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Titolo: Un pò di chiarezza su batterie e caricabatterie (lungo)

Vista la grande quantità di domande (e di confusione) sulle varie batterie e
caricabatterie cercherò (senza voler fare l'esperto) di fare un pò di
chiarezza:
- B A T T E R I E -
Una batteria, ricaricabile o no, ha parecchie caratteristiche elettriche, ma
le piu importanti sono senz'altro:
1) La tensione nominale cioe la tensione che, per buona parte del processo
di scarica, e disponibile ai capi della batteria. Ad esempio e importante
distinguere tra le pile alcaline (1,5V) e le NiCd e NiMh (1,2V). NON tutte
le apparecchiature tollerano di buon grado la differenza e quindi alcune,
soprattutto roba vecchia, possono non funzionare bene con le ricaricabili.
E' comunque necessario puntualizzare che anche le alcaline presentano 1,5 V
solo quando sono ben cariche, in seguito la tensione diminuisce
progressivamente con la scarica.
Le NiCd e NiMh stanno un 5% a 1,4V poi si stabilizzano a 1,2 fino quasi al
termine della scarica (per inciso è per questo che con le ricaricabili e
difficile avere una lettura precisa ed affidabile della carica rimanente
leggendo la tensione).
2) La capacita nominale espressa in Ampere/Ora (Ah) o piu spesso in
milliAmpere/Ora (mAh) è, in teoria, la corrente che puo erogare per
scaricarsi in un'ora. Ad esempio una betteria da 1600mAh potrebbero erogare
1,6Ampere e durare esattamente un'ora, oppure 10 ore a 0,16A e cosi via.
In pratica le cose sono molto diverse. Se si scarica una batteria con una
forte corrente, la batteria si scaldera per via
della resistenza interna e quindi una parte dell'energia immagazzinata andra
dispersa e la capacita reale sara inferiore.
La capacita "di targa" delle batterie normalmente viene calcolata su 10 ore.
Nel nostro esempio potremmo ipotizzare (1600mAh nominali):
Corrente di scarica 1,5  Ampere -> Durata  40 minuti -> Capacita -reale-
1000mAh
Corrente di scarica 0,5  Ampere -> Durata 120 minuti -> Capacita -reale-
1500mAh
Corrente di scarica 0,16 Ampere -> Durata 10 ore -> Capacita -reale- 1600mAh
= Capacita nominale
Corrente di scarica 80    mA        -> Durata 22 ore ->
Capacita -reale-1760mAh
A questo punto e importante sottolineare come il tipo di batteria piu adatto
per un'applicazione varia e dipende
dalla corrente assorbita:
Se infatti e vero che le alcaline hanno capacita nominali anche superiori ai
2000mAh, e anche vero che queste hanno
un'elevata resistenza interna, e quindi non sono adatte per correnti
elevate.
Le NiCd e NiMh si prestano invece bene ad erogare forti correnti (anche
superiori alla cap. nominale), ma hanno una
corrente di autoscarica sensibile (diciamo che in un paio di mesi possono
perdere 1/3 della capacita).
Se mettiamo insieme le due cose è chiaro che per alimentare una sveglietta
da comodino o un telecomando è meglio usare le alcaline (le altre andrebbero
benissimo, ma si scaricherebbero piu per i fatti loro che per l'effettivo
consumo)
Per un apparecchio a consumo medio-alto invece le ricaricabili sono meglio
perche riescono ad erogare una corrente maggiore senza scaldarsi troppo, le
alcaline invece produrrebbero una capacita finale inferiore a 1500-2000 mAh.
- R I C A R I C A -
A questo punto parliamo della ricarica, processo chiaramente importantissimo
per ottenere buone prestazioni e durata dalle batterie.
Il problema in soldoni è come caricare al 100% la batteria senza
danneggiarla e possibilmente in tempi brevi.
RICARICA LENTA
Se il "tempi brevi" non è imprtante, la situazione si semplifica parecchio
perchè è sufficiente fornire una corrente di 0.1C o inferiore (sempre nel
caso della batt da 1600mAh corrisponde a 160mA o meno) per 11 o 12 ore.
I calcoli in questo caso sono estremamente semplici: la corrente teorica
totale da fornire corrisponde alla capacità, quindi dovrebbe essere 160mA
per 10h oppure 80mA per 20h e così via. In pratica il processo di carica non
ha un'efficienza del 100% ma arriva attorno all'80%-90% perchiò il tempo di
carica va allungato di un 10-20% per essere sicuri di ricaricare
completamente la batteria.
Se ci si preoccupa di "staccare" la carica dopo il tempo giusto non c'è
neanche bisogno di controllare la tensione di ricarica per questo i
caricabatterie più semplici ed economici sono semplicemente regolatori di
corrente con una tensione anche molto elevata (ad es. 20V).
Un sistema leggermente più complesso ma molto più comodo per ricaricare
delle NiMh è fornirgli 1,40-1,45 V costanti per cella e limitare la corrente
di carica a C/4 (nel nostro esempio 400mA).
Con questo sistema si possono ricaricare al 100% senza preoccuparsi della
fine della carica e senza farle invecchiare precocemente e quindi poter
sfruttare almeno 100-200 cicli delle batterie senza perdite significative di
capacita. Lo svantaggio e che questo tipo di ricarica e piuttosto lento e
richiede almeno 6-8 ore per una ricarica completa.
RICARICA VELOCE
Il processo di ricarica può avvenire con correnti superiori a 0.1C e
addirittura superiori a C e quindi con tempi di carica di poche ore o
perfino meno di un'ora. Chiaramente la carica più è veloce più danneggia la
batteria perchè produce calore dannoso. Inoltre con la carica veloce diventa
indispensabile un circuito di controllo che interrompa la carica veloce e
passi alla carica lenta al momento opportuno, altrimenti alla prima
dimenticanza si butta via la batteria. I costi e i problemi dei
caricabatterie veloci derivano proprio da questo "momento opportuno".
Esistono almento 3 condizioni di terminazione della carica veloce:
1) Picco di tensione ai capi della cella, dopodichè la tensione non cresce
più.
2) Aumento significativo della temperatura delle celle in carica (segno di
iniziato danneggiamento)
3) Tempo di ricarica calcolato scaduto.
I caricabatterie più evoluti tengono d'occhio tutte e tre le condizioni, ma
ritengo che l'aspettativa di vita delle batterie ricaricate in questo modo
sia inevitabilmente inferiore che nel caso di carica lenta.
In fin dei conti io riassumerei così:
1) Se non avete fretta e potete ricaricare le batt durante la notte vi
potete costruire un semplice caricabatterie "lento" con poca spesa che andrà
benissimo per tutte le batterie e vi garantirà la massima durata e la
massima carica.
2) Se invece avete fretta dovete trovare un buon caricabatterie veloce che
però vada bene per diversi tipi di batterie e che sia fatto realmente bene,
altrimenti in pochi cicli vi danneggerà le batterie.

Sei stato utilissimo BRAVO!.

Grazie anche da parte mia.
Il tuo post mi ha chiarito diverse cose.

 chiarezza:
Uso esemplare dei NewsGroups.
Grazie da parte mia! :-)
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Marco Marcelli - Genova
marco_m...@libero.it
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