O que é Resistência Interna de uma Bateria

 

A resistência interna, também conhecida como impedância, determina o desempenho e o tempo de vida da bateria. Se medida com um sinal AC, a resistência interna da bateria é também chamada de impedância. A alta resistência interna corta o fluxo de energia da bateria para o equipamento.

 

Enquanto uma bateria com resistência interna baixa pode entregar corrente alta quando exigida, uma bateria com alta resistência não consegue entregar corrente elevada.

 

Uma bateria com baixa resistência interna entrega toda a energia disponível. Uma bateria com resistência interna elevada não pode entregar toda a energia levando o equipamento a parar de funcionar prematuramente. A figura a seguir ilustra os efeitos da impedância na carga da bateria.

 

Figura 1 - Influência da resistência na corrente

 

A bateria de NiCd tem a menor resistência interna de todos os sistemas de baterias comerciais, até após fornecer 1000 ciclos. Em comparação, a bateria de NiMh começa com uma resistência superficialmente maior e as leituras aumentam rapidamente após 300 a 400 ciclos.

 

A bateria de Li-Ion oferece características de resistência interna que estão entre as de NiMh e NiCd. O uso não contribui muito para o aumento da resistência, mas o envelhecimento contribui. Armazenar em local fresco e manter a bateria em um estado parcialmente carregado, quando não estiver sendo usada, retarda o processo de envelhecimento.

 

A tensão elétrica medida nos terminais de uma de uma bateria é diferente quando ela está em vazio e quando ela está alimentando uma carga.

Em vazio a tensão é sempre maior do que em carga. Em carga a tensão nos terminais da bateria cai.

 

Os efeitos desta queda de tensão são devidos à resistência interna da bateria e são similares aos de uma resistência em série com a bateria.

O circuito elétrico simplificado equivalente a uma bateria é mostrado na figura 2.

 

 

Figura 2 - Circuito elétrico equivalente da bateria (simplificado)

 

Neste circuito temos:

 

 - Vo = Tensão da bateria em vazio

 - V = Tensão nos terminais da bateria em carga

 - Ri = Resistência interna da bateria

 - R = Resistência da carga

 - I = Corrente da bateria

 

A Lei de Ohm estabelece uma relação entre as grandezas elétricas: tensão (V), corrente (I) e resistência (R) em um circuito. A partir de observações, concluiu-se que o valor de corrente que circula em um circuito pode ser encontrado dividindo-se o valor de tensão aplicada pela sua resistência.

Transformando esta afirmação em equação matemática, tem-se a Lei de Ohm:

 

I =V / R

 

Utiliza-se a Lei de Ohm para determinar os valores de tensão (V), corrente (I) ou resistência (R) em um circuito.

 

Fórmula básica: I = V / R

 

Fórmulas derivadas: R = V / I e V = R x I

 

 

Figura 3 - Lei de Ohm

 

Para que as equações decorrentes da Lei de Ohm sejam utilizadas, os valores das grandezas elétricas devem ser expressos nas unidades fundamentais:

 

 - Tensão em volts (V)

 - Corrente em ampères (A)

 - Resistência em ohms ()

 

Como exemplo, no circuito da figura 2, se a tensão em vazio da bateria é de 3,7V, a resistência interna da bateria é 100m (ou 0,1) e a resistência da carga é 0,9, teríamos a seguinte corrente:

 

I =V/R = 3,7 / (0,1+0,9) = 3,7 / 1 = 3,7A

 

A queda de tensão na resistência interna da bateria seria:

 

V = R x I = 0,1 x 3,7 = 0,37V

 

Ou seja, a tensão nos terminais da bateria estando em carga seria:

 

3,7V – 0,37V = 3,33V

 

Na prática, a resistência interna de uma bateria depende de seu tamanho, propriedades químicas dos seus elementos constituintes, idade, temperatura, tamanho e formato dos eletrodos e outros fatores.

 

A medição da resistência interna é utilizada como indicador das condições da bateria.

Quanto mais elevada é a resistência interna, maior é a dissipação de energia em forma de calor e, portanto pior será o desempenho da bateria.

 

Quando se mede a tensão da bateria com um voltímetro depois que o equipamento tiver interrompido e a carga tiver sido removida, a tensão terminal comumente se recupera e a leitura de tensão parece normal. Medir a tensão terminal aberta é um método não confiável para estabelecer o estado da carga da bateria.

 

Uma bateria com alta impedância pode funcionar bem se descarregada com uma corrente baixa, tal como uma lanterna ou um relógio de parede. Com carga reduzida, virtualmente toda a energia armazenada pode ser recuperada e a deficiência devida à alta impedância é camuflada.

A resistência interna de uma bateria pode ser medida com medidores de impedância. Vários métodos estão disponíveis, porém o mais comum é aplicar cargas DC e sinais AC. O método AC pode ser feito com diferentes frequências.

 

Dependendo do nível de perda de capacidade, cada técnica fornece leituras um pouco diferentes. Em uma boa bateria, as medições são razoavelmente próximas; em uma bateria fraca, as leituras entre os métodos podem dispersar mais drasticamente.

Analisadores de bateria modernos oferecem medições de resistência interna como um teste rápido de bateria. Tais testes podem identificar baterias que falhariam devido à alta resistência interna, apesar da capacidade poder ainda ser aceitável.