Es würde Spaß machen zu wissen, wie man die gesamte Energieversorgung einer einzelnen AA-Batterie für einen einmaligen Vorgang zieht, z. B. einen großen Funken erzeugen, einen Fotoblitz auslösen oder ein sehr helles Licht.
Welche Art von Elektronik würde benötigt?
upd: Das Entladen des Akkus sollte ein nützliches Gerät mit Strom versorgen (oder ohne Gerät nützlich sein) und nicht nur zum Entladen.
Antworten:
Es gibt keine praktische Möglichkeit, "die gesamte Energie" blitzschnell abzulassen. Sie können es jedoch langsam in eine teure UltraCap mit vielen Farad-Kapazitäten und ein paar mΩ ESR entladen und die UltraCap dann blitzschnell entleeren, um Kupfer zu schweißen.
So funktionieren elektronische Blitzkameras heute, außer dass Sie viele Blitze pro Batterieladung erhalten, wenn Sie nur normale Kappen mit niedrigem ESR verwenden, nicht "UltraCaps".
Ist dies für den Tag von Sir Guy Fox oder nur für eine Lerche, die ein paar Augenbrauen in der Flughafensicherheit hochzieht und in Gitmo landet, oder konkurrieren Sie mit den Schweizern um die Erzeugung eines Higgs-Boson-Partikels?
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Wenn Sie einen sehr hohen Strom (viel höher als der Kurzschlussstrom) in den negativen Knoten der Batterie und aus dem positiven Knoten heraus zwingen, können Sie die gesamte darin enthaltene Energie in einer minimalen Zeit, aber in dieser Zeit, entfernen kann nicht Null sein.
Um diesen Strom einspeisen zu können, müssen Sie den Akku als Last behandeln und verkehrt herum an eine Hochspannungsquelle oder (vorzugsweise) eine Hochstromquelle anschließen. Die Batterie wird es jedoch nicht mögen.
Der Innenwiderstand einer Batterie ist nicht begrenzt den Strom. Das wäre nur wahr, wenn die gesamte Spannung, auf die wir Zugriff hatten, die von der Batterie selbst war. Das stimmt aber nicht. Niemand hindert uns daran, eine externe Spannung anzuschließen. Die Frage fragt nach dem schnellsten Weg, um alle mögliche Energie aus einer Batterie zu entfernen.
Im folgenden Beispiel wäre der Kurzschlussstrom der Batterie 1,5 / 0,2 = 7,5 A. Wenn Sie sie verkehrt herum an einen Spannungsgenerator mit (zum Beispiel) 100 V und 0,01 Ohm anschließen, können Sie einen Strom von (100) erzwingen +1,5) / (0,2 + 0,01) = 483 A (in diesem idealen Modell), was viel höher ist als der Kurzschlussstrom.
Wenn Sie die Energie in einer Batterie langsam auf eine Superkappe übertragen und dann schnell die Energie in der Superkappe verbrauchen, wird die Frage nicht beantwortet. Die Frage lautet, wie wir die gesamte Energie einer Batterie (nicht einer Kappe) in einem Augenblick verbrauchen können.
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Du hast hinzugefügt:
Das macht es viel einfacher, abhängig von der Effizienz der Umwandlung.
Ein Aufwärtswandler hilft in einigen Fällen, indem er die Batterieausgabe an das Speichersystem überträgt.
Alle folgenden Punkte beruhen auf der Übertragung der Batterieenergie auf ein System, das eine schnelle "Entladung" ermöglicht. Alle sind potenziell nützlich.
Der Tod ist mit all diesen bei gebührender Nachlässigkeit möglich.
Typischerweise stehen etwa 10 kJ Joule Energie zur Verfügung.
Genug, um in allen Fällen zu beschädigen oder zu töten.
Laden Sie eine Superkappe auf. Wenn so viel Batterieenergie auf die Kappe übertragen wird, wie das System zulässt. Entladekappe. Eine sehr große Kappe benötigt. Nicht wirklich praktisch
Verwenden Sie die Elektrolyse von Wasser, um eine Wasserstoff-Sauerstoff-Mischung herzustellen. Mischung entzünden. (Versuchen Sie das nicht zu Hause etc ... !!!). Sehr praktisch und möglicherweise äußerst gefährlich.
Drehen Sie ein Schwungrad mit einem Motor. Wenden Sie das Schwungrad auf "etwas" an. Leicht genug machbar.
Erhitzen Sie ein metallisches Phasenwechselmaterial mit einer PC-Temperatur von> 100 ° C (verschiedene Wismutlegierungen erfüllen diese Spezifikation), damit es sich verflüssigt. Wasser hinzufügen. Sehr machbar. Eine feinteilige Matrix unterstützt die Energieübertragung auf Wasser. Möglicherweise tödlich.
Mehr möglich ...
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Batterien haben Innenwiderstand. Da ihre Ausgangsspannung (für die meisten Absichten und Zwecke) fest ist, haben Sie einen festen maximalen Stromausgang. Die Antwort von Telaclavo deckt eine Situation ab, in der dies nicht zutrifft, aber ich werde Sie durch einen einfachen Kurzschluss der Batterie führen.
Ein typischer Innenwiderstand für eine AA-Batterie liegt bei etwa 0,2 Ω [1] . Wenn wir also den Widerstand der Verbindungsdrähte ignorieren, ist es nicht allzu schwierig, den (theoretischen) maximalen Ausgangsstrom zu berechnen. Da wir R und V kennen, können wir I als I = V / R berechnen, daher ist I = 1,5 / 0,2 = 7,5 A maximaler Strom [2] .
Ihre durchschnittliche Alkalibatterie liefert unter einer Last von 0,5 A etwa 2000 mAh Saft. Ich kann keine detaillierten Angaben darüber finden, wie lange sie bei Kurzschluss halten, aber es wird nicht weniger als 1/10 dieses Betrags sein. Es dauert also mindestens 90 Sekunden, bis der Akku leer ist.
Fußnoten:
[1] 0,2 Ω ist der Duracell- und Panasonic-Zustand als "Standard" -Internwiderstand für "normale Lasten".
[2] Es sind andere Widerstände beteiligt, und der Innenwiderstand ändert sich, wenn Sie die Batterie belasten. Ich versuche nur, die Dinge hier einfach zu halten.
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Pedantisch: Der größte Teil der Energie in Ihrer Batterie ist in den Kernkräften gebunden, die die subatomaren Partikel, aus denen die Atome in Ihrer Batterie bestehen, zusammenbinden. Um die gesamte Energieversorgung freizusetzen, müssen Sie wahrscheinlich auf Kernfusion oder Kernspaltung zurückgreifen.
Unterhaltsame Tatsache: In einem Kilogramm Kohle steckt mehr Energie in den Uranverunreinigungen, als durch Verbrennen dieses Kilogramms Kohle freigesetzt werden kann!
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Eine AA-Batterie hat einen endlichen Innenwiderstand, der den Strom und damit die Geschwindigkeit begrenzt, mit der Energie entfernt werden kann. Sie könnten versuchen, die Energie in der Batterie im Laufe der Zeit auf einen externen Energiespeicher mit niedriger Impedanz zu übertragen (Superkondensator, Induktor, Schwungrad, Stein auf eine Klippe heben usw.).
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