Lo siento si estoy redactando esta pregunta de manera extraña. Estoy usando una batería de 3.7V y mi microcontrolador monitorea el voltaje y se apaga si el voltaje de mi batería es demasiado bajo. El problema es que lee un voltaje más bajo que el que muestra la batería si lo desconecto y lo verifico con mi multímetro. Por ejemplo, mi microcontrolador leería 3.65V cuando mi multímetro leería mi batería desconectada a 3.8V. ¿Mi microcontrolador lee el voltaje incorrectamente o debo tratar el voltaje con carga que mi microcontrolador está leyendo como el voltaje real?

Sí, se pone más bajo.

El efecto que ves se llama resistencia interna :

Una fuente de energía eléctrica práctica que es un circuito eléctrico lineal puede <...> representarse como una fuente de voltaje ideal en serie con una impedancia. Esta impedancia se denomina resistencia interna de la fuente.

En pocas palabras, una batería no es una fuente de voltaje ideal. Una batería típica (es decir , una fuente de voltaje no ideal ) se verá así:

Lo que está midiendo es el voltaje entre los terminales A y B. De acuerdo con la Ley de Ohm:

• Cuando no hay circuito, se puede imaginar de su voltímetro interno resistencia en serie $R_{volt}$ tomar el papel de $R$ . Sin embargo, $R_{volt}$ suele ser tan grande (decenas o cientos de megaohmios) en comparación con $r$ (generalmente fracciones de un ohm) que $\frac{R_{volt}}{R_{volt}+r}$ tiende a 1, por lo tanto, mide la tensión en circuito abierto tiende a interno (true) voltaje de la batería$E$.

• Cuando no es un circuito cerrado con la resistencia en serie equivalente de $R$ , usted será capaz de ver que la tensión medida $U_{AB}$ cae proporcionalmente a $R$ , de acuerdo con la fórmula anterior.

Entonces, la caída de voltaje es real: el voltaje medido es lo que obtiene su carga. Cuanto más corriente extrae de la batería, menor es el voltaje que recibe.

Cuando la batería está abierta, está midiendo un voltaje de celda abierta. Cuando la batería está en el sistema, se cierra el voltaje de la celda bajo carga. Está dejando caer algo de voltaje a través de la impedancia interna de la batería porque su sistema está consumiendo corriente cuando se realiza la medición (por lo que en los terminales el voltaje es realmente más bajo). Entonces, tanto las mediciones MCU como el multímetro son correctas, la diferencia es que el multímetro tiene una carga> 1Mohm mientras que la MCU es mucho más baja (ya que probablemente consume al menos mAs de potencia).

Puede haber otro efecto en juego. Las baterías exhiben un fenómeno de recuperación donde, si se deja la celda abierta sin carga, parte del voltaje se recuperará después de un intervalo de tiempo.

Cada batería tiene una cierta cantidad de resistencia de salida. ¿Qué sucede si la corriente fluye a través de una resistencia? Sí, una caída de voltaje! Entonces, mientras más corriente extraiga de la batería, menor será el voltaje de salida.

Esto es cierto para todas las fuentes de alimentación.

De hecho, las baterías disminuyen su voltaje al cargarse. Al igual que todo lo demás .

El principal culpable es la Ley de Ohm, E = IR, donde la caída de voltaje en cualquier conductor es proporcional a su amperaje dibujado.

Parte de la caída de una batería es química, pero parte es simplemente la resistencia de la Ley de Ohm de sus componentes internos.

Supongamos que tiene una plataforma de juego loca con 4 tarjetas de video en paralelo, el combo extrae 1000 vatios cuando juega . Pero solo está sentado en la pantalla de inicio de Windows y solo alcanza los 100 vatios. Los cables de alimentación transportan 20A a 5V y caen 0.01 voltios, por lo que las tarjetas obtienen 4.99 voltios. (Los cables son 2000 Siemens == 1/2000 Ohms.)

Con esta carga ligera, la fuente de alimentación de CA es ineficiente y tiene un factor de potencia deficiente, por lo que consume 240 VA o 2 amperios de la red eléctrica de 120 V. El cableado del circuito derivado de regreso al panel está cayendo 0.4 voltios. La conductancia es de 5 Siemens == 1/5 ohm.

Ahora enciendes tu juego más exigente. Tirando de 200 A a 5 V, las pérdidas resistivas solas dentro del cableado de su PC saltan a 0.1 voltios. Entonces las tarjetas obtienen 4.90 voltios. Eso es una gota.

Mientras tanto, la fuente de alimentación extrae 10 A (1200 VA) de la red eléctrica de CA. La caída de voltaje del cableado aumenta previsiblemente a 2.0 voltios, por lo que el voltaje en la fuente de alimentación es de 118V. Lo más probable es que una fuente de alimentación conmutada extraiga más corriente para compensar, de lo contrario su voltaje de salida también se reduciría.

No se está utilizando corriente en el terreno de seguridad, por lo que no está cayendo. Medido desde tierra, neutral es de 1 voltio y caliente es de 119 voltios. Y podemos usar esto para afirmar el cableado correcto. Es como la barra de puntero en una llave dinamométrica, no se dobla.

Por supuesto, caídas similares están ocurriendo en todo el camino de regreso a la planta de energía. Allí, el aumento de la carga (en amperios) disminuye el voltaje debido a la resistencia interna del generador, pero también debido a la potencia de la turbina. VA = W. Si A aumenta más allá de las especificaciones, V debe disminuir en proporción para que W pueda permanecer dentro de la capacidad de la turbina. Hacer que la turbina se atasque y disminuya la velocidad no es una opción, ya que se trata de alimentación de CA y debe permanecer sincronizada.

Todas las baterías tienen un efecto de memoria cuando se descargan, de modo que vuelven lentamente a cerca del voltaje anterior después de una carga de ráfaga corta. También hay una caída rápida momentánea de voltaje debido a una carga de ESR * I = Δ V.

Por lo tanto, ambas mediciones deben tomarse al mismo tiempo para verificar la calibración en busca de errores y considerar la cantidad de umbrales de histéresis necesarios para evitar la oscilación del sueño, los ciclos de despertar.

La constante de tiempo del efecto de memoria puede ser de varios a muchos minutos, dependiendo de la corriente de fuga "sin carga" después de una carga.

Debido a estos efectos combinados que podrían calcularse para una celda dada (ΔV = ESR * V / Rload + t / ESR * C2), el voltaje de corte a menudo se reduce para capturar la carga almacenada en la capacidad de memoria C2 siempre que la conozca vuelve al umbral seguro de Vmin. El envejecimiento rápido de la batería se produce durante un período de tiempo inferior a su umbral de Vmin.

Revise la hoja de datos de la batería para más detalles.

Hay una caída en el voltaje debido a la resistencia interna de la batería que entra en juego, por lo que verá la caída de voltaje en un valor de i * r (donde i es la corriente que fluye y r es la resistencia interna de la batería)

Una batería nueva tendrá una caída de voltaje mucho menor que la que usted tiene. Una batería de litio vieja, desgastada o dañada tiene una resistencia interna mucho mayor que una batería nueva. Se daña si se ha cargado completamente durante más de unos pocos meses, si se ha descargado demasiado bajo o si ha tenido demasiados ciclos de carga-descarga.

Si bien todas las otras respuestas son geniales y dicen lo que yo también le diría (el voltaje de la batería en realidad es más bajo cuando hay una carga), me gustaría agregar algo:

La razón por la que se presenta la caída de voltaje es la "resistencia interna". Quiero mencionar que el modelo de resistencia interna es SOLO UN MODELO que funciona muy bien en el modelado de las propiedades de una fuente de voltaje, al mismo tiempo que es simple y fácil de calcular.

En realidad, es más complicado. La resistencia de los componentes internos de la batería por la que tiene que pasar la corriente (intencionalmente no los llamo "resistencia interna", porque este es un término del modelo mencionado anteriormente) juega un papel, pero no es el único papel. En la mayoría de las baterías hay una reacción química que separa las cargas en algunas capas fronterizas. Esta reacción química sigue las leyes de la física estadística. Se detiene cuando el ( equilibrio químicoes alcanzado. La separación de cargas genera el voltaje que puede medir, y este voltaje es un factor en el equilibrio químico (cuanto mayor es el voltaje, menos separación se produce para crear un nuevo par de cargas separadas). Cuando conecta una carga ahora, quita las cargas a intervalos constantes (porque hay una corriente eléctrica). Si el sistema alcanza la situación de equilibrio ahora, la cantidad de cargas separadas y el voltaje serán menores (porque se deben crear más cargas).

El voltaje de la batería no suele caer solo porque hay una carga conectada. Pero el voltaje medido tiende a caer

Esto es lo que debes saber sobre las mediciones de voltaje

Un voltímetro usa una resistencia con una resistencia muy alta. Idealmente, es infinito. El voltímetro mide el voltaje a través de esta resistencia.

Entonces, cuando conecta una batería a su voltímetro, la resistencia interna de la batería es insignificante en comparación con la resistencia del voltímetro. Entonces, la mayor parte de la caída de voltaje ocurre a través de la resistencia del voltímetro y no de la resistencia interna de la batería. Por lo tanto, mides el voltaje correcto.

Sin embargo, su microcontrolador puede tener una resistencia que no es demasiado alta. Si la batería tenía una resistencia interna de, digamos, 1 mili ohm, y el voltímetro estaba usando una resistencia de 24000 ohmios, se espera este error.