Sorry, wenn ich diese Frage merkwürdig formuliere. Ich verwende eine 3,7-V-Batterie und mein Mikrocontroller überwacht die Spannung und geht in den Ruhezustand, wenn meine Batteriespannung zu niedrig ist. Das Problem ist, dass es eine niedrigere Spannung anzeigt, als die Batterie anzeigt, wenn ich es abtrenne und es mit meinem Multimeter überprüfe. Zum Beispiel würde mein Mikrocontroller 3,65 V lesen, wenn mein Multimeter meine abgeklemmte Batterie bei 3,8 V lesen würde. Liest mein Mikrocontroller die Spannung falsch oder soll ich die von meinem Mikrocontroller gelesene Leerlaufspannung als tatsächliche Spannung behandeln?

Ja, es wird niedriger.

Den Effekt, den Sie sehen, nennt man Innenwiderstand :

Eine praktische elektrische Energiequelle, die eine lineare elektrische Schaltung ist, kann als ideale Spannungsquelle in Reihe mit einer Impedanz dargestellt werden. Diese Impedanz wird als Innenwiderstand der Quelle bezeichnet.

Einfach ausgedrückt ist eine Batterie keine ideale Spannungsquelle. Eine typische Batterie (dh eine nicht ideale Spannungsquelle ) sieht folgendermaßen aus:

Was Sie messen, ist die Spannung zwischen den Klemmen A und B. Gemäß dem Ohmschen Gesetz:

• Wenn es keine Schaltung ist, können Sie Ihre Voltmeter internen Serienwiderstand vorstellen $R_{volt}$ die Rolle der Einnahme $R$ . Jedoch $R_{volt}$ ist in der Regel so groß (zehn oder hundert Megaohm) im Vergleich zu $r$ ( in der Regel Bruchteile eines Ohm) , daß $\frac{R_{volt}}{R_{volt}+r}$ tendiert zu 1, daher tendiert die gemessene Leerlaufspannung zur internen (wahren) Spannung$E$der Batterie.

• Wenn es ist ein geschlossene Kreislauf mit äquivalentem Serienwiderstand $R$ , können Sie sehen , dass die gemessene Spannung $U_{AB}$ proportional abfällt $R$ , in Übereinstimmung mit der obigen Formel.

Der Spannungsabfall ist also real - die gemessene Spannung ist das, was Ihre Last erhält. Je mehr Strom aus der Batterie gezogen wird, desto niedriger ist die Spannung.

Wenn die Batterie offen ist, messen Sie eine Leerzellenspannung. Wenn sich die Batterie im System befindet, ist sie unter Last geschlossenzellig. Sie verlieren etwas Spannung an der internen Impedanz der Batterie, weil Ihr System während der Messung Strom zieht (an den Klemmen ist die Spannung also tatsächlich niedriger). Damit beide Messungen, MCU und Multimeter, korrekt sind, ist der Unterschied, dass das Multimeter eine Last von> 1 Ohm aufweist, während die MCU viel niedriger ist (da sie wahrscheinlich mindestens mA verbraucht).

Möglicherweise ist ein anderer Effekt im Spiel. Batterien weisen ein Erholungsphänomen auf, bei dem sich ein Teil der Spannung nach einer bestimmten Zeitspanne erholt, wenn die Zelle nicht belastet wird.

Jede Batterie hat einen bestimmten Ausgangswiderstand. Was passiert, wenn Strom durch einen Widerstand fließt? Ja, ein Spannungsabfall! Je mehr Strom Sie aus der Batterie ziehen, desto niedriger ist die Ausgangsspannung.

Dies gilt für alle Netzteile

Tatsächlich verlieren Batterien beim Laden ihre Spannung. Alles andere auch .

Der Hauptschuldige ist das Ohmsche Gesetz, E = IR, wo Spannungsabfall über jedem Leiter ist proportional zu seiner Stromstärke gezogen.

Ein Teil des Durchhangs einer Batterie ist chemisch, aber ein Teil ist einfach der Widerstand der inneren Komponenten gegen das Ohmsche Gesetz.

Nehmen wir an, Sie haben ein tolles Gaming-Rig mit 4 parallel geschalteten Grafikkarten. Die Combo verbraucht beim Spielen 1000 Watt . Aber es sitzt nur am Windows Homescreen und verbraucht nur 100 Watt. Die Stromkabel führen 20 A bei 5 V und geben 0,01 Volt ab, sodass die Karten 4,99 Volt erhalten. (Die Drähte sind 2000 Siemens == 1/2000 Ohm.)

Bei dieser geringen Last ist die Wechselstromversorgung ineffizient und hat einen schlechten Leistungsfaktor. Daher werden 240 VA oder 2 A vom 120-V-Netz bezogen. Die Verdrahtung des Abzweigkreises zur Zentrale führt zu einem Spannungsabfall von 0,4 Volt. Der Leitwert beträgt 5 Siemens == 1/5 Ohm.

Jetzt feuerst du dein anspruchsvollstes Spiel an. Wenn Sie 200 A bei 5 V ziehen, springen die Widerstandsverluste allein in der Verkabelung Ihres PCs auf 0,1 Volt. So bekommen die Karten 4,90 Volt. Das ist ein Tropfen.

Währenddessen verbraucht das Netzteil 10A (1200VA) aus dem Wechselstromnetz. Der Spannungsabfall an der Verdrahtung steigt vorhersehbar auf 2,0 Volt an, sodass die Spannung an der Stromversorgung 118 V beträgt. Höchstwahrscheinlich zieht ein Schaltnetzteil einem Skitch mehr Strom, um dies zu kompensieren, da sonst auch seine Ausgangsspannung absacken würde.

Aus Sicherheitsgründen wird kein Strom gezogen, sodass er nicht abfällt. Gemessen vom Boden beträgt der Neutralleiter 1 Volt und der Heißleiter 119 Volt. Und wir können dies nutzen, um die korrekte Verkabelung zu bestätigen. Es ist wie die Zeigerstange eines Drehmomentschlüssels, sie verbiegt sich nicht.

Natürlich gibt es ähnliche Rückgänge bis zum Kraftwerk. Dort sinkt die Spannung bei erhöhter Last (in Ampere) aufgrund des Innenwiderstands des Generators, aber auch aufgrund der Turbinenleistung. VA = W. Wenn A über die Spezifikation hinaus zunimmt, muss V proportional abnehmen, damit W innerhalb der Fähigkeit der Turbine bleibt. Das Turbinenmoor und die Verlangsamung sind keine Option, da es sich um Wechselstrom handelt und synchron bleiben muss.

Alle Batterien haben im entladenen Zustand einen Memory-Effekt, so dass sie nach einer kurzen Stoßbelastung langsam auf die vorherige Spannung zurückkehren. Es gibt auch einen vorübergehenden schnellen Spannungsabfall aufgrund einer Last von ESR * I = ΔV.

Daher müssen beide Messungen gleichzeitig durchgeführt werden, um die Kalibrierung auf Fehler zu überprüfen und die Höhe der Hystereseschwellen zu berücksichtigen, die erforderlich sind, um Schlaf- und Aufwachschwingungen zu vermeiden.

Die Speichereffekt-Zeitkonstante kann einige bis viele Minuten betragen, abhängig vom "Leerlauf" -Leckstrom nach einer Last.

Aufgrund dieser kombinierten Effekte, die für eine gegebene Zelle berechnet werden können (ΔV = ESR · V / Rload + t / ESR · C2), wird die Abschaltspannung häufig verringert, um die in der Speicherkapazität C2 gespeicherte Ladung zu erfassen, solange Sie sie kennen kehrt zur sicheren Vmin-Schwelle zurück. Eine schnelle Alterung der Batterie tritt für die Zeitdauer auf, die unter ihrer Vmin-Schwelle liegt.

Einzelheiten finden Sie im Batterie-Datenblatt.

Es kommt ein Spannungsabfall aufgrund des Innenwiderstands der Batterie ins Spiel, sodass Sie den Spannungsabfall mit einem Wert von i * r sehen (wobei i der fließende Strom und r der Innenwiderstand der Batterie ist).

Eine neue Batterie hat einen viel geringeren Spannungsabfall als Sie. Eine alte, abgenutzte oder beschädigte Lithiumbatterie hat einen viel höheren Innenwiderstand als eine neue Batterie. Es ist beschädigt, wenn es länger als ein paar Monate vollständig aufgeladen wurde, wenn es zu schwach entladen wurde oder wenn es zu viele Lade- / Entladezyklen hatte.

Während alle anderen Antworten großartig sind und sagen, was ich dir auch sagen würde (die Batteriespannung wird tatsächlich niedriger, wenn es eine Last gibt), möchte ich etwas hinzufügen:

Der Grund, der dargestellt wird, dass die Spannung abfällt, ist der "Innenwiderstand". Ich möchte erwähnen, dass das Modell eines Innenwiderstands NUR EIN MODELL ist, das bei der Modellierung der Eigenschaften einer Spannungsquelle sehr gut funktioniert und gleichzeitig einfach und leicht zu berechnen ist.

In Wirklichkeit ist es komplizierter. Der Widerstand der internen Komponenten der Batterie, durch die der Strom fließen muss (ich nenne diese absichtlich nicht "Innenwiderstand", da dies ein Begriff aus dem oben genannten Modell ist), spielt eine Rolle, aber es ist nicht die einzige Rolle. In den meisten Batterien findet eine chemische Reaktion statt, die Ladungen an einer Grenzschicht voneinander trennt. Diese chemische Reaktion folgt den Gesetzen der statistischen Physik. Es kommt zum Stillstand, wenn die ( chemische Gleichgewichtist erreicht. Die Trennung von Ladungen erzeugt die Spannung, die Sie messen können, und diese Spannung ist ein Faktor für das chemische Gleichgewicht (je höher die Spannung ist, desto weniger Trennung tritt auf, um ein neues Paar getrennter Ladungen zu erzeugen). Wenn Sie jetzt eine Last anschließen, nehmen Sie Ladungen in konstanten Intervallen ab (da elektrischer Strom fließt). Wenn das System jetzt die Gleichgewichtssituation erreicht, ist die Menge der getrennten Ladungen und Spannungen geringer (da mehr Ladungen erzeugt werden müssen).

Die Batteriespannung fällt normalerweise nicht ab, nur weil eine Last angeschlossen ist. Die gemessene Spannung fällt jedoch tendenziell ab

Folgendes müssen Sie über Spannungsmessungen wissen

Ein Voltmeter verwendet einen Widerstand mit einem sehr hohen Widerstandswert. Im Idealfall ist es unendlich. Das Voltmeter misst die Spannung an diesem Widerstand.

Wenn Sie also eine Batterie an Ihr Voltmeter anschließen, ist der Innenwiderstand der Batterie im Vergleich zum Widerstand des Voltmeters unbedeutend. Der meiste Spannungsabfall tritt also über den Widerstand des Voltmeters und nicht über den internen Widerstand der Batterie auf. Sie messen also die richtige Spannung.

Ihr Mikrocontroller hat jedoch möglicherweise einen Widerstand, der nicht zu hoch ist. Wenn die Batterie einen Innenwiderstand von beispielsweise 1 Milliohm hatte und das Voltmeter einen Widerstand von 24000 Ohm verwendete, wird dieser Fehler erwartet.