
本帖最后由 shangui0237 于 2016-10-18 17:23 编辑
附录:如何用钱给你的手机充电(正如字面意义上的)
正如我们在前面图表分析部分所看到的,9 - 10 V版本的电池不能提供任何接近手机充电电压的电压即使只提供几十毫安的电流的情况下。那么问题来了,如果要实际使用这些来为手机供电,我们需要并连多少这样的电池?
我们知道一个手机充电器需要5伏的电压。 设“a”为所需串联的电池数量(也称为多少电池组成单个“电池”),设“b”为并联连接的电池的数量。
这里采用Zn版本的电池,它具有较低的内阻(虽然它需要两倍的硬币)。
定义一些变量
a =串联电池数量
b =并联连接的电池数量
Vc =单电池开路电压= 9.48 / 10 = 0.948伏
Ic =单电池电流
Rc =单电池内阻=约6400/10 = 640欧姆
Vp =负载电压= 5V
Ip =负载电流,USB 2.0标准是500 mA,
所以让我们从电压环规则看单个电池和负载我们有下式:
a *(Vc-Rc * Ic)-Vp = 0
又因为Ip = b * Ic
可以得到方程
b =(Rc * Ip)/(Vc-Vp / a)
所以现在我们有一个关于电池数量的方程,我们可以看到,当每个串联电池由10个电池组成时,b =约710。
硬币的总数是a * b * 2,所以如果需要以5V500毫安的功率给手机充电,我们大约需要14200便士,如果每个电池由10个单元组成的话(20枚硬币)。
当然,下一个问题是什么时候有串联与并联的最佳比率?为此,我们需要一个总硬币数的函数。
总数= a * b = a *(Rc * Ip)/(Vc-Vp / a)
如果我们绘制这个函数,寻找最小值的位置,或者对这个函数求导,并寻找它等于零的地方,我们将找到每个电池最有效的单元格数。
事实证明,对于这种情况,最好的数字是10.5。显然我们不能有一半的单元格,所以10或11将是最有效的。 (如果我们每个电池使用11个电池,我们需要650个电池,或者14300个硬币,所以10个硬币的数量稍微好一点,虽然它可能比710个电池更容易制造650个电池,11个电池10个单元块)。
因此,只需$ 142(加上710打印案件的成本,一点纸板和一点电线),你可以建立自己一个手机充电器,大概会很好的工作吧...
有趣的是,事实证明,电池中的电池的最佳数量几乎仅取决于每个电池的电压。如果你使用具有大约0.58伏的每电池电压的Al和Cu版本,则每个电池中的最佳电池数量将几乎恰好为17。当然在这种情况下,每个电池单元由一个硬币和一个铝组成,而Zn和Cu版本每个单元是2个硬币。而内部电阻仍将影响所需的电池总数,因为如果内部电阻升高,每个电池单元只能够提供更少的电流。所以对于铝和铜版本,最佳的硬币数量由(17个电池/电池)*(1820电池)*(1硬币/电池)= 30940个硬币,或$ 310加上所有铝的成本等。