Existem baterias de corrente constante?

Existem baterias de corrente constante? Se não, por que não? Senão, por que eles não são muito comuns no mercado?

Não estou falando de uma fonte atual ideal. Mas deve ser uma fonte de corrente constante para poucos valores (carga, tensão ou algo assim). "Fonte de 1mA com tensão máxima de terminal de 20V" ou algo assim (não tenho certeza sobre as especificações).

Russell é especialista em baterias eletroquímicas convencionais, AFAIK, o que faz sentido porque a eletroquímica funciona com tensões.

No entanto, há algo que é considerado uma bateria que produz inerentemente uma corrente constante. Veja esta apresentação .

As células betavoltaicas são baseadas em fontes de radioisótopos, como o trítio. Existem até alguns produtos comerciais, embora não seja claro no site quais são as características IV.

Existem baterias de corrente constante?

["Bateria" usada para "célula" em muitos lugares abaixo]

Essencialmente, não.

Uma bateria poderia ser facilmente fabricada com essa característica adicionando componentes eletrônicos no compartimento da bateria e, para "pontos extras", poderia ser concebido um que eletroquimicamente fizesse um bom trabalho de limitação de corrente em uma corrente máxima projetada, que seria uma corrente constante bateria. Mas, esses dispositivos são raros ou inexistentes.

Uma bateria pode ser fabricada para aproximar uma fonte de corrente constante adicionando uma resistência em série - quanto maior a resistência, melhor a aproximação - e menor a corrente. Portanto, baterias muito descarregadas, com altas resistências internas, são melhores aproximações de fontes de corrente constante do que as carregadas total ou parcialmente.

Uma célula fotovoltaica carregada além do seu ponto de potência máximo também atua como um dispositivo de corrente constante. Se isso se qualifica como uma "bateria" é discutível.

Imagem da Wikipedia - MPPT

Características V / I de uma "célula solar". Aqui, para tensões abaixo de 0,35 V, à medida que a carga aumenta, a tensão cai aproximadamente na corrente constante. Família de linhas shjow de saída em vários níveis de luz.

As baterias também NÃO são dispositivos de tensão constante (veja abaixo)

Se não, por quê?

Resposta simples: Existem maneiras muito melhores de implementar fontes de energia atuais constantes, quando necessário.

Uma bateria é essencialmente uma fonte de energia com um perfil definido de tensão e corrente em toda a sua faixa de descarga. Com exceção de células de referência extremamente especializadas, como a "Weston Cell", projetadas para serem fontes de tensão constante, as baterias também não são fontes de tensão constante - sua tensão diminui com o aumento da carga e com o estado de carga decrescente. Embora uma bateria possa ser otimizada para produzir uma curva mais plana de tensão versus descarga, o objetivo principal usual no design da bateria é otimizar um mix de densidade de energia *, densidade de potência *, taxa de descarga, taxa de recarga, longevidade e relação custo-benefício. massa e por volume]. A constância da tensão de descarga é útil, mas tende a ficar abaixo da maioria desses outros fatores.

O fornecimento constante de energia atual é muito menos útil e pode ser ainda menos eficiente em termos dos parâmetros de projeto usuais mencionados acima.

Quando uma fonte de corrente constante é necessária, ela pode ser implementada eletronicamente de maneira a otimizar uma combinação de precisão, eficiência energética e custo, conforme necessário - e o resultado será muito melhor do que o alcançado eletroquimicamente. Isso permite que o design da bateria seja otimizado por suas capacidades de fornecimento de energia.

Uma fonte de corrente constante possui, por definição, uma alta tensão de circuito aberto e opera com pouca ou nenhuma tensão de saída, se necessário, quando carregada pesadamente. A eficiência energética de um produto eletroquímico com essa característica seria péssima com baixas resistências de carga, pois a maior parte da energia produzida precisaria ser dissipada dentro da bateria. A única alternativa seria, de alguma forma, reduzir o eletro-potencial das "reações de condução", pois a corrente de carga excedeu a corrente de projeto. Os alquimistas podem ter conseguido isso, mas a ciência moderna pode ser desafiada.

Palavras-chave:

Células de tensão constante:

Wikipedia - Caminhão feio da Weston Cell

• Célula Weston - referência de tensão constante: O projeto original era uma célula de cádmio saturado produzindo uma referência conveniente de 1,018638 Volt e tinha a vantagem de ter um coeficiente de temperatura mais baixo do que a célula Clark usada anteriormente. O coeficiente de temperatura pode ser reduzido mudando para um projeto não saturado, o tipo predominante atualmente. No entanto, a produção de uma célula não saturada diminui cerca de 80 microvolts por ano, o que é compensado pela calibração periódica contra uma célula saturada.

Wikipedia - Clark Cell

• A célula Clark, inventada pelo engenheiro inglês Josiah Latimer Clark em 1873, é uma célula química úmida (coloquialmente: bateria) que produz uma voltagem altamente estável. Em 1893, a produção da célula de Clark a 15 ° C foi definida pelo Congresso Internacional de Eletricidade como 1.434 volts, e essa definição tornou-se lei nos Estados Unidos em 1894. Essa definição foi posteriormente substituída por uma baseada na célula de Weston. 1

Talvez isso seja trapaça, mas qualquer bateria com uma resistência interna muito alta conectada a uma carga com uma resistência proporcionalmente mais baixa é uma boa fonte de corrente constante. O esquema ilustra um exemplo um tanto extremo:

A corrente é limitada principalmente pela resistência da série 9.9M e as alterações na resistência da carga têm pouco efeito. Mesmo que a carga inclua fontes de tensão menores que 10V, a corrente é constante dentro de 1%.

As baterias são normalmente boas fontes de tensão, porque sua resistência interna foi projetada para ser bastante baixa. Sua saída diminuirá com a carga fornecida, mas a baixa resistência interna não resulta em muita variação na tensão de saída com resistência à carga, desde que a resistência da carga seja grande em comparação com a resistência interna.

Uma fonte de corrente constante muito mais simples e bastante precisa pode ser feita a partir de um amplificador de instrumentação com um resistor em série com a saída e o lado oposto ligados à entrada REF. O amplificador tentará manter uma tensão constante através da resistência, resultando em uma corrente constante através dele que pode ser direcionada para a carga