Hallo, das wäre jetzt eher eine Frage für das leider noch nicht existierende Unterforum 'Mathematik und Naturwissenschaften'. Kann man die Kapazität von Akkus zumindest theoretisch auch in Farad angeben? Es gilt ja 1F = (1A * s)/ V Wenn ein 3,6V-Akku 1000mA/h hätte, könnte man das ja auch so auslegen: C = (1A * 3600s)/3,6V [F] = 1000 F Also hätte der Akku eine Kapazität von 1000 Farad?! Es ist natürlich klar, dass beim Aufladen je nach Akkutyp mehr oder weniger viel Energie verloren geht und dass die Akkuspannung nicht konstant ist, aber das soll hier ausgeklammert werden.
>Wenn ein 3,6V-Akku 1000mA/h hätte, könnte man das ja auch so auslegen: >C = (1A * 3600s)/3,6V [F] > = 1000 F No, denn die Ladung des Akkus ist ja nicht "pro Volt", da dessen Spannung im Vergleich zum Kondensator rel. konstant ist.
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Jens G. schrieb: > No, denn die Ladung des Akkus ist ja nicht "pro Volt", da dessen > Spannung im Vergleich zum Kondensator rel. konstant ist. Die einzig wahre Angabe für Leistung in Akkus wäre Wattsekunden...
Nur wenn man erstens die Ladekurve als Ursprungsgerade annähert (wovon sie in der Realität nicht unerheblich abweicht) und zweitens wenn man sich darauf einigt nur den Bereich von 3V bis 4.2V zu nutzen. Dann könnte man auf die Idee kommen in einer ganz kruden Simulation (wenn man z.B. eine Ladeschaltung oder einen Balancer simulieren will) einen Akku mal eben schnell behelfsmäßig als Reihenschaltung aus Kondensator und Widerstand modellieren, das geht aber nur so lange gut wie man nicht auch Effekte berücksichtigen will die darauf beruhen daß es eben in Wirklichkeit doch keine Gerade ist. Hab ich in der Vergangenheit schon mal gemacht, man muss sich aber der Unvollkommenheit dieses kruden Modells bewußt sein und es nur benutzen wenn man weiß ob man damit bereits die Antworten bekommen kann nach denen man sucht.
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OhWeia schrieb: > Die einzig wahre Angabe für Leistung in Akkus wäre Wattsekunden... ...also in Joule. Natürlich könnte man auch die in einem Kondensator gespeicherte Energie in Joule angeben, aber nur unter zusätzlicher Verwendung der Spannung. Auf gut Deutsch: Beide Einheiten passen nicht zueinander.
Hallo, also ich würde nur den Anfangsbereich des voll geladenen Akkus betrachten. Aus der Steigung der initialen Entladungkurve kann man einen vergleichbaren Kondensator berechnen. Wäre ein Vergleich Powercap vs. Akku z.B. bei UMVs. Gruß Michael
Kann man schon, wenn sich der Spannungsverlust im z.B im 100-mV-Bereich bewegt (Ripple), dann ist es vergleichbar. Es gab mal tragbare Batterieradios mit D-Röhren (1,2-1,4 V Heizung direkt, Monozelle oder NiCd), da war beim Netzbetrieb ein NiCd-Akku als Ladekondensator vorgesehen. Das machte die Heizung komplett brummfrei. Fabrikate habe ich vergessen. Gruß - Werner
OhWeia schrieb: > Die einzig wahre Angabe für Leistung in Akkus wäre Wattsekunden... Du meintest sicherlich Energie oder Arbeit, statt Leistung... Weia...
Michael A. schrieb: > also ich würde nur den Anfangsbereich des voll geladenen Akkus > betrachten Und was soll das bringen? Michael A. schrieb: > Aus der Steigung der initialen Entladungkurve kann man einen > vergleichbaren Kondensator berechnen. Und während dein Akku dann bei 11,8 oder 2,7V (je nach Akkutyp) leer ist hätte der vergleichbare Kondensator noch mehr als die Hälfte seiner Kapazität. Davon abgesehen ist die Entladekurve alles andere als eine Gerade und schon gar keine die durch den Ursprung geht. Aber wenn man will kriegt man auch ein Kamel durch ein Nadelöhr.
Besser nicht. Die Kapazität ist definiert mit C = dQ / dU Bei den ursprünglichen Akkuformen (Blei, Nickel-Eisen) war es wünschenswert, dass dU -> 0 ist während des Entladevorgangs. Erst die relativ neuen Akkutechnologien auf Li-Basis zeigen eine ausgeprägte Proportionalität zwischen Klemmspannung und (Rest-)Ladung. Die einzig sinnvolle Neuformulierung der "Kapazität" ist über die gespeicherte Energie in Wattsekunden, Wattstunden, meinetwegen auch in Joule oder Newtonmeter.
Angesichts der starken Spannungsabhängigkeit hochkapazitiver Vielschicht-Kerkos dürfte die Angabe in J/Ws noch kurioser ausgehen, als die der Kapazität selbst.
Udo S. schrieb: > Davon abgesehen ist die Entladekurve alles andere als eine Gerade und > schon gar keine die durch den Ursprung geht. Wenn Du so tust als ob bei leerem Akku (3V) immer noch massenhaft Energie im "Kondensator" ist (die man dann einfach niemals entnimmt), also kurzerhand die Kurve auf der X-Achse so verschieben daß der linke nie genutzte Teil dann durch den Ursprung gehen würde (und wenn man die verbliebenen Beulen auch noch ausbügelt weil sie für die Simulation die man beabsichtigt zufällig nicht relevant sind) dann wär es eine Ursprungsgerade und man könnte einen C und einen Innenwiderstand in Reihe als Modell für den Akku nehmen. Allerdings wenn einem (wie dem OP in Post 1) versehentlich ein mA/h rausrutscht ohne daß es beim Schreiben schon weht tut dann sollte man einen solchen Stunt eher nicht durchführen, dann mangelt es noch ein bisschen an der nötigen Sicherheit beim Überblick und beim Jonglieren mit den Größen.
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Wenn ich eine Exponentialfunktion genügend stauche, drehe, verzerre usw, dann nähert sie sich in bestimmten Bereichen einer quadratische Funktion. Ergo: schmeissen wir die Expopnentialfunktion weg, machen wir jetzt alles mit quadratischen Funktionen? ...
Bernd K. schrieb: > weil sie für die Simulation die > man beabsichtigt Wo hast du gelesen daß es dem TO um eine Simulation geht?
Udo S. schrieb: > Ergo: schmeissen wir die Expopnentialfunktion weg, machen wir jetzt > alles mit quadratischen Funktionen? ... Kommt drauf an was Du annähern willst und wie genau es sein muss. Oft werden irgendwelche krumme Kurven hinter denen abgrundtief komplexe Vorgänge und dementsprechend unergründliche Modelle stehen sollten kurzerhand als Polynom n-ter Ordnung angenähert und man kommt damit davon +-5% bei Zimmertemperatur.
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Udo S. schrieb: > Ergo: schmeissen wir die Expopnentialfunktion weg, machen wir jetzt > alles mit quadratischen Funktionen? ... Taylorreihen-Approximation: https://de.wikipedia.org/wiki/Taylorreihe
Thomas schrieb: > OhWeia schrieb: >> Die einzig wahre Angabe für Leistung in Akkus wäre Wattsekunden... > > Du meintest sicherlich Energie oder Arbeit, statt Leistung... Weia... Oh Weia :D Ja, da hab ich zu schnell losgetippt...
Stefan schrieb: > Kann man die Kapazität von Akkus zumindest theoretisch auch in Farad > angeben? Ladungsmenge = Kapazität * Spannung Das heißt, die im Kondensator gespeicherte Ladungsmenge ist direkt proportional seiner Kapazität und der angelegten Spannung Bei einem geladenen Akku wird die Ladungsmenge nicht größer wenn die Spannung steigt. Bei einem Akku ist diese Beziehung nicht proportional! Ähnliche gilt bei einer Induktivität mit Eisenkern. Steigt der Strom über einen bestimmten Wert, dann läßt sich die in ihr gespeicherte Eergie nicht mehr erhöhen. Auf dieser Seite gibt es einen guten Vergleich zwischen Superkondensatoren, Batterien bzw. Akkus und konventionellen Kondensatoren: https://www.energie-experten.org/erneuerbare-energien/oekostrom/energiespeicher/superkondensator.html Wenn man sich auf den Endzustand GELADEN bezieht, dann könnte eine "Kapazität" angeben, aber man darf "Ladungsmenge = Kapazität * Spannung" nicht als Gleichung auffassen, da diese Beziehung bei einem Akku nicht linear ist. Bei einem Kondensator ist die Kapazität eine Konstante, die nicht von der Spannung und/oder Ladungsmenge abhängig ist und damit die Ladungsmenge direkt propotional zur Spannung ist. Man darf damit rechnen und Ableitungen nach der Zeit durchführen.
GEKU (Gast) schrieb: Datum: 10.04.2019 17:37 >Ladungsmenge = Kapazität * Spannung >Das heißt, die im Kondensator gespeicherte Ladungsmenge ist direkt >proportional seiner Kapazität und der angelegten Spannung >Bei einem geladenen Akku wird die Ladungsmenge nicht größer wenn die >Spannung steigt. >Bei einem Akku ist diese Beziehung nicht proportional! Das wird ja immer bunter hier .... Die Kapazität eines Kondensators ist praktisch eine spezifische Eigenschaft des Kondensatiors. Und zwar eine Beziehung Ladungsmenge pro Spannung, die für einen Kondensator immer gleich bleibt (theoretisch). Sozusagen die spezifische Ladungsmenge. In einen theoretischen Kondensator könnte man beliebig viel Ladung reinpumpen, wobei die Spannung dann entsprechend der Kapazitätsbeziehung linear mit ansteigt. Da gibt's kein absolutes Fassungsvermögen wie beim Akku. Beim Akku dagegen gibt's diese Abhängigkeit gar nicht, schon deswegen, weil Kapazität im Akkubereich ohnehin ein falsch gewählte Begriff ist (als Oberbegriff dafür bzw. im Sinne von Fassungsvermögen aber ok). Eigentlich sollte es einfach Ladungsmenge heisen (I*t), aber da der Begriff etwas sperrig für das gemeine Volk ist, hat sich der Begriff Kapazität eingebürgert. KApazität bei Akku und bei Kondensator sind also zwei völlig unterschiedliche Sachverhalte, die nicht wie vom TO gleichgesetzt werden dürfen.
Jens G. schrieb: > KApazität bei Akku und bei Kondensator sind also > zwei völlig unterschiedliche Sachverhalte, die nicht wie vom TO > gleichgesetzt werden dürfen. Wie bereits oben gesagt: Die in einem Akku gespeicherte Energie- menge und die Kapazität eines Kondensators haben zwei völlig verschiedene Einheiten. Das ist so, als wenn man fragen würde: Wieviel Volt hat ein Watt?
Jens G. schrieb: > Kapazität ist im Akkubereich ohnehin ein falsch gewählte Begriff > (als Oberbegriff dafür bzw. im Sinne von Fassungsvermögen aber ok). > Eigentlich sollte es einfach Ladungsmenge heisen (I*t), aber da der > Begriff etwas sperrig für das gemeine Volk ist, hat sich der Begriff > Kapazität eingebürgert. Jdfs. eine Bezeichnung, aber voellig unterschiedliche Bedeutungen. Jens G. schrieb: > KApazität bei Akku und bei Kondensator sind also > zwei völlig unterschiedliche Sachverhalte, die nicht wie vom TO > gleichgesetzt werden dürfen. Das liegt einfach daran, daß Akku und Kondensator nicht dasselbe ist. Ich vergleiche nochmal kurz die fuer den TO relevanten Parameter... Akkumulator ideal; nichtideal: Kapazitaet, Konstantspannung(!);| n/ideal variiert Ua von X bis Y. (Ueberladung & Tiefentladung außen vor: Es gibt leer ---&--- voll.) Kondensator ideal; nichtideal: Kapazitaet(.);| n/ideal = begrenzte Spannungsfestigkeit (Energieinhalt ideal unbegrenzt steigerungsfaehig - via Erhoehung der Spannung.) Die Eigenschaften der 2 versch. Prinzipien sind so unterschiedlich, daß eben auch rein_theoretisch nichts "'bei 'rueberkommen kann". Warum_auch sollten sich deren Eigenschaften nahezu gleichen (oder auch nur aehneln, so daß der Unsinn etwas schwerer erkennbar waere)? Es handelt sich einfach um 2 grundverschiedene Dinge dabei - Punkt.
Udo S. schrieb: > Michael A. schrieb: >> Aus der Steigung der initialen Entladungkurve kann man einen >> vergleichbaren Kondensator berechnen. > > Und während dein Akku dann bei 11,8 oder 2,7V (je nach Akkutyp) leer ist > hätte der vergleichbare Kondensator noch mehr als die Hälfte seiner > Kapazität. Immer noch falsch. Der Kondensator hat dann immer noch die gleiche Kapazität. Die Kapazität ändert sich nicht bei Ladung oder Entladung (zumindest für ideale Kondensatoren). Was sich ändert, ist die im Kondensator noch enthaltene Ladungsmenge. Und die noch enthaltene Energie. Die Verwirrung kommt wohl daher, daß bei Akkus von Kapazität gesprochen wird, obwohl das physikalisch eigentlich eine Ladungsmenge ist.
Axel S. schrieb: > Immer noch falsch. Der Kondensator hat dann immer noch die gleiche > Kapazität. Sch... Sorry, das sollte natürlich "Ladung" heissen, nicht Kapazität. Danke für die Richtigstellung. Vieleicht kann ein Mod das abändern oder den Nonsens löschen.
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Man kann, analog zum differentiellen Widerstand dU/dI von Dioden und anderen nichtlinearen Bauteilen, eine differentielle Kapazität dQ/dU definieren, die auf alle (auch nichtlinearen) Ladungsspeicher anwendbar ist.
Yalu X. schrieb: > eine differentielle Kapazität dQ/dU > definieren, die auf alle (auch nichtlinearen) Ladungsspeicher anwendbar > ist. Mathematisch kann man viel definieren, aber wozu soll das gut sein? Bei manchen Akkus nimmt beim Laden, wenn sie voll sind, die Spannung sogar wieder ab - d.h. deine differentielle Kapazität wird zuerst unendlich und dann negativ. Georg
georg schrieb: > Mathematisch kann man viel definieren, aber wozu soll das gut sein? Bei > manchen Akkus nimmt beim Laden, wenn sie voll sind, die Spannung sogar > wieder ab - d.h. deine differentielle Kapazität wird zuerst unendlich > und dann negativ. Weil diese differenzielle Kapazität die Speicherung der Energie im elektrischen Feld beschreibt. Akkumulatoren und Batterien speichern die Energie über chemische Bindung.
georg schrieb: > Bei > manchen Akkus nimmt beim Laden, wenn sie voll sind, die Spannung sogar > wieder ab Dann kann man für solche Akkus natürlich dieses Modell nicht benutzen. Aber zum Beispiel die CCCV-Ladung und Ladeschlusserkennung bei LI-Ion kann man mit diesem simplen Modell ausreichend gut simulieren oder auch das Balancen von Li-Ion-Serienschaltungen.
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