Curto-circuito da bateria de carro de 12 V com uma chave inglesa com resistência de 0,5 ohms, quanta corrente?

RESPOSTA / ERRO ENCONTRADO: a resistência dos condutores do multímetro é o culpado. A verdadeira resistência da chave não pode ser medida usando um multímetro básico. A resistência da chave é mais ou menos em torno de 0,000016 ohms.

Procurei em vários sites por uma resposta, mas ainda não há alegria .. (para esta pergunta específica).

Se uma bateria de carro estiver em curto-circuito com uma chave com resistência de 0,5 ohms, teoricamente, usando a lei de Ohm, a corrente = V / R = 12,65 volts / 0,5 ohms = 25,3 amperes.

Muitas pessoas (mesmo neste site aqui) afirmam que de 100 a 1000 de ampères fluirão pela chave e a soldarão nos terminais.

Como isso é possível quando apenas 25,3 amperes podem teoricamente fluir através dessa chave de 0,5 ohms usando 12,65 volts?

NB: Medi a resistência da chave usando um multímetro doméstico básico e mostra que a melhor resistência da chave é de 0,5 ohms. Espero ter medido isso corretamente. :)

Uma chave inglesa não tem uma resistência de 0,5 ohms, é bem menor.

Seu multímetro básico não pode medir resistências melhor que um ohm, a resistência dos condutores e a falta de confiabilidade da resistência de contato tornam isso impossível.

O modo como medições de resistências tão baixas quanto uma chave inglesa é usar um método Kelvin de 4 terminais. O que você faz aqui é passar uma corrente através da amostra usando dois terminais e depois medir a tensão através da amostra usando um par diferente de terminais. Com uma chave inglesa, se você usasse talvez 1A de ponta a ponta, veria uma queda de tensão de alguns mV.

Vamos colocar alguns números na sua chave inglesa. Eu não gosto de procurar resistividade, os grandes fatores de 10 me preocupam se vou colocá-los no verso de um envelope, então lembro apenas de um fato. Um comprimento de 1m de fio de cobre de 1mm tem cerca de 17mohm e, a partir daí, funciona.$^2$

Vamos supor que sua chave tenha 250 mm de comprimento e um eixo de 10 mm x 5 mm. Tem 1/4 de 1m de comprimento e 50mm , assim como 1/200 da resistência do meu fio de 1m x 1mm . Se fosse feito de cobre, teria uma resistência de 17mohm / 200, que é aproximadamente 100μohm. Mas não é cobre, é aço e provavelmente uma liga. Após uma rápida corrida pela Wikipedia, vamos supor que seja 50x mais resistivo que o cobre, portanto, tem uma resistência de cerca de 5mohm.$^2$$^2$

12v caiu 5mohm daria uma corrente de 2400A. O CCA da bateria está bem abaixo disso, portanto, a chave não está limitando a corrente, a bateria está.

A resistência de contato é outra complicação. No caso de uma bateria em curto com uma chave inglesa, é provável que exista um arco de plasma entre os contatos, o que pode ter uma resistência muito baixa. Também vale a pena considerar a pequena área de contato, embora essa região seja muito curta, geralmente é insignificante em comparação com o comprimento do condutor.

Em termos práticos, a verdadeira resistência da chave é próxima de zero. A bateria fornecerá a corrente instantânea máxima que pode ser extraída de suas células, que será bem menor do que qualquer cálculo feito. O efeito final é que a chave se tornará essencialmente um fusível: ela queimará em seu ponto mais estreito. Eu já vi isso acontecer com uma chave de boca crescente, e é espetacular, pois explodiu a cabeça. Felizmente, a pessoa que fez isso não foi ferida, mas foi muito perigosa e teve muita sorte. Também pode explodir a bateria, principalmente se a chave inglesa for grande o suficiente para sustentar a corrente por mais algum tempo.

NÃO SE arrisque a fazê-lo, pode matá-lo ou, pelo menos, causar graves danos à queimadura por ácido. Em suma, não seja um idiota.

Eu acho que o que todas as outras respostas estão deixando de fora é a resistência interna da bateria . Ao lidar com correntes grandes e curtos de baixa resistência, esse se torna o fator significativo que limita a corrente.

Uma bateria ideal pode ser modelada por uma fonte de tensão, mas as baterias reais agem mais como uma fonte de tensão em série com resistência.

Vamos imaginar um exemplo hipotético. Digamos que você tenha uma bateria de 12 V. Agora encurte os fios com um resistor de 0,1 ohm. De acordo com a lei de ohms, você recebe 120 A.

Agora imagine a mesma bateria, exceto com uma resistência interna de 1 ohm. Com o mesmo curto, você obtém 1,1 ohms de resistência, ou aproximadamente 10,9 A. Grande diferença!

Isso deve estar alinhado com a experiência cotidiana. Quando você coloca uma bateria diretamente em curto, você não recebe corrente infinita. Você obtém sua tensão dividida por sua resistência interna.

Sua medição de resistência é incorreta - O fluxo atual será limitado pela resistência da chave inglesa e pela resistência interna da bateria - ambas muito baixas.

Haverá um fluxo de corrente na região de, ou mais, que 1000A facilmente. Se não fosse tão perigoso, eu sugeriria que você tentasse, mas eu vi baterias explodirem com esse tipo de coisa ...

A resistência de contato entre os fios do multímetro e a chave inglesa é de 0,5 Ohm.

A chave, quando empurrada para os terminais de metal macio da bateria, terá uma resistência a curto-circuito muito menor.

Ainda assim, a resistência de contato é a mais alta do curto, daí a faísca. Muito calor é desperdiçado na área de contato.

Excelente , não tente isso em casa vídeos podem ser encontrados online .

A resistência da chave é tão baixa que você obterá resultados mais precisos que são apenas menores a cada melhoria. Uma bateria é uma fera e não deve ser tomada de ânimo leve. Sua capacidade de conduzir corrente instantânea é um pouco indicada pelo CCA (Cold Cranking Amps, como se vê), que não sei a definição exata e as condições do parâmetro. (editar, o SAE tem um padrão para isso.) Mas acho que você pode considerar o número como o pico de corrente que a bateria pode conduzir. (Acho que ainda é válido após a edição, a capacidade real da bateria que conduz essa corrente é muito maior.)

(Fonte: uma bateria de caminhão pode conduzir ~ 1000Amps e uma vez eu soldado um cabo facilmente na placa de cobre na mesa de teste durante um teste EMC.)

A primeira melhoria será uma medição de 4 pontos. Um multímetro pode medir apenas a resistência entre seus terminais, o que significa que ele medirá os cabos, os contatos frágeis que você faz com as sondas e a chave inglesa. Isso ocorre porque, em uma medição de 2 pontos, o medidor conduz uma corrente através de seus terminais e mede a tensão entre os terminais. Em uma medição de 4 pontos, o medidor conduz corrente através de um par de cabos e mede através de outro par de cabos, que não conduz corrente, mas carrega a tensão sem nenhuma alteração nos terminais. Dessa forma, é possível medir a resistência entre dois contatos pontuais.

Outra limitação seria o fato de que é possível sustentar apenas uma quantidade limitada de área superficial com as pontas das sondas. Uma chave inglesa pode ter um contato maior com o terminal da bateria, pois os terminais também são feitos para serem macios. Acho que a área da superfície aumentará após o contato, porque a chave pode realmente se fundir com o terminal (embora, em muitos casos acidentais, não se funde, acho que o contato cria um gás que repele a chave, pelo menos é isso que eu senti uma vez antes de começar a suar frio.)

Depois que a chave se funde, não temos nada a fazer senão esperar (esquivar?) Para que fique tão quente que brilha em vermelho. Só então, sua resistência poderá aumentar, mas não tanto quanto presumo, e acho que já danificamos a bateria de maneira irrecuperável, e algum processo químico na bateria deteriorará seu desempenho e deixará de conduzir tanto. (Isso também pode significar que a bateria criará gás e explodirá. Não percorreu essas terras.)

Eu preferiria calcular a resistência verificando o tipo de aço inoxidável do qual foi fabricado. Por favor, fique seguro. (:

Obtenha alguns terminais semelhantes aos da bateria e apoie a chave neles. Use uma fonte de alimentação regulada por corrente para aplicar 1 ampere entre os terminais. Use seu multímetro para medir separadamente a queda de tensão na chave inglesa e em cada ponto de contato. Isso lhe dirá onde estará a maior faísca e você não ficará desapontado com a falha da sua chave de vaporizar adequadamente.

Eu cresci em Dakota do Norte e uma vez na década de 1970, quando me deparei com uma manhã de -38F em janeiro e um carro sem um aquecedor de cabeça conectado, fiz o "truque da chave" (lembro-me de ter usado uma grande lâmina de faca de cozinha) para aqueça a bateria de chumbo-ácido. me disseram 4 segundos e foi o que fiz. pequenas faíscas quando conectei e um pouco mais de faíscas quando desconectei. havia duas pequenas contas nos pontos de contato, mas eu ainda conseguia puxar a lâmina.

e funcionou. antes que o motor mal ligasse. após um curto-circuito de 4 segundos, a bateria forneceu corrente suficiente para ligar o motor e, em cerca de 10 segundos de partida, o carro deu partida hesitante.

salvou minha bunda.

Sim, sua medição de resistência provavelmente está incorreta e a resistência é mais baixa. Uma bateria de chumbo-ácido padrão pode produzir até 1.000 amperes por um curto período de tempo, e provavelmente será no caso da chave, se as áreas de contato estiverem limpas.

Usando a lei de Ohm, seriam 24 amperes no máximo. Isso significa aproximadamente 288 watts de potência. Na realidade, algumas chaves têm resistência muito menor e a questão apresentada é calculada com base nesses dados.

Com toda essa energia dissipando-se dentro da bateria e sem um circuito externo para acioná-la, começaria a esquentar e possivelmente explodir ou pegar fogo em pouco tempo. Os eletrodos internos se dobrariam e a bateria seria danificada se deixada nesse estado de curto-circuito por 30 segundos ou mais.