Kapazität eines Lithium-Ionen-Akkus mit ESP32 ermitteln?

Question

Kapazität eines Lithium-Ionen-Akkus mit ESP32 ermitteln?

Antwort

Verwandte Fragen

Wie viele mAh entsprechen 120 Wh bei 10,8 V?

Gibt es einen Akku mit 4,2V, 700mAh und ca. 3 x 1,5 x 0,6 cm Größe?

Funktion eines Kondensators?

Was sind Kapazitäten und Induktivitäten in einem Gleichstromkreis?

Berechne die Kapazität eines Kondensators mit 200 Volt Spannung und 0,4 mC Ladung.

Wie hoch ist die Gesamtkapazität Cges gegeben C1=84μF, C2=41μF, C3=105μF, C4=65μF, C5=50μF, C6=17μF, C7=127μF?

Eigenschaften von Kondensatoren

Welche Kapazität muss zu 10 Mikrofarad parallel oder in Reihe geschaltet werden, um 15 Mikrofarad bzw. 5 Mikrofarad zu erhalten?

Accepted Answer

Um die Kapazität eines Lithium-Ionen-Akkus mit einem ESP32 zu ermitteln, kannst du folgende Schritte durchführen: 1. **Spannungsmessung**: Verwende den ADC (Analog-Digital-Wandler) des ESP32, um die Spannung des Akkus zu messen. Achte darauf, dass die Spannung innerhalb des zulässigen Bereichs des ADC liegt (0-3,3 V). Möglicherweise musst du einen Spannungsteiler verwenden. 2. **Strommessung**: Um den Strom zu messen, kannst du einen Shunt-Widerstand in Reihe mit dem Akku verwenden und die Spannung über diesem Widerstand messen. Der Strom kann dann mit dem Ohmschen Gesetz (I = V/R) berechnet werden. 3. **Zeitmessung**: Um die Kapazität zu bestimmen, musst du die Zeit messen, während der der Akku entladen wird. Dies kann durch einen Timer im ESP32 erfolgen. 4. **Berechnung der Kapazität**: Die Kapazität (in mAh) kann berechnet werden, indem du den gemessenen Strom (in mA) mit der Zeit (in Stunden) multiplizierst. Die Formel lautet: \[ \text{Kapazität (mAh)} = \text{Strom (mA)} \times \text{Zeit (h)} \] 5. **Kalibrierung**: Stelle sicher, dass deine Messungen kalibriert sind, um genaue Ergebnisse zu erhalten. Beachte, dass die Kapazität eines Akkus auch von der Entladerate und der Temperatur abhängt. Es ist ratsam, die Messungen unter kontrollierten Bedingungen durchzuführen.

Accepted Answer

Um Wattstunden (Wh) in Milliamperestunden (mAh) umzurechnen, nutzt du folgende Formel: \[ \text{mAh} = \frac{\text{Wh} \times 1000}{\text{V}} \] Setze die Werte ein: \[ \text{mAh} = \frac{120 \time... [mehr]

Accepted Answer

Um Wattstunden (Wh) in Milliamperestunden (mAh) umzurechnen, nutzt du folgende Formel: \[ \text{mAh} = \frac{\text{Wh} \times 1000}{\text{V}} \] Setze die Werte ein: \[ \text{mAh} = \frac{120 \times 1000}{10,8} \] \[ \text{mAh} = \frac{120000}{10,8} \approx 11.111 \text{ mAh} \] **Antwort:** 120 Wh bei 10,8 V entsprechen etwa **11.111 mAh**.

Accepted Answer

Ein Akku mit den von dir gewünschten Spezifikationen (4,2 V Ladeschlussspannung, 700 mAh Kapazität und den Maßen ca. 3 × 1,5 × 0,6 cm) ist sehr speziell und nicht weit verb... [mehr]

Accepted Answer

Ein Akku mit den von dir gewünschten Spezifikationen (4,2 V Ladeschlussspannung, 700 mAh Kapazität und den Maßen ca. 3 × 1,5 × 0,6 cm) ist sehr speziell und nicht weit verbreitet. Hier einige Hinweise: **1. Spannung:** 4,2 V ist die typische Ladeschlussspannung einer einzelnen Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Zelle. Die Nennspannung solcher Zellen liegt meist bei 3,6 V oder 3,7 V. **2. Kapazität und Größe:** Die von dir genannten Maße (3 cm × 1,5 cm × 0,6 cm) entsprechen sehr kleinen Akkus. In dieser Größe gibt es sogenannte LiPo (Lithium-Polymer)-Akkus, aber 700 mAh ist für diese Größe schon am oberen Limit. **3. Verfügbarkeit:** Solche Akkus werden oft in kleinen Elektronikgeräten, Fitness-Trackern oder Mini-Drohnen verwendet. Sie werden meist als "Lithium-Polymer Akku" oder "LiPo Akku" angeboten. **Beispiel für eine mögliche Bezeichnung:** Ein LiPo-Akku mit der Bezeichnung „301560“ (3,0 mm dick, 15 mm breit, 60 mm lang) wäre zu lang. Ein „301530“ (3,0 mm dick, 15 mm breit, 30 mm lang) käme deinen Maßen näher, aber die Kapazität liegt meist bei 100–200 mAh. **Fazit:** Ein LiPo-Akku mit 700 mAh und den Maßen 3 × 1,5 × 0,6 cm ist nach aktuellem Stand sehr unwahrscheinlich zu finden. Die Kapazität ist für diese Größe zu hoch. Du findest Akkus mit diesen Maßen, aber meist mit deutlich geringerer Kapazität (50–200 mAh). **Tipp:** Suche nach „LiPo Akku 3,7V 150mAh“ oder „LiPo Akku 301530“ bei Elektronikhändlern oder auf Plattformen wie [Mouser](https://www.mouser.de/), [Digikey](https://www.digikey.de/), [Amazon](https://www.amazon.de/) oder [AliExpress](https://www.aliexpress.com/). **Hinweis:** Wenn du wirklich 700 mAh benötigst, musst du entweder größere Akkus verwenden oder mehrere kleine parallel schalten, was aber Platz und Gewicht erhöht. **Zusammenfassung:** Ein Akku mit exakt diesen Spezifikationen ist am Markt nicht verfügbar. Du musst entweder bei der Kapazität oder bei den Maßen Kompromisse eingehen.

Accepted Answer

Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauelement, das elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert. Die grundlegende Funktion eines Kondensators besteht darin, elektrische Ladung zu speiche... [mehr]

Accepted Answer

Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauelement, das elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert. Die grundlegende Funktion eines Kondensators besteht darin, elektrische Ladung zu speichern und bei Bedarf wieder abzugeben. Hier sind die Hauptfunktionen eines Kondensators: 1. **Energiespeicherung**: Ein Kondensator speichert Energie in Form eines elektrischen Feldes, wenn eine Spannung an ihn angelegt wird. Die gespeicherte Energie kann später wieder freigegeben werden. 2. **Glättung von Spannungen**: In Stromversorgungen wird ein Kondensator häufig verwendet, um Spannungsschwankungen zu glätten. Er kann kurzfristige Überspannungen oder -unterspannungen ausgleichen. 3. **Filterung**: In elektronischen Schaltungen werden Kondensatoren zur Filterung von Signalen eingesetzt, um bestimmte Frequenzen zu blockieren oder durchzulassen. 4. **Kopplung und Entkopplung**: Kondensatoren können in Schaltungen verwendet werden, um verschiedene Teile einer Schaltung zu koppeln oder zu entkoppeln, indem sie Wechselstromsignale durchlassen und Gleichstrom blockieren. Die Kapazität eines Kondensators, die angibt, wie viel Ladung er pro Volt speichern kann, wird in Farad (F) gemessen.

Accepted Answer

Kapazitäten und Induktivitäten sind zwei grundlegende elektrische Komponenten, die in Gleichstromkreisen unterschiedliche Funktionen erfüllen. **Kapazitäten (Kondensatoren)**: Ei... [mehr]

Accepted Answer

Kapazitäten und Induktivitäten sind zwei grundlegende elektrische Komponenten, die in Gleichstromkreisen unterschiedliche Funktionen erfüllen. **Kapazitäten (Kondensatoren)**: Ein Kondensator speichert elektrische Energie in einem elektrischen Feld. Er besteht aus zwei leitenden Platten, die durch ein Dielektrikum getrennt sind. In einem Gleichstromkreis lädt sich ein Kondensator auf, wenn eine Spannung angelegt wird, und speichert die Energie. Die Kapazität, gemessen in Farad (F), gibt an, wie viel Ladung der Kondensator pro Volt speichern kann. In einem Gleichstromkreis verhält sich ein idealer Kondensator wie ein offener Schalter, nachdem er vollständig aufgeladen ist, da kein Gleichstrom durch ihn fließen kann. **Induktivitäten (Spulen)**: Eine Induktivität speichert Energie in einem magnetischen Feld, wenn Strom durch sie fließt. Sie besteht aus einer Drahtwicklung, die um einen Kern gewickelt ist. Die Induktivität, gemessen in Henry (H), gibt an, wie viel magnetische Energie pro Ampere Strom gespeichert wird. In einem Gleichstromkreis verhält sich eine ideale Induktivität anfangs wie ein Kurzschluss, wenn der Strom ansteigt, und wie ein offener Schalter, wenn der Strom konstant ist. Induktivitäten sind besonders wichtig in Wechselstromkreisen, da sie auf Änderungen des Stroms reagieren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kapazitäten Energie in elektrischen Feldern speichern, während Induktivitäten Energie in magnetischen Feldern speichern. In Gleichstromkreisen haben sie spezifische Verhaltensweisen, die sich von ihrem Verhalten in Wechselstromkreisen unterscheiden.

Accepted Answer

Die Kapazität \( C \) eines Kondensators kann mit der Formel \[ C = \frac{Q}{U} \] berechnet werden, wobei \( Q \) die Ladung in Coulomb und \( U \) die Spannung in Volt ist. In deinem Fall i... [mehr]

Accepted Answer

Die Kapazität \( C \) eines Kondensators kann mit der Formel \[ C = \frac{Q}{U} \] berechnet werden, wobei \( Q \) die Ladung in Coulomb und \( U \) die Spannung in Volt ist. In deinem Fall ist die Ladung \( Q = 0,4 \, \text{mC} = 0,4 \times 10^{-3} \, \text{C} \) und die Spannung \( U = 200 \, \text{V} \). Setze die Werte in die Formel ein: \[ C = \frac{0,4 \times 10^{-3} \, \text{C}}{200 \, \text{V}} = \frac{0,4 \times 10^{-3}}{200} = 2 \times 10^{-6} \, \text{F} \] Die Kapazität des Kondensators beträgt also \( 2 \, \mu\text{F} \) (Mikrofarad).

Accepted Answer

Um die Gesamtkapazität \( C_{\text{ges}} \) zu berechnen, müssen wir die Kapazitäten der Kondensatoren gemäß der gegebenen Formel Schritt für Schritt zusammenfassen. Dab... [mehr]

Accepted Answer

Um die Gesamtkapazität \( C_{\text{ges}} \) zu berechnen, müssen wir die Kapazitäten der Kondensatoren gemäß der gegebenen Formel Schritt für Schritt zusammenfassen. Dabei ist zu beachten, dass \( (C_a || C_b) \) die Formel für die parallele und \( (C_a + C_b) \) die Formel für die serielle Verbindung ist. 1. **Berechnung von \( C_1 + C_2 \)**: \[ C_1 + C_2 = 84 \, \mu F + 41 \, \mu F = 125 \, \mu F \] 2. **Berechnung von \( (C_1 + C_2) || C_3 \)**: \[ C_{12} || C_3 = \frac{C_{12} \cdot C_3}{C_{12} + C_3} = \frac{125 \, \mu F \cdot 105 \, \mu F}{125 \, \mu F + 105 \, \mu F} = \frac{13125}{230} \approx 57.03 \, \mu F \] 3. **Berechnung von \( ((C_1 + C_2) || C_3) + C_4 \)**: \[ C_{123} + C_4 = 57.03 \, \mu F + 65 \, \mu F = 122.03 \, \mu F \] 4. **Berechnung von \( ((C_1 + C_2) || C_3 + C_4) || C_5 \)**: \[ C_{1234} || C_5 = \frac{C_{1234} \cdot C_5}{C_{1234} + C_5} = \frac{122.03 \, \mu F \cdot 50 \, \mu F}{122.03 \, \mu F + 50 \, \mu F} = \frac{6101.5}{172.03} \approx 35.45 \, \mu F \] 5. **Berechnung von \( (((C_1 + C_2) || C_3) + C_4) || C_5) + C_6 \)**: \[ C_{12345} + C_6 = 35.45 \, \mu F + 17 \, \mu F = 52.45 \, \mu F \] 6. **Berechnung von \( (((C_1 + C_2) || C_3) + C_4) || C_5) + C_6) || C_7 \)**: \[ C_{123456} || C_7 = \frac{C_{123456} \cdot C_7}{C_{123456} + C_7} = \frac{52.45 \, \mu F \cdot 127 \, \mu F}{52.45 \, \mu F + 127 \, \mu F} = \frac{6666.15}{179.45} \approx 37.09 \, \mu F \] Die Gesamtkapazität \( C_{\text{ges}} \) beträgt also ungefähr \( 37.09 \, \mu F \).

Accepted Answer

Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauelement, das elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert. Hier sind einige wichtige Eigenschaften von Kondensatoren: 1. **Kapazität**: Die F&... [mehr]

Accepted Answer

Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauelement, das elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert. Hier sind einige wichtige Eigenschaften von Kondensatoren: 1. **Kapazität**: Die Fähigkeit eines Kondensators, elektrische Ladung zu speichern, wird durch die Kapazität (C) gemessen, die in Farad (F) angegeben wird. Sie hängt von der Fläche der Elektroden, dem Abstand zwischen ihnen und dem Dielektrikum ab. 2. **Spannungsfestigkeit**: Jeder Kondensator hat eine maximale Spannung, die er aushalten kann, ohne zu versagen. Diese wird als Nennspannung bezeichnet. 3. **Dielektrikum**: Das Material zwischen den Elektroden beeinflusst die Kapazität und die Spannungsfestigkeit. Häufig verwendete Dielektrika sind Luft, Papier, Keramik und verschiedene Kunststoffe. 4. **Lade- und Entladeverhalten**: Kondensatoren können schnell geladen und entladen werden, was sie in vielen Anwendungen nützlich macht, z.B. in Filtern und Energiespeichern. 5. **Impedanz**: Die Impedanz eines Kondensators hängt von der Frequenz des angelegten Wechselstroms ab. Bei höheren Frequenzen hat ein Kondensator eine niedrigere Impedanz. 6. **Temperaturkoeffizient**: Die Kapazität eines Kondensators kann sich mit der Temperatur ändern. Der Temperaturkoeffizient gibt an, wie stark sich die Kapazität mit der Temperatur verändert. 7. **Lebensdauer**: Kondensatoren haben eine begrenzte Lebensdauer, die von der Bauart und den Betriebsbedingungen abhängt. Elektrolytkondensatoren haben in der Regel eine kürzere Lebensdauer als Keramikkondensatoren. Diese Eigenschaften machen Kondensatoren zu wichtigen Komponenten in vielen elektrischen und elektronischen Schaltungen.

Accepted Answer

Um die gewünschten Kapazitäten zu erreichen, können wir die Formeln für die Parallelschaltung und die Reihenschaltung von Kondensatoren verwenden. 1. **Parallelschaltung**: Die Ge... [mehr]

Accepted Answer

Um die gewünschten Kapazitäten zu erreichen, können wir die Formeln für die Parallelschaltung und die Reihenschaltung von Kondensatoren verwenden. 1. **Parallelschaltung**: Die Gesamt-Kapazität \(C_{ges}\) ist die Summe der Einzelkapazitäten: \[ C_{ges} = C_1 + C_2 + C_3 + \ldots \] 2. **Reihenschaltung**: Die Gesamt-Kapazität \(C_{ges}\) ist gegeben durch: \[ \frac{1}{C_{ges}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3} + \ldots \] ### Für 15 Mikrofarad (Parallelschaltung) Wenn du 10 Mikrofarad hast und 15 Mikrofarad erreichen möchtest, benötigst du zusätzliche Kapazität: \[ C_{zusätzlich} = C_{ges} - C_{vorhanden} = 15 \, \mu F - 10 \, \mu F = 5 \, \mu F \] Das bedeutet, du musst einen weiteren Kondensator mit 5 Mikrofarad parallel schalten. ### Für 5 Mikrofarad (Reihenschaltung) Wenn du 10 Mikrofarad hast und 5 Mikrofarad erreichen möchtest, kannst du einen weiteren Kondensator in Reihe schalten. Die Formel für die Reihenschaltung umgestellt ergibt: \[ \frac{1}{C_{ges}} = \frac{1}{C_{vorhanden}} + \frac{1}{C_{zusätzlich}} \] Setze \(C_{ges} = 5 \, \mu F\) und \(C_{vorhanden} = 10 \, \mu F\) ein: \[ \frac{1}{5} = \frac{1}{10} + \frac{1}{C_{zusätzlich}} \] \[ \frac{1}{C_{zusätzlich}} = \frac{1}{5} - \frac{1}{10} = \frac{2 - 1}{10} = \frac{1}{10} \] Das bedeutet, dass du einen Kondensator mit 10 Mikrofarad in Reihe schalten musst, um 5 Mikrofarad zu erhalten. Zusammenfassend: - Für 15 Mikrofarad: 5 Mikrofarad parallel schalten. - Für 5 Mikrofarad: 10 Mikrofarad in Reihe schalten.