Quanto tempo levará para ficar totalmente sem energia por duas baterias A23 (12 volts cada) em um circuito serial com 6 leds?
On Fevereiro 13, 2021 by adminEstou conectando 6 LEDs em série com duas baterias de 12 volts. Cada LED precisa de 3,2 volts e 20 mA de corrente.
I ” estou usando duas baterias alcalinas máximas de 12 volts (A23 LR23) e o ATC é o fabricante.
Tentei calcular a vida útil das baterias conforme mostrado abaixo (tirado de um site):
Para descobrir quanta energia vou usar. Multipliquei os watts pelo número de horas para obter os watts-hora. Portanto, bateria de 12 V avaliada (? Google search) 1,2 Ampere-hora, então a energia é:
12 V * 1,2 Ampère-hora (bateria) * 2 baterias = 28,8 Watt-hora
Os LEDs funcionam a 3,2 V e usam 20 mA cada. Portanto,
3,2 volt * 6 leds (cada um precisa de 3,2 volt e corrente de 20 mA) * (20/1000) Amp = 0,384 Watt
E finalmente a bateria dura:
28,8 watt-hora / 0,384 watt = 37,5 horas
Este cálculo está correto? Se não, é possível me ajudar a corrigir meu erro?
Comentários
- Encontrei a solução neste site: oznium.com/12v-led-battery-holder Desculpe por não pesquisar corretamente.
- A capacidade do LR23 é duas ordens de magnitude menor que 1,2Ah. Se você tirar 40mAh deles, você ' terá sorte. Seu string led durará menos de 2 horas
- Você ' não está mencionando resistores em série para o LED ' s de forma alguma. Você está ciente de que precisa deles em quase todas as configurações e certamente nesta?
- Estava pensando em usar resistores para esta configuração. Agora eu ' vou repensar a configuração. Obrigado pela sugestão.
Resposta
A configuração em sua resposta é ruim.
Primeiro, você deve colocar duas baterias em paralelo, o que não deveria, porque suas tensões nunca são exatamente as mesmas. Sua baixa resistência interna causará uma corrente de uma bateria para a outra. Portanto, alimente três LEDs de uma bateria , e os outros três do outro.
Então você coloca todos os LEDs em paralelo, o que significa que você perde (12 V – 3,2 V) x 20 mA = 176 mW por LED em seu resistor em série, enquanto o O próprio LED usa apenas 64 mW. A perda total de energia é superior a 1 W. Isso se deve à grande diferença de tensão entre a bateria e o LED. A melhor maneira de obter uma resistência mais longa é manter as perdas nos resistores em série o mais baixo possível. Portanto, é melhor colocar duas vezes três LEDs em série, de modo que sua corrente total seja de 40 mA em vez de 120 mA. A perda de energia nos resistores em série é então (12 V – 3 x 3,2 V) x 20 mA = 45 mW por 3 LEDs, ou 96 mW no total. Isso é menos de 10% da perda de energia para todos os LEDs em paralelo.
Então suas baterias durarão 100 mAh / 40 mA = 2,5 horas ou 150 minutos. Isso é bastante ideal. A capacidade das baterias ” é 1200 mWh, e os LEDs consomem 384 mW, portanto, com uma conversão ideal, você pode obter um pouco mais de 3 horas com eles. Mas a conversão mais eficiente usando um regulador de corrente de comutação proporcionará uma eficiência de 85%, e então você ganhará apenas 9 minutos extras.
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A voltagem de uma bateria alcalina cai rapidamente em 10-15% , e então permanece mais constante por uma grande parte do ciclo de descarga. Então, ou você calcula os resistores para uma corrente maior no início e 20 mA para o resto, ou para 20 mA no início, e uma corrente mais baixa mais tarde . A última solução proporcionará uma vida útil mais longa da bateria, mas um pouco menos de brilho.
jippie sugere o uso de um switcher de qualquer maneira para obter mais das baterias, e isso ” um pensamento. Você terá que colocar as baterias em série para obter 24 V para permitir uma queda de tensão o mais alta possível. A maior proporção Vin / Vout do switcher o tornará menos eficiente, mas no geral você deve obter algum tempo extra com as baterias .
Comentários
- E além disso tenho algumas dúvidas sobre a impedância interna dessas baterias … serão capazes de fornecer 40mA?
- Bom ponto sobre serialização. Você ganhou ' o conversor de ser capaz de descarregar as baterias muito mais profundamente e, portanto, aumentar a eficiência? Duvido que em uma configuração como esta você ' poderei extrair 1200mAh completos das baterias, mas nunca tentei.
- @jippie – Sim, o conversor obterá mais energia com ele, também porque a corrente já vai cair no início apenas com os resistores. Mas você ' terá que colocar as baterias em série para permitir que diminuam, e então mudar de 24 V para 9,6 V é novamente menos eficiente do que de 12 V a 9,6 V.
- Obrigado stevenvh pela resposta abrangente. Eu ' seguirei seu conselho.
Resposta
Aqueles quem está interessado: Primeiro, precisamos saber os miliamperes-hora da bateria.
Porque sabemos que:
mAh da bateria / consumo de corrente dos LEDs = aproximadamente quanto tempo as baterias duram
Sabe-se que: Pacote de 8 pilhas tamanho AA: cerca de 2.000 mAh
1 bateria tamanho 23A: cerca de 50 mAh
1 bateria tamanho 27A: cerca de 20 mAh
mAh de 2 baterias de 12 volts A23 = 50mAh * 2 = 100mAh
consumo de corrente de 6 LEDs = 20mA * 6 = 120mA
Portanto, as baterias duram aproximadamente:
100 mAh / 120mA = 0,833 hora ou (0,833 * 60 minutos) = 49,98 minutos (aprox.)
Comentários
- Não, 0,833 hora é aproximadamente. Se você calcular 100/120 * 60, obterá 50 exatos. E mesmo que o resultado de um cálculo seja 49,9814574, você não ' diz 49,98 aproximadamente, você dirá 50 aproximadamente.
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