Kortsluiting in 4,5 Volt batterij
Leuntje stelde deze vraag op 20 maart 2018 om 20:32.Goedendag,
Ik vraag me af hoe een 4,5 Volt - batterij na kortsluiting nog kan blijven functioneren. Is het zo dat er een veiligheidszekering is ingebouwd waarmee kortsluiting (en schade) wordt voorkomen of is de hoge stroom in relatieve zin niet hoog genoeg om schade te veroorzaken en kan de batterij weer hergebruikt worden?
Alvast weer hartelijk dank voor reactie,
Reacties
Jan van de Velde
op
20 maart 2018 om 20:58
Leuntje plaatste:
..//.. hoe een 4,5 Volt - batterij na kortsluiting nog kan blijven functioneren.
De kortsluiting heeft dan ook vast niet erg lang geduurd. Afhankelijk van de interne weerstand van die batterij kan de inhoud op korte tijd sterk opwarmen, kan het elektrolyt gaan koken, en kan de batterij openscheuren of zelfs uiteenspatten. Don't try this at home.
Vraag is overigens of hij nog even goed functioneert als voorheen.
Groet, Jan
Theo de Klerk
op
20 maart 2018 om 21:19
Misschien was de batterij ook al "bijna leeg" - nog wel de spanning, maar nauwelijks stroom (en dus vermogen). Reden waarom soms in garages ook niet ontdekt wordt dat een accu (beetje sterkere batterij) leeg is. En dat merk je dan als je probeert te starten (grote stroom nodig, wordt niet geleverd).
Leuntje
op
21 maart 2018 om 11:21
Dank weer voor de reactie.
Het gaat om een situatie waarin leerlingen bij tekeningen van verschillende stroomkringen voorspellen of de lampjes zullen branden en dit vervolgens 'testen'.
Zo is er een parallelschakeling met twee parallel geschakelde lampjes, wanneer een extra stroomdraadje (parallel) wordt aangeschakeld, is te verwahcten dat er kortsluiting ontstaat (en de lampjes niet meer branden). De batterij blijkt daarna echter wel te functioneren, dus ik vroeg me af of er wel kortsluiting ontstaan is..
Maar uit de reactie maak ik op dat ook een 4,5 Volt batterij (die veel in het VO wordt gebruikt) bij kortsluiting een (levens)gevaarlijke situatie kan veroorzaken? (Er is geen veiligheidssysteem die dit voorkomt?)
Het gaat om een situatie waarin leerlingen bij tekeningen van verschillende stroomkringen voorspellen of de lampjes zullen branden en dit vervolgens 'testen'.
Zo is er een parallelschakeling met twee parallel geschakelde lampjes, wanneer een extra stroomdraadje (parallel) wordt aangeschakeld, is te verwahcten dat er kortsluiting ontstaat (en de lampjes niet meer branden). De batterij blijkt daarna echter wel te functioneren, dus ik vroeg me af of er wel kortsluiting ontstaan is..
Maar uit de reactie maak ik op dat ook een 4,5 Volt batterij (die veel in het VO wordt gebruikt) bij kortsluiting een (levens)gevaarlijke situatie kan veroorzaken? (Er is geen veiligheidssysteem die dit voorkomt?)
Theo de Klerk
op
21 maart 2018 om 12:29
Veel hangt af of de stroom alleen maar door je lichaam kan (gevaarlijk) of een minder weerstandspad kan volgen parallel daaraan. Dan gaat de meeste stroom door dat pad en niet door je lichaam: dat is veel minder gevaarlijk.
Als je thuis de beide ingangen van een wandcontactdoos (stopcontact) kortsluit is het potentieel echt dodelijk als de stroom door je lichaam gaat.
Daarom zijn er smeltveiligheden ("stop") en aardlekschakelaars om dan meteen de stroom te onderbreken. Als je direct een stopcontact kortsluit (terwijl je zelf geisoleerd bent) dan levert de centrale wel meteen grote stromen - voldoende om de "stop" door te laten slaan die maximaal 16 A toelaat. De aardlekschakelaar doet dan niks want er komt evenveel stroom binnen als dat er weggaat - er "verdwijnt" niks via je lichaam naar de vloer ipv de stroomdraad.
Als ik https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_battery_sizes mag geloven dan hebben die 4,5 V batterijen (die "platte" dingen die ik vroeger "witte kat" noemde - vast een merknaam uit die tijd) een capaciteit van 1,2-6,1 Ah, d.w.z. dat ze tussen 1 en 6 A stroom leveren gedurende een uur voordat ze chemisch "leeg" zijn. Maar dat kan dus ook 2-12 A zijn in een half uur, of bij kortsluiting heel veel ampere in zeer korte tijd.
Bij batterijen lijkt dit mee te vallen. Om een grote stroom te leveren moet ook het chemische proces zeer snel kunnen verlopen. Blijkbaar zit er bij batterijen een maximum aan dit tempo en dat limiteert ook de stroomlevering. Dan kan 6,1 Ah correct zijn als capaciteit maar met de beperking "minimale leverduur: 12 uur" zodat effectief 0,5 A wordt geleverd.
Als het chemische proces op topsnelheid loopt kan dit als neveneffect ook warmte veroorzaken: de batterij wordt heet of kan zelfs exploderen.
Een testje met een 1,3 V oplaadbare AAA batterij (0,95 Ah) levert bij kortsluiting 0,2 A op (dat zou het 0,95/0,2 = 4,75 uur vol kunnen houden).
Als ik de polen ervan tussen mijn vingers houd (via mijn vingers kortsluit) dan hebben mijn vingers zo'n grote weerstand dat de stroom naar vrijwel 0 A terugloopt. Sluit ik de polen kort (draadje ertussen) en houd ik de batterij tussen mijn vingers dan gaat er 0,2 A door de draad en 0 A door mijn vingers.
Als je thuis de beide ingangen van een wandcontactdoos (stopcontact) kortsluit is het potentieel echt dodelijk als de stroom door je lichaam gaat.
Daarom zijn er smeltveiligheden ("stop") en aardlekschakelaars om dan meteen de stroom te onderbreken. Als je direct een stopcontact kortsluit (terwijl je zelf geisoleerd bent) dan levert de centrale wel meteen grote stromen - voldoende om de "stop" door te laten slaan die maximaal 16 A toelaat. De aardlekschakelaar doet dan niks want er komt evenveel stroom binnen als dat er weggaat - er "verdwijnt" niks via je lichaam naar de vloer ipv de stroomdraad.
Als ik https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_battery_sizes mag geloven dan hebben die 4,5 V batterijen (die "platte" dingen die ik vroeger "witte kat" noemde - vast een merknaam uit die tijd) een capaciteit van 1,2-6,1 Ah, d.w.z. dat ze tussen 1 en 6 A stroom leveren gedurende een uur voordat ze chemisch "leeg" zijn. Maar dat kan dus ook 2-12 A zijn in een half uur, of bij kortsluiting heel veel ampere in zeer korte tijd.
Bij batterijen lijkt dit mee te vallen. Om een grote stroom te leveren moet ook het chemische proces zeer snel kunnen verlopen. Blijkbaar zit er bij batterijen een maximum aan dit tempo en dat limiteert ook de stroomlevering. Dan kan 6,1 Ah correct zijn als capaciteit maar met de beperking "minimale leverduur: 12 uur" zodat effectief 0,5 A wordt geleverd.
Als het chemische proces op topsnelheid loopt kan dit als neveneffect ook warmte veroorzaken: de batterij wordt heet of kan zelfs exploderen.
Een testje met een 1,3 V oplaadbare AAA batterij (0,95 Ah) levert bij kortsluiting 0,2 A op (dat zou het 0,95/0,2 = 4,75 uur vol kunnen houden).
Als ik de polen ervan tussen mijn vingers houd (via mijn vingers kortsluit) dan hebben mijn vingers zo'n grote weerstand dat de stroom naar vrijwel 0 A terugloopt. Sluit ik de polen kort (draadje ertussen) en houd ik de batterij tussen mijn vingers dan gaat er 0,2 A door de draad en 0 A door mijn vingers.
Jan van de Velde
op
21 maart 2018 om 15:36
Leuntje plaatste:
Het gaat om een situatie waarin leerlingen ..//..Maar uit de reactie maak ik op dat ook een 4,5 Volt batterij (die veel in het VO wordt gebruikt) bij kortsluiting een (levens)gevaarlijke situatie kan veroorzaken? (Er is geen veiligheidssysteem die dit voorkomt?)
Bedenk daarbij dat het risico niet ondenkbeeldig dat de leerling niet, zoals waarschijnlijk vermeld in de opdracht, de kortsluiting na enkele seconden opheft, maar om wat voor reden dan ook de kortsluiting langere tijd laat bestaan. Eerste wet van Murphy postuleert "anything that can go wrong, will go wrong sooner or later".
Groet, Jan
Leuntje
op
21 maart 2018 om 20:24
Dank weer voor de goed uitgewerkte reactie, fijn!
Het wordt me een stuk duidelijker zo.
Hartelijke groet,
Leuntje