Kuidas arvutada akulaadija laadimisahela voolutugevust

Laadimisahela lihtne näide on takistus-kondensaator ahel. Näiteks vaatleme vooluringi, mis koosneb akust, takistist ja laadimata kondensaatorist, mis on järjestikku ühendatud lülitiga, mis katkestab suletud vooluringi juhtivuse, kui see on avatud. Kui lüliti on suletud, saab vool vooluringis voolata. Algselt on vool I maksimaalne ja see on antud aku pinge V jagatuna takisti R takistusega. Seejärel, aja möödudes, kondensaatori laeng q kasvab. Kondensaatori laadimisel väheneb voolutugevus läbi vooluringi ja kui kondensaator on täielikult laetud, väheneb voolutugevus nullini. Voolutugevus on voolu mõõt.


1. Arvuta ajakonstant ehk relaksatsiooniaeg. Ajakonstant T on antud takistuse R ja mahtuvuse C korrutisena järgmiselt: T = R * C sekundit. Näiteks, kui C = 1e-6 faraadi (ea tähistusega eksponendi tähistamiseks), R = 10e6 oomi, siis ajakonstant on T = 1e-6 * 10e6 = 10 sekundit. See väärtus näitab, kui kiiresti kondensaator laeb.

2. Arvuta voolutugevuse maksimaalne väärtus. Voolutugevuse I maksimaalse väärtuse leiab lüliti esialgsel sulgemisel ja see on antud valemiga I = V/R amprit, kus R on takistus ja V on aku pinge. Voolu näites, kus V = 12 V ja R = 10e6 oomi, on voolutugevus I 12/10e6 = 1,2e-6 amprit.

3. Arvutage hetkevool antud ajahetkel pärast lüliti sulgemist. Nimetage hetkevool i. See on seotud voolu I maksimaalse väärtusega valemi i = I*exp(-t/T) A kaudu, kus T on ajakonstant, t on möödunud aeg lüliti sulgemisest ja exp() on eksponentsiaalfunktsioon. Voolu näites, kus C = 1e-6 faraadi, R = 10e6 oomi ja pinge aku peal on 12 V, määrati teises etapis pärast lüliti sulgemist voolu algväärtus 1,2e-6 A-ks, esimeses etapis saadud ajakonstant on 10 sekundit ja hetkevool ajahetkel t on i = 1,2e-6exp(-t/10) amprit. Kui lüliti sulgemisest on möödunud 5 sekundit, on hetkevool i = 1,2e-6exp(-5/10) amprit. exp-funktsioon on enamikus kalkulaatorites ja peaksite saama exp(-5/10)=0,606, mis teeb hetkevoolu i = 1,2e-6*0,606 = 0,727e-6 amprit.