开路短路法恒流源输出不能用,其中开路适用于恒压源输出计算。计算电压对电路的作用。将电流源看作短路,就形成r1、r2并联,计算出电阻值。
计算r3上的电压就是开路电压。然后将电压源看作开路,负载看作短路,计算r3上的短路电流,也就是电流源对r3的作用,这样就求出r3上的由电流源作用的电压,或者是将电流源转换成电压源进行计算也可以解决问题。
概念分析
"开路电压法"是指在一个基本的带有电源,联接导体的负载电路中,如果某处开路,断开两点之间的电压称开路电压。电路开路时,也可理解为在开路处接入了一个无穷大的电阻,这个无穷大的电阻是串联于电路中的,线路开路时开路电压一般表现为电源电压。
"短路电流法"是指不接用电器时的电流,相当于直接用导线把电池的正负极相连接时的电流。即"开路"相当于电路中加了个无穷大电阻,短路相当于中间没加电阻。开路电压就是去掉电阻时的电压,也就是电源电动势,即电源电压。短路时电流无穷大,电压无穷小。
当然不能置零,如果将其中的独立源置零,网络中失去了激励源作用,就无法求出开路电压Uoc和短路电流Isc了。
如上图中,N为含源二端网络,因此a、b开路时,Uoc存在,短路时Isc存在;如果将其内部独立源置零,则N变为无源二端网络,失去了激励作用,这两个值是无法求出的。
内部独立源置零,是在求其端口的等效电阻(阻抗)时,才会使用到。如果内部没有受控源,现将独立源置零,再采用串并联变换、Y-△变换等,即可求出Req;
如果内部含有受控源,先将独立源置零,然后在端口加电压U,求出输入电流I,则:Req=U/I。——这个称谓加压求流法,电源需要外加。
当然,如果求出了Uoc和Isc,也可以用:Req=Uoc/Isc得到结果。
这是两种不同的方法,不能混淆。
一般蓄电池内阻测量方法:
1、密度法
密度法主要通过测量蓄电池电解液的密度来估算蓄电池的内阻,常用于开口式铅酸电池的内阻测量,不适合密封铅酸蓄电池的内阻测量。该方法的适用范围窄。
2、开路电压法
开路电压法是通过测量蓄电池的端电压来估计蓄电池内阻,精度很差,甚至得出错误结论。因为即使一个容量已经变得很小的蓄电池,再浮充状态下其端电压仍可能表现得很正常
3、测量浮充电压法
浮充电压的设臵对电池的寿命具有相当重要的影响。在理论上要求浮充电压产生的电流量足以补偿电池的自放电。浮充电压过高会引起电池正极腐蚀和失水,使电池容量下降,而浮充电压过低,也会使电池充电不足,引起电池落后,严重时会出现电极硫酸盐化。浮充电压的选择可以根据厂家说明书的要求而设定。
4、直流放电内阻测量法。
根据物理公式R=V/I,测试设备让电池在短时间内(一般为2-3秒)强制通过一个很大的恒定直流电流(目前一般使用40A-80A的大电流),测量此时电池两端的电压,并按公式计算出当前的电池内阻。
这种测量方法的精确度较高,控制得当的话,测量精度误差可以控制在01%以内。
但此法有明显的不足之处:
(1)只能测量大容量电池或者蓄电池,小容量电池无法在2-3秒钟内负荷40A-80A的大电流;
(2)当电池通过大电流时,电池内部的电极会发生极化现象,产生极化内阻。故测量时间必须很短,否则测出的内阻值误差很大;
(3)大电流通过电池对电池内部的电极有一定损伤。
5、交流压降内阻测量法。
因为电池实际上等效于一个有源电阻,因此我们给电池施加一个固定频率和固定电流(目前一般使用1KHZ频率,50mA小电流),然后对其电压进行采样,经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池的内阻值。
交流压降内阻测量法的电池测量时间极短,一般在100毫秒左右,几乎是一按下测量开关就测完了。呵呵。
这种测量方法的精确度也不错,测量精度误差一般在1%-2%之间。
此法的优缺点:
(1)使用交流压降内阻测量法可以测量几乎所有的电池,包括小容量电池。笔记本电池电芯的内阻测量一般都用这种办法。
(2)交流压降测量法的测量精度很可能会受到纹波电流的影响,同时还有谐波电流干扰的可能。这对测量仪器电路中的抗干扰能力是一个考验。
(3)用此法测量,对电池本身不会有太大的损害。
(4)交流压降测量法的测量精度不如直流放电内阻测量法。在某些内阻在线监控的应用中,只能采用直流放电测量法而无法采用交流压降测量法。
6、测试仪器的元件误差及测试用的电池连接线问题。
无论是上述哪一种方法,都存在一些很容易被我们忽视的问题,那就是测试仪器本身的元件误差和用于连接电池的测试线缆问题。因为要测量的电池的内阻很小,线路的电阻就要考虑进去了。一条短短的从仪器到电池的连接线本身也存在电阻(大约也是微欧级),还有电池与连接线的接触面也存在接触电阻,这些因素必须都在仪器的内部事先做好误差调节。
用《模拟电子技术简明教程》(元增民)介绍的开路电压法。
摘掉所有二极管,计算其正向开路电压。那个开路电压大,那个就导通。
(a)图 用熊仔爬山法计算二极管正向开路电压V1+(-V2)=V1-V2=(12-6)V=6V>0,管子导通,输出电压UAo=-12V
(b)图 D1正向开路电压=V1=12V,D2正向开路电压V1+V2=(12+6)V=18V>0,D2优先导通,D1截止。
由于D2导通,输出电压UAo=6V
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