voltmetro digitale

[Yanny]

Citazione:danielef ha scritto:

Prima di tutto ti ringrazio perché mi hai fatto finalmente trovare uno scritto che tratta molto chiaramente ed estensivamente il problema; finora avevo trovato solo descrizioni parziali che lasciavano sempre aperti molti interrogativi. L'articolo sembra rigoroso anche se non ho modo di verificarlo ma la mia attitudine è di assumere che scriva cose giuste visto che non contrastano con le mie nozioni di chimica e fisica.
Detto questo non posso fare a meno di notare che più o meno a metà dell'articolo l'autore, in base ad una formula, afferma che: 'Dalla tensione a vuoto è possibile risalire allo stato di carica della batteria, con una tolleranza del 15% circa.'

ciao daniele.
mi fa piacere che tu abbia trovato interessante quello scritto.
avevo deciso di iniziare a scriverne uno io, poi sono inciampato in quello e ho lasciato stare.

avevo notato, infatti, che lui dichiari che dalla lettura della tensione a vuoto si possa risalire a una stima della carica residua e in effetti a farsi una serie (possibilmente grande) di misure su una ben precisa batteria si potrebbe tirare fuori un dato che ha qualche attendibilita', ma resta una misura tanto aleatoria e soggetta a variazioni di parametri che a parer mio e' tempo speso male.

cambiare la temperatura dell'elettrolita, cambiare il tempo che aspetti da quando hai smesso di assorbire tempo a quando fai la misura, cambiare la corrente che stavi assorbento e/o per quanto tempo l'avevi assorbita vogliono gia' dire errori estremamente grossolani nella stima che puoi fare, per cui preferisco dire che la stima non si puo' fare (regola che, ovviamente, ammette eccezioni come tutte le altre regole) piuttosto che dire che esisterebbe un metodo empirico che in settimane o mesi di prove potrebbe suggerire che si riesca a fare.

faccio un esempio pratico.

le batterie trazione nascono per essere caricate e scaricate molte volte. i costruttori dichiarano una vita che varia da 600 a 1.300 cicli di carica a seconda di tanti fattori. dopo una 10ina/15ina di cicli una batteria comincia ad essere efficiente quasi al 100%.
prendiamo una batteria da 160ah/5ore a 24v (ovvero una batteria che di targa puo' darci 32 ampere per 5 ore) nuova, appena spacchettata. misuriamo la densita' dell'elettrolita di ogni elemento e vediamo che e' 1.29, ovvero la batteria e' sostanzialmente perfetta.
assorbiamo corrente fin quando portiamo la densita' dell'elettrolita a 1.10, ovvero *troppo in basso*, sotto la soglia di 1.13/1.14 oltre la quale si rischiano danni permanenti alla batteria e/o che un solo ciclo di carica non sia sufficiente a riportarla a 1.28. praticamente, quindi, la batteria e' morta, tanto che un caricabatterie elettronico sofisticato non inizierebbe neanche il ciclo di carica perche' non sentirebbe alcuna batteria collegata.
comunque, tornando alla batteria: appena staccato il carico (che assorbiva circa 60 ampere, visto che avevo fretta) e quindi a vuoto, segnava 18.7 volt.
dopo circa 5 minuti era tornata a quasi 20 volt.
dopo circa 10 minuti era arrivata a 21.
dopo un'ora segnava oltre 22.
dopo 8 ore segnava 24.2v.

con questo voglio dire che una batteria, pur esausta e pur nata per essere scaricata violentemente, se lasciata riposare si riprende sempre, quasi fino ad arrivare alla propria tensione nominale.
la batteria del mio test, appena terminato il ciclo di carica, segna 25.6v. dopo 15 minuti si stabilizza poco sotto i 25.

ci sono reazioni chimiche, ma che mi risulti nessuna viene utilizzata in accumulatori ricaricabili, tali per cui la tensione cala linearmente allo scaricarsi della batteria (o della pila), per cui misurare la tensione ai capi dell'accumulatore ti dice 'esattamente' quanta corrente puo' ancora darti; tuttavia non essendo batterie ricaricabili esulano da questo discorso.

per le batterie al litio (ed alcune nimh) il discorso vale allo stesso modo: il motivo per cui un portatile o un telefonino ti possono dire 'esattamente' la carica residua e' che esiste un microchip (simile al bm-1 ma piu' sofisticato) che misura quanta corrente e' uscita dalla batteria e, integrandola, sa anche quanta ne rimane. ma se uno misurasse solo la tensione ai capi di una batteria a ioni di litio o metalidruri di nickel non avrebbe alcuna informazione utile, almeno fin quando non c'e' il crollo totale della tensione che avviene quando la carica residua e' inferiore al 10% (e oramai la batteria e' andata, perche' quelle tecnologie non sono fatte per essere scaricate cosi' tanto).

saluti.
gianni.