以以电子方式实施,以根据需要优化准确性,能源效率和成本的某种混合,其结果将大大优于电化学方法。这使电池设计能够针对其能源供应能力进行优化。

根据定义,恒流源具有较高的开路电压,如果负载较重,则在很少或没有输出电压的情况下工作。具有这种特性的电化学产品的能量效率在低负载电阻下会非常糟糕,因为产生的大部分能量都需要在电池内消散。唯一的选择是以某种方式减小负载电流超过设计电流时的“驱动反应”的电势。炼金术士也许已经能够实现这一目标,但是现代科学可能会面临挑战。


有关:

恒压电池:

维基百科-Weston Cell
Ugly卡车

  • Weston电池-恒定电压参考: 最初的设计是饱和镉电池,可产生方便的1.018638伏参考电压,并且具有比以前使用的Clark电池更低的温度系数的优点。通过转换为非饱和设计(当今的主要类型)可以降低温度系数。但是,不饱和电池的输出每年减少约80微伏,这可以通过对饱和电池进行定期校准来补偿。

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维基百科-Clark Cell

  • Clark电池由英国工程师Josiah Latimer Clark于1873年发明,是一种湿化学电池(俗称:电池),可产生高度稳定的电压。1893年,国际电工大会将15℃的Clark电池的输出定义为1.434伏,这一定义在1894年成为美国的法律。此定义后来被一个基于Weston电池的定义所取代。1个

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尽管电池当然不是理想的电压源,但它们肯定可以更好地成为一种恒定电压源,而不是成为一种恒定电流源!
Wouter van Ooijen 2014年

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感谢您的回答。由于它是基本的电路元件,因此有人会尝试制作一个。任何信息?
nidhin 2014年

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@nidhin-不能尝试,只能尝试-参见上述答案。回复“任何信息?” -参见上述答案。
罗素·麦克马洪

@RussellMcMahon我明白了。但我一直在寻找炼金术士的尝试。
nidhin 2014年

@nidhin如果您想让炼金术士尝试,请将您的问题直接发送到skeptics.stackexchange.com,也许是在罗斯威尔发现了这样的电池。
2014年

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也许这是作弊行为,但是任何内部电阻非常高的电池都与电阻成比例降低的负载连接,是一个很好的恒流源。该示意图说明了一个极端的示例:

简单恒流源的示意图

电流主要受到9.9M串联电阻的限制,而负载电阻的变化影响很小。即使负载包括低于10V的电压源,电流仍恒定在1%以内。

电池通常是相当不错的电压源,因为其内部电阻设计得很低。它们的输出将随着电荷的输送而下降,但是低的内部电阻不会导致输出电压随负载电阻的变化很大,只要负载电阻比内部电阻大即可。

仪表放大器可以提供一个更简单,更准确的恒流源,该放大器的电阻与输出串联,远端与REF输入相连。放大器将尝试在电阻两端保持恒定电压,从而使通过该放大器的电流恒定,从而可以将其导向负载。


即使有作弊行为,您所说的也是一种解决方案。我认为Russel在回答中提到了这一点。
nidhin
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