¿Por qué el voltaje en la batería de un automóvil cae significativamente al arrancar el motor?

Answer 1

Las baterías representan una fuente de voltaje constante en serie con una resistencia interna. La cantidad de resistencia interna es una función de su diseño químico y mecánico. Además, algunas químicas mantienen su voltaje de circuito abierto (OCV) casi constante a lo largo de su vida, mientras que otros tipos presentan un OCV decreciente en función de su estado de descarga.
Por ejemplo, uso dos tipos de baterías de química de litio en algunos de los productos que he diseñado. Un tipo tiene una impedancia interna muy alta debido a la naturaleza de su estructura mecánica, por lo que consumir mucho más que quizás 5-10 mA dará como resultado una caída muy sustancial en el voltaje del terminal de la batería. La ventaja de este tipo de celda es que su autodescarga es extremadamente baja, por lo que su vida útil es de 15 a 20 años.
¡El otro tipo puede entregar más de 70 A desde una celda de tamaño AA! Este tipo tiene una autodescarga sustancialmente mayor pero, a cambio, puede entregar corrientes de pulso muy grandes.
En la batería de un vehículo (generalmente una química de plomo-ácido), el requisito para el cálculo de los amperios de arranque en frío de la batería es que el CCA es la corriente máxima que se puede extraer (a 0 grados F) durante 30 segundos y hacer que cada celda caiga a un mínimo de 1.2V, es decir, 7.2V para la batería (batería automotriz). Por lo tanto, una batería con clasificación CCA de 100 A debe tener una resistencia interna máxima de (12.6-7.2) / 100 = 54 mili-ohmios.
(El 12.6V es un OCV típico para una batería automotriz de plomo-ácido completamente cargada)

Answer 2

Cada batería tiene resistencia interna.
Suponga que su batería tiene una resistencia interna de 2 ohmios y que el arrancador parece tener una carga de 10 ohmios. En ese caso, el voltaje se dividirá entre la resistencia interna y se caerán 2 voltios antes de salir de la batería, puede ver 10 V en el terminal de batería y en el arrancador.

Una manera fácil de ver eso sin recurrir a las ecuaciones del divisor de voltaje, la carga total, incluida la resistencia interna y el arranque, es de 12 ohmios. Eso tira 1 amperio al comenzar. La caída de IR a través de la resistencia interna es de 2 voltios (1 amperio x 2 ohmios, según la ley de ohmios). Entonces solo ve 10V en el terminal de la batería.

Solo usé dos ohmios, por ejemplo, probablemente en realidad la batería sea más parecida a .02 ohmios y el arranque como .10 ohmios. Las corrientes iniciales pueden ser altas, creo que 100 amperios no están fuera de lo común.

Entonces es 12 V en las células químicas, pero 10 V en los terminales debido a la resistencia interna. En realidad, la caída podría ser mucho más.

Answer 3

El motor de arranque consume mucha corriente, a veces hasta 200 o 300 amperios. Este consumo de corriente hará que la caída de voltaje interno de la batería aumente, reduciendo el voltaje en los terminales de la batería. El clima frío y el aceite de mayor viscosidad aumentarán el drenaje actual y las temperaturas frías reducirán la capacidad de generación de corriente de una batería. Doble golpe si enciendes un auto cuando hace frío. En los climas del norte, las personas usarán un calentador para el cárter de aceite, he visto salidas para automóviles estacionados en algunos centros comerciales para que puedan enchufar el conjunto del calentador para garantizar la capacidad de arranque en climas fríos.

Answer 4

La batería tiene una resistencia interna muy significativa. Si bien la reacción química en la batería proporciona un potencial eléctrico, los electrones pierden parte de esa energía potencial cuando atraviesan la sustancia química exactamente como una resistencia.

Por lo tanto, cuando tiene un gran consumo de corriente, una porción significativa de voltaje cae a través de la parte interna de la batería.

Answer 5

La Ley de Ohm puede reescribirse de tres maneras para calcular la corriente, la resistencia y el voltaje.
Si una corriente I fluye a través de una resistencia R , se puede calcular el voltaje V.
Primera versión de la fórmula (voltaje): V = I × R

Si hay un voltaje V a través de una resistencia R , una corriente I fluye a través de él. Puedo ser calculado
Segunda versión de la fórmula (actual): I = V / R

Si una corriente I fluye a través de una resistencia, y hay un voltaje V a través de la resistencia . R puede ser calculado.
Tercera versión de la fórmula (resistencia): R = V / I

Entonces, cuando se gira el interruptor de encendido, tira de un relé para conectar la batería al motor de arranque. Antes de girar el interruptor, la resistencia (R) es infinita. Cuando se gira el interruptor, la resistencia está determinada por la resistencia interna a través del motor de arranque, que en una parada consume la corriente máxima.
Entonces R es muy bajo, I es muy alto, entonces V es bajo.

Answer 6

Sería genial si lo fueran, pero arrancar un motor requiere mucha corriente, por lo que el voltaje cae. Si tiene una batería más grande o más, será un problema menor, pero ¿por qué querría pagar y transportar más batería de la que necesita?