Karah

Просадки мехмодов. Часть I: Мифы и реальность.

Совсем недавно с удивлением обнаружил, что вопрос о просадках мехмодов продолжает волновать умы участников некоторых форумов. Казалось бы, эта незамысловатая тема давно закрыта, все уже многокрантно обсуждалось, и на серьезных англо- и немецкоязычных форумах соответствующие вопросы лишь изредка поднимают новички. Тем удивительные встретить восторги типа: "...у моего мода просадка 0.15 и даже 0.11 v!!!...", "...мой Астро под нагрузкой 0.9 ом дает просадку 0.09v!!!..." Подобными легендами пестрят страницы упомянутых форумов. Сразу понимаешь, что либо методика измерений была неадекватной, либо используемый прибор никуда не годен, либо имело место элементарное лукавство. В любом случае очевидно, что люди эти избавили себя от труда прочесть имеющийся в интернете большой массив информации и явно не в ладах с законом (с законом Ома), тем самым предпочитая оставаться в плену сказочных заблуждений. Поэтому будет полезным напомнить некоторые базовые истины, иллюстрируемые на простых примерах.

Для начала сформулируем сильное (максималистское) Утверждение #1:
Все мехмоды не имеют просадок напряжения.

Как мы увидим позже, это утверждение часто оказывается вполне близким к действительному положению вещей и, казалось бы, оно подтверждает приведенные выше восторженные оценки. Однако, давайте для начала сделаем простейшие замеры.

В качестве измерительного прибора возьмем Танкометр, который позволяет весьма точно определить напряжение в цепи:



Мехмодом здесь служит Precise+ 18650 с контактами, имеющими двухслойное покрытие (родий поверх золота). По всем показателям этот ББ является далеко не последним. Нагрузка –дрипка с установленой спиралью сопротивлением 1 ом. Батарея – high-drain Panasonic CGR18650CH. При открученной нагрузке Танкометр показывает 4.18v, под нагрузкой – 3.64v. Следовательно, просадка составляет 0.54v. Точно такое же число получается, если подсоединить клемы мультиметра к атомайзеру. Результат обескураживает и, на первый взгдяд, полностью противоречит Утверждению #1. Попробуем найти виновника таких "чудовищных просадок".

Наш мехмод работает не сам по себе – внутри него есть батарея. В этой части исследования мы полностью удалим из дальнейшего рассмотрения мехмод, как возможного виновника просадок, и сосредоточимся на батареях. Иными словами, подсоединим нагрузку непосредственно к батарее. Тогда, если мехмод привносит в замкнутую цепь дополнительную нагрузку, то без него естественно ожидать нулевых просадок. Посмотрим, так ли это.

В этом месте следует прежде всего дать ссылку на очень известную статью: ссылка
в которой предельно подробно, но популярно (с минимальными формулами и математикой) изложены элементарные основы. Для нежелающих напрягаться с английским или вообще что-либо читать представим суть работы в картинках:



Были звяты две батареи – "серая" и "оранжевая" - которые прямо подсоединялись к клиромайзеру с сертифицированным сопротивлением 2 ома. В первом случае получилась просадка 0.2 v, во втором – 0.6 v. Это, подчеркну, без всякого ББ. Желающие найдут в статье много другой полезной информации. Развивая дальше эту интресную работу датчан, мы с моим коллегой Гельмутом собрали нехитрый измерительный стенд, схема которого показана на рисунке:



Все электрические соединения выполнены из толстых медных проводов, сопротивлением которых можно пренебречь.

Методика измерей состояла из следующих четырех шагов:

1) Переключатели П-1 и П-2 размыкаем, батарея полностью заряжается при замкнутом П-3.
2) Переключатель П-3 размыкаем, и после замыкания П-2 определяем величину заряда батареи качественным мультиметром.
3) Переключатель П-2 размыкаем, мультиметр устанавливаем в режим омметра, при замкнутом П-1 измеряем сопротивление негрузки (канталовая проволока, зажатая мощными "крокодилами").
4) Мультиметр устанавливаем в режим вольтметра, П-2 замыкаем, снимаем показания прибора.

Изменяя положение одного из "крокодилов" на кантале, задаем сопротивление нагрузки и повторяем шаги 1-4.

Тестировалось батареи AW IMR 18350 и Panasonic CGR18650CH. Все батареи с умеренным сроком пользования (около двух месяцев). У Гельмута также нашлась "синенькая no-name 18350" без защиты, обычно прилагаемая к Lava Tube. Полученные результаты (величины просадок) показаны на графике в зависимости от заданного сопротивления нагрузки:



Сразу же заметим, что наши измерения хорошо согласуются с данными датчан. Наибольшую просадку дает батарея no-name, а наименьшую – Panasonic 18650, как это и ожидалось. Просадки на всех батареях очень значительны даже при нагрузке с сопротивлением более 2 ом. Фактически во всем интересном для нас интервале сопротивлений они гораздо больше, чем цитированные лукавые цифры типа 0.15 или 0.09. Не трудно понять, что включение в цепь еще одной нагрузки – мехмода – пусть с малым, но конечным сопротивлением, на котором будет происходить дополнительное падение напряжения, не прибавит напряжения на нагревателе.

Действительно, вспомним закон Ома. Ток в цепи определяется как I = U/R, где U – напряжение источника, R – суммарное сопротивление цепи, которое у нас скдадывается из трех частей: Ra – сопротивление полезной нагрузки (нагревателя), Rm – сопротивление мехмода и Rb – внутреннее сопротивление батареи. Поскольку Rm, вообще говоря, отлично от нуля (но обычно много меньше Rb), то эта добавка уменьшит ток в цепи и, следовательно, при том же приложенном напряжении U мы получим на нагревателе дополнительное уменьшение напряжения на величину U*Rm/(Ra+Rb+Rm).

Из сказанного вытекает один Вывод и одно новое Утверждение #2.

Вывод 1:
Все попытки измерить мифические "просадки мехмода" лишены всякого смысла, поскольку в действительности определяется падение напряжения на батарее, а не на мехмоде.

Но как тогда узнать, какой из мехмодов лучше по своим функциональным качествам. Ответ на этот вопрос дает Утверждение #2.

Утверждение #2:
Для определения "качества мехмода" следует прежде всего измерять его внутреннее сопротивление, т.е. величину Rm.

Важно отметить, что практическая реализация Утверждения #2 на практике сопряжена с серьезными нюансами, которые иногда способны перечеркнуть Утверждение #1. Причем эти нюансы не постоянны во времени и, более того, они зачастую носят статистический смысл. О них речь пойдет в следующей части ("О контактах").

... Продолжение