定電流バッテリーは存在しますか？
回答:
ラッセルは、従来の電気化学電池であるAFAIKに適しています。これは、電気化学が電圧で機能するため、理にかなっています。
ただし、本質的に定電流を生成するバッテリと見なされるものがあります。このプレゼンテーションを参照してください。
ベータ電池は、トリチウムなどの放射性同位体源に基づいています。いくつかの市販製品もありますが、IV特性が何であるかはサイトから明らかではありません。
定電流バッテリーは存在しますか？
[以下の多くの場所で「セル」に使用される「バッテリー」]
基本的にいいえ。
バッテリーハウジングに電子機器を追加することで、その特性を備えたバッテリーを簡単に作成できます。また、「追加のポイント」のために、設計された最大電流で電気化学的に電流制限の良い仕事をし、それが一定電流になるように考案することができます電池。しかし、そのようなデバイスはまれまたは存在しません。
直列抵抗を追加することで、バッテリーを定電流源に近づけることができます-抵抗が大きいほど近似が良くなり、電流が低くなります。したがって、内部抵抗が高い非常に放電したバッテリーは、完全または部分的に充電されたバッテリーよりも、定電流源へのより良い近似です。
最大電力点を超えてロードされた太陽電池は、定電流デバイスとしても機能します。それが「バッテリー」として適格であるかどうかは議論の余地があります。
「太陽電池」のV / I特性。ここで、約0.35 V未満の電圧では、負荷が増加すると、ほぼ一定の電流で電圧が低下します。一連のラインは、さまざまな光レベルで出力されます。
バッテリーも定電圧デバイスではありません（以下を参照）
そうでない場合は、なぜですか？
簡単な答え：必要に応じて定電流エネルギー源を実装するはるかに良い方法があります。
バッテリーは本質的に、放電範囲全体で定義された電圧および電流プロファイルを持つエネルギー源です。定電圧源として設計された「ウェストンセル」などの非常に専門的なリファレンスセルを除き、バッテリーも定電圧源ではありません。負荷が増加し、充電状態が減少すると、電圧は低下します。バッテリーはより平坦な電圧対放電曲線を生成するように最適化される可能性がありますが、バッテリー設計の通常の主な目的は、エネルギー密度*、電力密度*、放電率、再充電率、寿命、費用対効果の組み合わせを最適化することです。質量および体積あたり]。放電電圧の不変性は有用ですが、これらの他のほとんどの要因よりもランクが低くなる傾向があります。
定電流エネルギー供給は、上記の通常の設計パラメーターの点で、はるかに有用性が低く、さらに効率が低下する傾向があります。
定電流源が必要な場合、必要に応じて精度、エネルギー効率、コストの組み合わせを最適化するように電子的に実装できます。結果は電気化学的に達成できるよりもはるかに優れています。これにより、バッテリー設計をエネルギーソーシング機能に合わせて最適化できます。
定電流源は、定義により、高い開回路電圧を持ち、重負荷時に必要な場合、ほとんどまたはまったく出力電圧で動作しません。この特性を備えた電気化学製品のエネルギー効率は、生成されるエネルギーの大部分をバッテリー内で消費する必要があるため、低負荷抵抗ではひどいものになります。唯一の選択肢は、負荷電流が設計電流を超えたため、何らかの方法で「駆動反応」の電位を下げることです。錬金術師はこれを達成できたかもしれませんが、現代科学は挑戦されるかもしれません。
関連：
定電圧セル：
ウィキペディア-Weston Cell
Ugly Truck
- ウェストンセル-定電圧リファレンス： 元の設計は、便利な1.018638ボルトリファレンスを生成する飽和カドミウムセルで、以前に使用されたクラークセルよりも低い温度係数を持つという利点がありました。温度係数は、現在主流のタイプである不飽和設計に移行することで低減できます。ただし、不飽和セルの出力は年間約80マイクロボルト低下します。これは、飽和セルに対する定期的なキャリブレーションによって補正されます。
- 1873年に英国のエンジニア、ジョサイアラティマークラークによって発明されたクラークセルは、非常に安定した電圧を生成する湿式化学セル（口語ではバッテリー）です。1893年、15 Cでのクラークセルの出力は、国際電気会議によって1.434ボルトとして定義され、この定義は1894年に米国の法律になりました。1
これは不正行為かもしれませんが、抵抗が比例して低い負荷に接続された非常に高い内部抵抗を持つバッテリーは、優れた定電流源です。回路図はやや極端な例を示しています。
電流は主に9.9Mの直列抵抗によって制限され、負荷抵抗の変化はほとんど影響しません。負荷に10V未満の電圧源が含まれている場合でも、電流は1％以内で一定です。
バッテリーは、内部抵抗が非常に低くなるように設計されているため、通常かなり良い電圧源です。出力は電荷が供給されると低下しますが、内部抵抗と比較して負荷抵抗が大きい限り、低い内部抵抗は負荷抵抗による出力電圧の変動を大きくしません。
はるかに単純で非常に正確な定電流源は、出力とREF入力に接続された反対側に直列の抵抗を備えた計装アンプから作成できます。アンプは抵抗の両端で一定の電圧を維持しようとするため、負荷に向けられる定電流が流れるようになります