RESISTÊNCIA INTERNA DA BATERIA
Um número de técnicas é usado para medir a resistência interna da bateria. Um método comum é o teste de carga DC, que aplica uma corrente de descarga para a bateria enquanto mede a queda de tensão. Tensão sobre corrente fornece a resistência interna, conforme figura abaixo:
Método DC
O método AC, também conhecido como o teste de condutividade, mede as características eletroquímicas de uma bateria. Essa técnica aplica uma corrente alternada entre os terminais da bateria. Dependendo do tipo de fabricante e do tipo da bateria, a freqüência varia de 10 a 1000 Hz. O nível de impedância afeta o deslocamento de fase entre tensão e corrente e revela a condição da bateria. O método AC funciona melhor em baterias simples. A figura a seguir mostra o deslocamento de fase típico entre tensão e corrente quando uma bateria é testada.
Método AC
Alguns medidores de resistência AC avaliam somente o fator de carga e se descuidam da informação de deslocamento de fase. Essa técnica é similar ao método DC. A tensão AC que é sobreposta na tensão DC da bateria atua como breves pulsos de carga e descarga. A amplitude da ondulação (Ripple) é utilizada para calcular a resistência interna da bateria. Medição da impedância, sozinha, não fornece uma conclusão definitiva quanto à performance da bateria. As leituras de m? podem variar amplamente e dependem da química da bateria, tamanho da bateria (taxa mAh), tipo de bateria, número de baterias conectadas em série, fiação e tipo de contato. Quando usa o método de impedância, uma bateria com uma performance conhecida deve ser medida e suas leituras usadas como referência. Para melhores resultados, uma leitura de referência deve estar em mãos para cada tipo de bateria. A tabela a seguir fornece uma diretriz para baterias de telefones móveis digitais baseados em leituras de impedância.
| Mili-Ohm |
Tensão da bateria |
Ranking |
| 75-150m? |
3.6v |
Excelente |
| 150-250m? |
3.6v |
Bom |
| 250-350m? |
3.6v |
Regular |
| 350-500m? |
3.6v |
Pobre |
| Acima de 500m? |
3.6v |
Falho |
As leituras m? são relacionadas à tensão da bateria. Baterias de tensão maior permitem maior resistência interna porque menos corrente é exigida para entregar a mesma energia. A relação entre tensão e m? não é totalmente linear. Existem certos componentes que estão sempre presentes se a bateria tem uma ou várias células. São eles fiação, contatos e circuitos de proteção. A temperatura também afeta a resistência interna da bateria. A resistência interna de uma bateria de Lítio-íon, por exemplo, mede 50 m? a 25 °C (77°F). Se a temperatura aumenta, a resistência interna diminui. A 40°C (104°C), a resistência interna cai para aproximadamente 43 m? e a 60°C (140°F) para 40 m?. Embora a bateria funcione melhor quando exposta ao calor, a exposição prolongada a elevadas temperaturas é perigosa.
A maioria das baterias fornece um aumento de tensão momentâneo quando aquecidas. Temperaturas frias têm um efeito drástico em todas as baterias. A 0°C (32°F), a resistência interna da mesma bateria de Lítio-Íon cai para 70 m?. A resistência aumenta para 80 m? a -10°C(50°F) e 100 m? a -20 °C (-4°F). As leituras de impedância funcionam melhor com baterias de Lítio-Íon porque a degradação do desempenho segue um padrão linear com oxidação da bateria. O desempenho das baterias de NiMH pode também ser medido com o método de impedância, mas as leituras são menos seguras. A leitura de uma baixa resistência automaticamente não constitui uma boa bateria. Leituras elevadas de impedância são freqüentemente causadas por memória, um fenômeno que é reversível.
Qual a diferença entre resistência interna e impedância?
Os termos “resistência interna” e “impedância” são freqüentemente misturados quando se referem à condutividade elétrica de uma bateria. As diferenças são: a resistência interna vê o condutor a partir de um valor puramente resistivo, ou resistência ôhmica. A maioria das cargas elétricas não é puramente resistiva, elas têm um elemento de reatância. Se uma corrente alternada (AC) for enviada através de uma bobina, por exemplo, uma indutância (campo magnético) será criada, que se opõe ao fluxo de corrente. Essa impedância AC é sempre maior que a resistência ôhmica do cabo de cobre.
Quanto maior a freqüência, maior a resistência indutiva se torna. Em comparação, enviar uma corrente direta (DC) por uma bobina constitui em curto elétrico porque existe apenas uma resistência ôhmica muito pequena. Similarmente, um capacitor não permite o fluxo de corrente direta, mas permite a passagem de corrente alternada. De fato, um capacitor é um componente isolador para corrente contínua. A resistência que está presente quando se envia uma corrente AC fluindo através de um capacitor é chamada de capacitância. Quanto maior a freqüência, menor a resistência capacitiva. Uma bateria como uma fonte de energia combina resistências ôhmicas, indutivas e capacitivas. A figura a seguir representa esses valores resistivos em um diagrama esquemático.
• R o = resistência ôhmica
• Q c = “loop” de fase constante (tipo de capacitância)
• L = indutor
• Z w = impedância de Warburg (movimento da partícula dentro do eletrólito)
• R t = resistência de transferência