Извините, если я странно формулирую этот вопрос. Я использую батарею 3,7 В, и мой микроконтроллер контролирует напряжение и переходит в спящий режим, если напряжение батареи слишком низкое. Проблема в том, что он считывает более низкое напряжение, чем показывает батарея, если я отсоединяю его и проверяю с помощью мультиметра. Например, мой микроконтроллер будет показывать 3,65 В, когда мой мультиметр будет считывать мою отключенную батарею при 3,8 В. Мой микроконтроллер считывает напряжение неправильно или я должен рассматривать напряжение под нагрузкой, которое мой микроконтроллер читает как фактическое напряжение?

Да, это становится ниже.

Эффект, который вы видите, называется внутренним сопротивлением :

Практический источник электропитания, который представляет собой линейную электрическую цепь, может быть <...> представлен как идеальный источник напряжения, включенный последовательно с полным сопротивлением. Этот импеданс называется внутренним сопротивлением источника.

Проще говоря, аккумулятор не является идеальным источником напряжения. Типичная батарея (т.е. неидеальный источник напряжения ) будет выглядеть так:

То, что вы измеряете, это напряжение между клеммами A и B. Согласно закону Ома:

• Когда нет цепи, вы можете себе представить ваш вольтметр внутреннего сопротивление серии $R_{volt}$ берет на себя роль $R$ . Однако $R_{volt}$ обычно настолько велико (десятки или сотни мегом) по сравнению с $r$ (обычно доли ом), что $\frac{R_{volt}}{R_{volt}+r}$ стремится к 1, следовательно, измеренное напряжение холостого хода стремится к внутреннему (истинному) напряжению батареи$E$ .

• Когда это замкнутый контур с эквивалентным последовательным сопротивлением $R$ , можно будет видеть , что измеренное напряжение $U_{AB}$ падает пропорционально$R$

Таким образом, падение напряжения является реальным - измеренное напряжение , что получает ваш груз. Чем больше ток, который он потребляет от батареи, тем ниже напряжение, которое он получает.

Когда аккумулятор открыт, вы измеряете напряжение открытого элемента. Когда батарея находится в системе, это напряжение закрытого элемента под нагрузкой. Вы понижаете некоторое напряжение на внутреннем импедансе батареи, потому что ваша система потребляет ток во время измерения (поэтому на клеммах напряжение действительно ниже). Таким образом, оба измерения MCU и мультиметр являются правильными, разница в том, что мультиметр имеет нагрузку> 1 МОм, тогда как MCU намного ниже (поскольку, вероятно, потребляет не менее мАс мощности).

Может быть другой эффект в игре. Батареи действительно проявляют явление восстановления, при котором, если оставить открытый элемент без нагрузки, некоторое напряжение восстановится через некоторый промежуток времени.

Каждая батарея имеет определенную величину выходного сопротивления. Что произойдет, если ток протекает через резистор? Да, падение напряжения! Таким образом, чем больше ток вы получаете от батареи, тем ниже выходное напряжение.

Это верно для всех источников питания

Действительно, батареи падают свое напряжение при загрузке. Так же как и все остальное .

Основной виновник - закон Ома, E = IR, где падение напряжения на любом проводнике пропорционально его потребляемой силе тока.

Часть провисания батареи химическая, но часть - это просто сопротивление закона Ома его внутренних компонентов.

Предположим, у вас есть безумная игровая установка с 4 параллельными видеокартами, комбо тянет 1000 ватт при игре . Но он просто сидит на рабочем столе Windows и тянет только 100 Вт. Кабели питания имеют напряжение 20 А при 5 В и падают на 0,01 В, поэтому карты получают 4,99 Вольт. (Провода 2000 сименс == 1/2000 Ом.)

При такой небольшой нагрузке блок питания переменного тока неэффективен и имеет низкий коэффициент мощности, поэтому он потребляет 240 В или 2 А от сети 120 В. Отвод ответвления от панели падает на 0,4 Вольт. Проводимость 5 Сименс == 1/5 Ом.

Теперь вы запускаете свою самую требовательную игру. При напряжении 200 А при напряжении 5 В одни только резистивные потери в проводке вашего ПК возрастают до 0,1 Вольт. Таким образом, карты получают 4,90 вольт. Это капля.

Между тем, блок питания потребляет 10 А (1200 ВА) от сети переменного тока. Падение напряжения в проводке, как ожидается, возрастает до 2,0 В, поэтому напряжение на источнике питания составляет 118 В. Скорее всего, импульсный источник питания потребляет на ток больше тока для компенсации, в противном случае его выходное напряжение также будет падать.

На безопасном основании ток не подается, поэтому он не падает. Измеряется с земли, нейтраль составляет 1 вольт, а горячая - 119 вольт. И мы можем использовать это, чтобы подтвердить правильность подключения. Это как указатель на динамометрическом ключе, он не сгибается.

Конечно, подобные падения происходят на всем пути назад к силовой установке. Там повышенная нагрузка (в амперах) снижает напряжение из-за внутреннего сопротивления генератора, а также из-за мощности турбины. VA = W. Если A выходит за пределы спецификации, V должно уменьшиться пропорционально, чтобы W мог оставаться в пределах способности турбины. Наличие турбинного болота и замедление не вариант, потому что это мощность переменного тока и должна оставаться в синхронизации.

Все батареи имеют эффект памяти в разряженном состоянии, так что они медленно возвращаются к предыдущему напряжению после короткой импульсной нагрузки. Существует также кратковременное быстрое падение напряжения из-за нагрузки ESR * I = ΔV.

Таким образом, оба измерения должны быть выполнены одновременно, чтобы проверить калибровку на наличие ошибок и учесть количество порогов гистерезиса, необходимых для предотвращения колебаний сна, циклов пробуждения.

Постоянная времени эффекта памяти может составлять от нескольких до многих минут в зависимости от тока утечки «без нагрузки» после нагрузки.

Из-за этих комбинированных эффектов, которые могут быть рассчитаны для данной ячейки (ΔV = ESR * V / Rload + t / ESR * C2), напряжение отсечки часто понижается, чтобы захватить заряд, хранящийся в емкости памяти C2, пока вы ее знаете возвращается к безопасному порогу Vmin. Быстрое старение батареи происходит в течение времени ниже порогового значения Vmin.

Посмотрите таблицу данных батареи для деталей.

Падение напряжения происходит из-за внутреннего сопротивления батареи, вступающей в игру, поэтому вы увидите падение напряжения на величину i * r (где i - текущий ток, а r - внутреннее сопротивление батареи).

Новая батарея будет иметь гораздо меньшее падение напряжения, чем у вас. У старой, изношенной или поврежденной литиевой батареи внутреннее сопротивление гораздо выше, чем у новой батареи. Он поврежден, если он был полностью заряжен в течение более нескольких месяцев, если он был разряжен слишком низко или если у него было слишком много циклов зарядки-разрядки.

В то время как все остальные ответы великолепны и рассказывают то, что я бы сказал вам (напряжение батареи на самом деле становится ниже, когда есть нагрузка), я бы хотел кое-что добавить:

Причиной падения напряжения является «внутреннее сопротивление». Я хочу упомянуть, что модель внутреннего сопротивления - это ПРОСТО МОДЕЛЬ, которая очень хорошо работает при моделировании свойств источника напряжения, и в то же время проста и легка для расчета.

На самом деле все сложнее. Сопротивление внутренних компонентов батареи, через которые должен проходить ток (я намеренно не называю это «внутренним сопротивлением», потому что это термин из вышеупомянутой модели), играет роль, но это не единственная роль. В большинстве батарей происходит химическая реакция, которая разделяет заряды на некотором пограничном слое. Эта химическая реакция следует законам статистической физики. Это останавливается, когда ( химическое равновесиедостигнуто Разделение зарядов генерирует напряжение, которое вы можете измерить, и это напряжение является фактором химического равновесия (чем выше напряжение, тем меньше разделение происходит для создания новой пары разделенных зарядов). Теперь, когда вы подключаете нагрузку, вы снимаете заряд с постоянными интервалами (потому что есть электрический ток). Если система достигнет ситуации равновесия сейчас, количество разделенных зарядов и напряжения будет меньше (потому что должно быть создано больше зарядов).

Напряжение аккумулятора обычно не падает только потому, что подключена нагрузка. Но измеренное напряжение имеет тенденцию падать

Вот что вы должны знать об измерениях напряжения

Вольтметр использует резистор с очень высоким сопротивлением. В идеале это бесконечно. Вольтметр измеряет напряжение на этом резисторе.

Поэтому, когда вы подключаете батарею к вольтметру, внутреннее сопротивление батареи незначительно по сравнению с сопротивлением вольтметра. Таким образом, большая часть падения напряжения происходит через сопротивление вольтметра, а не через внутренний резистор аккумулятора. Следовательно, вы измеряете правильное напряжение.

Тем не менее, ваш микроконтроллер может иметь сопротивление не слишком высокое. Если батарея имела внутреннее сопротивление, скажем, 1 миллиОм, а вольтметр использовал резистор 24000 Ом, эта ошибка ожидается.