Existe-t-il des batteries à courant constant? Sinon, pourquoi pas? Sinon, pourquoi ne sont-ils pas très courants sur le marché?
Je ne parle pas d'une source de courant idéale. Mais ce devrait être une source de courant constant pour quelques plages de valeurs (charge, tension ou autre). "Source 1mA avec une tension aux bornes maximale de 20V" ou quelque chose comme ça (je ne suis pas sûr des spécifications).
Réponses:
Russell est à la pointe des batteries électrochimiques conventionnelles, AFAIK, ce qui est logique car l'électrochimie fonctionne sur les tensions.
Cependant, il y a quelque chose qui est considéré comme une batterie qui produit intrinsèquement un courant constant. Voir cette présentation .
Les cellules bétavoltaïques sont basées sur des sources de radio-isotopes telles que le tritium. Il existe même des produits commerciaux, bien que leur site ne précise pas les caractéristiques IV.
Existe-t-il des batteries à courant constant?
["Batterie" utilisée pour "cellule" dans de nombreux endroits ci-dessous]
Essentiellement, non.
Une batterie pourrait facilement être fabriquée avec cette caractéristique en ajoutant de l'électronique dans le boîtier de la batterie, et `` pour des points supplémentaires '', on pourrait en concevoir un qui ferait électrochimiquement un bon travail de limitation de courant à un courant maximum conçu, qui serait alors un courant constant batterie. Mais, ces appareils sont rares ou inexistants.
Une batterie peut être conçue pour approximer une source de courant constant en ajoutant une résistance série - plus la résistance est grande, meilleure est l'approximation - et plus le courant est faible. Ainsi, les batteries très déchargées, avec des résistances internes élevées, sont de meilleures approximations des sources de courant constant que celles entièrement ou partiellement chargées.
Une cellule photovoltaïque chargée au-delà de son point de puissance maximale agit également comme un appareil à courant constant. Que cela soit considéré comme une "batterie" est discutable.
Image de Wikipédia - MPPT
Caractéristiques V / I d'une "cellule solaire". Ici, pour des tensions inférieures à environ 0,35 V, à mesure que la charge augmente, la tension chute à environ un courant constant. Famille de lignes shjow à différents niveaux d'éclairage.
Les batteries ne sont PAS non plus des appareils à tension constante (voir ci-dessous)
Sinon pourquoi?
Réponse simple: il existe de bien meilleures façons de mettre en œuvre des sources d'énergie à courant constant lorsque cela est nécessaire.
Une batterie est essentiellement une source d'énergie avec un profil de tension et de courant défini sur toute sa plage de décharge. À l'exception des cellules de référence extrêmement spécialisées telles que la "cellule Weston" qui sont conçues pour être des sources de tension constante, les batteries ne sont pas non plus des sources de tension constante - leur tension diminue à la fois avec l'augmentation de la charge et la diminution de l'état de charge. Alors qu'une batterie peut être optimisée pour produire une courbe tension / décharge plus plate, l'objectif principal habituel dans la conception de la batterie est d'optimiser un certain mélange de densité d'énergie *, densité de puissance *, taux de décharge, taux de recharge, longévité et rentabilité. [* Les deux par masse et par volume]. La constance de la tension de décharge est utile mais a tendance à se classer en dessous de la plupart de ces autres facteurs.
L'approvisionnement en énergie à courant constant est beaucoup moins utile et susceptible d'être encore moins efficace en termes des paramètres de conception habituels mentionnés ci-dessus.
Lorsqu'une source de courant constant est requise, elle peut être mise en œuvre électroniquement de manière à optimiser un certain mélange de précision, d'efficacité énergétique et de coût selon les besoins - et le résultat sera bien meilleur que ce qui pourrait être obtenu par voie électrochimique. Cela permet d'optimiser la conception de la batterie pour ses capacités d'approvisionnement en énergie.
Une source de courant constant a, par définition, une tension de circuit ouvert élevée et fonctionne à une tension de sortie faible ou nulle si nécessaire lorsqu'elle est fortement chargée. L'efficacité énergétique d'un produit électrochimique avec cette caractéristique serait abyssale à de faibles résistances de charge car la majorité de l'énergie produite devrait être dissipée dans la batterie. La seule alternative serait de réduire en quelque sorte le potentiel électrique des "réactions motrices" lorsque le courant de charge dépasse le courant de conception. Les alchimistes ont peut-être pu y parvenir, mais la science moderne peut être mise au défi.
En relation:
Cellules à tension constante:
Wikipédia - Weston Cell
Ugly truck
C'est peut-être de la triche, mais toute batterie avec une résistance interne très élevée connectée à une charge avec une résistance proportionnellement plus faible est une bonne source de courant constant. Le schéma illustre un exemple quelque peu extrême:
Le courant est principalement limité par la résistance de la série 9,9M et les changements de résistance de charge ont peu d'effet. Même si la charge comprend des sources de tension inférieures à 10 V, le courant est constant à 1% près.
Les batteries sont normalement de très bonnes sources de tension car leur résistance interne est conçue pour être assez faible. Leur sortie diminuera avec la charge délivrée, mais la faible résistance interne n'entraîne pas beaucoup de variation de la tension de sortie avec la résistance de charge tant que la résistance de charge est grande par rapport à la résistance interne.
Une source de courant constant beaucoup plus simple et assez précise peut être fabriquée à partir d'un amplificateur d'instrumentation avec une résistance en série avec la sortie et le côté éloigné lié à l'entrée REF. L'amplificateur essaiera de maintenir une tension constante aux bornes de la résistance, ce qui entraînera un courant constant à travers elle qui peut être dirigé vers la charge