Содержание

Определение модели наушников AirPods – Служба поддержки Apple (RU)

Узнайте, как определить поколение наушников AirPods по номеру модели, а также модель зарядного футляра к ним.

Поиск номера используемой модели

По номеру модели наушников AirPods можно определить их поколение.

Поиск в программе «Настройки»

  1. Перейдите в меню «Настройки» > Bluetooth *.
  2. Найдите AirPods в списке (например, «AirPods Ивана»). 
  3. Коснитесь кнопки «Подробнее»  рядом с AirPods, и отобразится номер модели.

 

* Если на устройстве установлена ОС, отличная от iOS 14 или iPadOS 14 либо более поздней версии, и наушники AirPods подключены к устройству, номер модели можно найти в разделе «Настройки» > «Основные» > «Об этом устройстве».

Прокрутите страницу вниз, пока не увидите имя AirPods, затем коснитесь имени.

Поиск на корпусе наушников AirPods

Если не удается узнать модель в разделе «Настройки», ее номер можно найти на наушниках AirPods. Номер модели указан в первой строке текста на обратной стороне каждого наушника AirPods или под левым амбушюром AirPods Max.

Определение поколения наушников AirPods по номеру их модели

Теперь по номеру модели можно узнать поколение наушников AirPods.

AirPods (3-го поколения)

Номер модели: A2565, A2564
Год выпуска: 2021

AirPods Max

Номер модели: A2096
Год выпуска: 2020

AirPods Pro

Номер модели: A2084, A2083
Год выпуска: 2019

AirPods (2-го поколения)

Номер модели: A2032, A2031
Год выпуска: 2019

AirPods (1-го поколения)

Номер модели: A1523, A1722
Год выпуска: 2017

Определение модели зарядного футляра

Модель зарядного футляра для наушников AirPods можно определить по расположению индикатора состояния и другим деталям.

Зарядный футляр MagSafe для AirPods (3-го поколения)

Номер модели: A2566
Год выпуска: 2021

Зарядный футляр MagSafe для AirPods (3-го поколения) совместим с беспроводными зарядными устройствами стандарта Qi и может выравнивать положение с помощью магнитов при использовании зарядных устройств, совместимых с MagSafe. В нижней части футляра расположен разъем Lightning для подключаемой зарядки. Индикатор состояния находится на лицевой стороне футляра, а серийный номер — на обратной стороне крышки.

Зарядный футляр MagSafe для AirPods Pro

Номер модели: A2190
Год выпуска: 2021

Зарядный футляр MagSafe для AirPods Pro совместим с беспроводными зарядными устройствами стандарта Qi и может выравнивать положение с помощью магнитов при использовании зарядных устройств, совместимых с MagSafe.  В нижней части футляра расположен разъем Lightning для подключаемой зарядки. Индикатор состояния находится на лицевой стороне футляра, а серийный номер — на обратной стороне крышки. Последние четыре цифры серийного номера: 1059 или 1NRC.

Зарядный футляр для AirPods Pro

Номер модели: A2190
Год выпуска: 2019
Совместим с AirPods Pro

Зарядный футляр для AirPods Pro совместим с беспроводными зарядными устройствами стандарта Qi. В нижней части футляра расположен разъем Lightning для подключаемой зарядки. Индикатор состояния находится на лицевой стороне футляра, а серийный номер — на обратной стороне крышки. Последние четыре цифры серийного номера: 0C6L или LKKT

Беспроводной зарядный футляр

Номер модели: A1938
Год выпуска: 2019
Совместим с наушниками AirPods (2-го поколения) и AirPods (1-го поколения)

Беспроводной зарядный футляр совместим со стандартом Qi. В нижней части футляра расположен разъем Lightning для подключаемой зарядки. Индикатор состояния находится на лицевой стороне футляра, а серийный номер — на обратной стороне крышки.

Зарядный футляр с разъемом Lightning

Номер модели: A1602
Год выпуска: 2017
Совместим с наушниками AirPods (2-го поколения) и AirPods (1-го поколения)

В нижней части футляра расположен разъем Lightning для подключаемой зарядки. Индикатор состояния находится на внутренней стороне футляра, а серийный номер — на внутренней стороне крышки.

Пытаетесь найти серийный номер?

Серийный номер наушников AirPods можно найти там же, где и номер модели.

Выполните действия, описанные в начале этой статьи. При необходимости можно изучить другие способы поиска серийного номера.

Дата публикации: 

Издания | Библиотечно-издательский комплекс СФУ

Все года изданияТекущий годПоследние 2 годаПоследние 5 летПоследние 10 лет

Все виды изданийУчебная литератураНаучная литератураЖурналыМатериалы конференций

Все темыЕстественные и точные наукиАстрономияБиологияГеографияГеодезия. КартографияГеологияГеофизикаИнформатикаКибернетикаМатематикаМеханикаОхрана окружающей среды. Экология человекаФизикаХимияТехнические и прикладные науки, отрасли производстваАвтоматика. Вычислительная техникаБиотехнологияВодное хозяйствоГорное делоЖилищно-коммунальное хозяйство. Домоводство. Бытовое обслуживаниеКосмические исследованияЛегкая промышленностьЛесная и деревообрабатывающая промышленностьМашиностроениеМедицина и здравоохранениеМеталлургияМетрологияОхрана трудаПатентное дело. Изобретательство. РационализаторствоПищевая промышленностьПолиграфия. Репрография. ФотокинотехникаПриборостроениеПрочие отрасли экономикиРыбное хозяйство. АквакультураСвязьСельское и лесное хозяйствоСтандартизацияСтатистикаСтроительство. АрхитектураТранспортХимическая технология. Химическая промышленностьЭлектроника. РадиотехникаЭлектротехникаЭнергетикаЯдерная техникаОбщественные и гуманитарные наукиВнешняя торговляВнутренняя торговля. Туристско-экскурсионное обслуживаниеВоенное делоГосударство и право. Юридические наукиДемографияИскусство. ИскусствоведениеИстория. Исторические наукиКомплексное изучение отдельных стран и регионовКультура. КультурологияЛитература. Литературоведение. Устное народное творчествоМассовая коммуникация. Журналистика. Средства массовой информацииНародное образование. ПедагогикаНауковедениеОрганизация и управлениеПолитика и политические наукиПсихологияРелигия. АтеизмСоциологияФизическая культура и спортФилософияЭкономика и экономические наукиЯзыкознаниеХудожественная литератураХудожественные произведения

Все институтыВоенно-инженерный институтБазовая кафедра специальных радиотехнических системВоенная кафедраУчебно-военный центрГуманитарный институтКафедра ИТ в креативных и культурных индустрияхКафедра истории России, мировых и региональных цивилизацийКафедра культурологии и искусствоведенияКафедра рекламы и социально-культурной деятельностиКафедра философииЖелезногорский филиал СФУИнженерно-строительный институтКафедра автомобильных дорог и городских сооруженийКафедра инженерных систем, зданий и сооруженийКафедра проектирования зданий и экспертизы недвижимостиКафедра строительных конструкций и управляемых системКафедра строительных материалов и технологий строительстваИнститут архитектуры и дизайнаКафедра архитектурного проектированияКафедра градостроительстваКафедра дизайнаКафедра дизайна архитектурной средыКафедра изобразительного искусства и компьютерной графикиИнститут горного дела, геологии и геотехнологийКафедра геологии месторождений и методики разведкиКафедра геологии, минералогии и петрографииКафедра горных машин и комплексовКафедра инженерной графикиКафедра маркшейдерского делаКафедра открытых горных работКафедра подземной разработки месторожденийКафедра технической механикиКафедра технологии и техники разведкиКафедра шахтного и подземного строительстваКафедра электрификации горно-металлургического производстваИнститут инженерной физики и радиоэлектроникиБазовая кафедра “Радиоэлектронная техника информационных систем”Базовая кафедра инфокоммуникацийБазовая кафедра физики конденсированного состояния веществаБазовая кафедра фотоники и лазерных технологийКафедра нанофазных материалов и нанотехнологийКафедра общей физикиКафедра приборостроения и наноэлектроникиКафедра радиотехникиКафедра радиоэлектронных системКафедра современного естествознанияКафедра теоретической физики и волновых явленийКафедра теплофизикиКафедра экспериментальной физики и инновационных технологийКафедры физикиИнститут космических и информационных технологийБазовая кафедра “Интеллектуальные системы управления”Базовая кафедра геоинформационных системКафедра высокопроизводительных вычисленийКафедра вычислительной техникиКафедра информатикиКафедра информационных системКафедра прикладной математики и компьютерной безопасностиКафедра разговорного иностранного языкаКафедра систем автоматики, автоматизированного управления и проектированияКафедра систем искусственного интеллектаИнститут математики и фундаментальной информатикиБазовая кафедра вычислительных и информационных технологийБазовая кафедра математического моделирования и процессов управленияКафедра алгебры и математической логикиКафедра высшей и прикладной математикиКафедра математического анализа и дифференциальных уравненийКафедра математического обеспечения дискретных устройств и системКафедры высшей математики №2афедра теории функцийИнститут нефти и газаБазовая кафедра пожарной и промышленной безопасностиБазовая кафедра проектирования объектов нефтегазового комплексаБазовая кафедра химии и технологии природных энергоносителей и углеродных материаловКафедра авиационных горюче-смазочных материаловКафедра бурения нефтяных и газовых скважинКафедра геологии нефти и газаКафедра геофизикиКафедра машин и оборудования нефтяных и газовых промысловКафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторожденийКафедра технологических машин и оборудования нефтегазового комплексаКафедра топливообеспеченя и горюче-смазочных материаловИнститут педагогики, психологии и социологииКафедра информационных технологий обучения и непрерывного образованияКафедра общей и социальной педагогикиКафедра психологии развития и консультированияКафедра современных образовательных технологийКафедра социологииИнститут торговли и сферы услугБазовая кафедра таможенного делаКафедра бухгалтерского учета, анализа и аудитаКафедра гостиничного делаКафедра математических методов и информационных технологий в торговле и сфере услугКафедра технологии и организации общественного питанияКафедра товароведения и экспертизы товаровКафедра торгового дела и маркетингаОтделение среднего профессионального образования (ОСПО)Институт управления бизнес-процессамиКафедра бизнес-информатики и моделирования бизнес-процессовКафедра маркетинга и международного администрированияКафедра менеджмент производственных и социальных технологийКафедра цифровых технологий управленияКафедра экономики и управления бизнес-процессамиКафедра экономической и финансовой безопасностиИнститут физ. культуры, спорта и туризмаКафедра медико-биологических основ физической культуры и оздоровительных технологийКафедра теоретических основ и менеджмента физической культуры и туризмаКафедра теории и методики спортивных дисциплинКафедра физической культурыИнститут филологии и языковой коммуникацииКафедра восточных языковКафедра журналистики и литературоведенияКафедра иностранных языков для гуманитарных направленийКафедра иностранных языков для естественнонаучных направленийКафедра иностранных языков для инженерных направленийКафедра романских языков и прикладной лингвистикиКафедра русского языка и речевой коммуникацииКафедра русского языка как иностранногоКафедра теории германских языков и межкультурной коммуникацииИнститут фундаментальной биологии и биотехнологииБазовая кафедра “Медико-биологические системы и комплексы”Базовая кафедра биотехнологииКафедра биофизикиКафедра водных и наземных экосистемКафедра геномики и биоинформатикиКафедра медицинской биологииИнститут цветных металлов и материаловеденияБазовая кафедра “Технологии золотосодержащих руд”Кафедра автоматизации производственных процессов в металлургииКафедра аналитической и органической химииКафедра инженерного бакалавриата СDIOКафедра композиционных материалов и физико-химии металлургических процессовКафедра литейного производстваКафедра металловедения и термической обработки металловКафедра металлургии цветных металловКафедра обогащения полезных ископаемыхКафедра обработки металлов давлениемКафедра общаей металлургииКафедра техносферной безопасности горного и металлургического производстваКафедра физической и неорганической химииКафедра фундаментального естественнонаучного образованияИнститут экологии и географииКафедра географииКафедра охотничьего ресурсоведения и заповедного делаКафедра экологии и природопользованияИнститут экономики, государственного управления и финансовБазовая кафедра цифровых финансовых технологий Сбербанка РоссииКафедра бухгалтерского учета и статистикиКафедра международной и управленческой экономикиКафедра социально-экономического планированияКафедра теоретической экономикиКафедра управления человеческими ресурсамиКафедра финансов и управления рискамиКрасноярская государственная архитектурно-строительная академияКрасноярский государственный технический университетКрасноярский государственный университетМежинститутские базовые кафедрыМежинститутская базовая кафедра “Прикладная физика и космические технологии”Политехнический институтБазовая кафедра высшей школы автомобильного сервисаКафедра конструкторско-технологического обеспечения машиностроительных производствКафедра материаловедения и технологии обработки материаловКафедра машиностроенияКафедра прикладной механикиКафедра робототехники и технической кибернетикиКафедра стандартизации, метрологии и управления качествомКафедра тепловых электрических станцийКафедра теплотехники и гидрогазодинамикиКафедра техногенных и экологических рисков в техносфереКафедра техносферной и экологической безопасностиКафедра транспортаКафедра транспортных и технологических машинКафедра химииКафедра электроэнергетикиХакасский технический иститутЮридический институтКафедра гражданского праваКафедра иностранного права и сравнительного правоведенияКафедра конституционного, административного и муниципального праваКафедра международного праваКафедра предпринимательского, конкурентного и финансового праваКафедра теории и истории государства и праваКафедра теории и методики социальной работыКафедра трудового и экологического праваКафедра уголовного праваКафедра уголовного процеса и криминалистики

По релевантностиСначала новыеСначала старыеПо дате поступленияПо названиюПо автору

Исследовательская работа ученика “Определение заряда электрона”

Исследовательская работа

«Определение заряда электрона»

Выполнил: ученик Стариков Артём

Учитель физики: Сенчик

Максим Максимович

Школа физиков «Спектр»

МБОУ «Богашевская СОШ им.

А. И. Фёдорова» Томского района

2018 год

Введение

Заряд электрона (e) – одна из фундаментальных постоянных, которая определяет наименьшее значение электрического заряда, наблюдаемое у элементарных частиц. Заряд любого тела кратен элементарному заряду ().

Используя закон Фарадея, ирландский физик Джордж Стони рассчитал значение заряда электрона Кл и предложил назвать эту величину электроном.

В 1897 году, исследуя катодные лучи, английский физик Джозеф Томсон открыл первую элементарную частицу, обладающую отрицательным зарядом. В 1909 году американский физик Роберт Милликен на основе этого эксперимента точно определил заряд этой элементарной частицы, и он оказался равен заряду, высчитанному Стони. Элементарная частица получила название электрона.

Изучение электрона, явлений, связанных с ним и его движением, позволило не только объяснить многие явления как электричество, магнетизм и свет, но и предсказать новые явления, свойства, что привело к появлению в 20 веке квантовой физики.

Электролиз

Электрический ток в металлах не сопровождается никакими химическими процессами, что объясняется тем, что ток в металлах переносят электроны. Но в некоторых проводниках — растворах электролитов и расплавах — ток сопровождается определёнными химическими изменениями.

Соединим последовательно с источником тока лампу и электрическую ванну с дистиллированной водой, в которую опустим угольные электроды. Замкнув цепь, мы увидим, что лампа не загорится — химически чистая вода практически не проводит ток. Но если мы растворим в воде какую-либо соль, например, медный купорос, то лампа загорится, а на катоде выделится медь из раствора (рис. 1).

Рис. 1

Когда через раствор протекает электрический ток, с зарядом всегда переносится вещество — это явление называется электролизом. Соответственно, в этих проводниках носителями тока являются ионы.

Когда в воде растворяют соли, кислоты или щелочь, нейтральные молекулы этих веществ расщепляются на положительные и отрицательные ионы. Растворы электролитов всегда имеют какое-нибудь количество катионов — положительных ионов — и анионов — отрицательных ионов. Они передвигаются беспорядочно, пока отсутствует электрическое поле. Но когда оно появляется, катионы начинают двигаться к катоду, а анионы — к аноду (рис. 2).

Рис. 2

Закон Фарадея

С помощью электронной теории можно вычислить массу веществ, выделившихся на электроде при электролизе. Эта масса

m равна произведению массы одного электрона m0 на число ионов n, которые осели на электроде, то есть . Масса одного иона , где M — молярная масса вещества, NA — постоянная Авогадро. Число осевших на электроде ионов можно выразить через заряд Q, прошедший через электролит, и заряд одного иона q0: . Соответственно,

.

Заряд любого иона равен заряду одновалентного иона e, умноженного на валентность иона n: . Таким образом,

. (1)

Из формулы (1) следует, что масса вещества, выделившегося на электроде, пропорциональна заряду, прошедшему через раствор. Эту зависимость экспериментально установил Майкл Фарадей в 1930-х годах, поэтому формула (1) стала носить название закона Фарадея.

Вычисление заряда электрона

Пользуясь законом Фарадея, можно вычислить заряд электрона. Из формулы (1) получаем:

.

Чтобы определить заряд электрона, нужно в опыте с электролизом какого-нибудь раствора, например медного купороса, определить массу выделившейся меди, продолжительность опыта и силу тока. Тогда можно вычислить заряд электрона, зная молярную массу меди и ее валентность.

Проведение экспериментов

Я решил экспериментально определить заряд электрона. Для этого была нарисована схема электрической цепи (рис. 3). Собранная схема показана на фотографии 1. Отдельно элементы цепочки показаны на фотографиях 2, 3 и 4.

Рис. 3

Фотография 1 Фотография 2

Фотография 3 Фотография 4

График 1

График 2

График 3

После того как в кюветку (фотография 2) налили раствор медного купороса и собрали электрическую цепь, подключают источник тока (ВСШ-6). Изменение тока, протекающего через раствор, показано на графике 1. Поскольку в процессе эксперимента сила тока менялась (см. график 1), использовали его среднее значение. Эксперимент проводили в течение 10 минут. На основании проведенных измерений определяем значение заряда электрона по формуле . Постоянные значения внесены в таблицу 1.

M (кг/моль)

n

NA (моль-1)

t (с)

2

600

Таблица 1

Было проведено 8 экспериментов, результаты 2 экспериментов ближе всего к табличному значению e. Значения, полученные во время более экспериментов, внесены в таблицу 2.

m1 (10-3 кг)

m2 (10-3 кг)

m (10-3 кг)

Iср (A)

e (Кл)

1

4,37

4,45

0,423

2

4,68

4,77

0,438

3

4,46

4,54

0,384

4

4,60

4,65

0,438

5

4,74

4,88

0,311

0,

6

4,33

4,43

0,4

7

4,52

4,60

0,361

8

4,59

4,66

0,275

Таблица 2

Вычислим среднее значение заряда электрона:

Получили , что близко к табличному значению .

Вычислим погрешность вычислений:

Соответственно,

(PDF) Определение удельного заряда электрона

4. Описание экспериментального оборудования

Лабораторный стенд (рис. 4) представляет собой заключенные в непрозрачный

кожух 1 систему катушек Гельмгольца 2, внутри которой установлена электронная лампа

3 с электронной пушкой. В установку входит блок питания электронной пушки и катушек

Гельмгольца 4. К приборам и принадлежностям относятся датчик магнитного поля

(датчик Холла) 5, линейка с миллиметровой шкалой 7. Установка оборудована

откидывающимся экраном, оберегающим лампу с электронной пушкой, когда установка

не работает.

5. Порядок выполнения работы

5.1. Соберите лабораторную установку, подключив датчики и веб-камеру к входу

концентратора (HUB USB), а последний – к USB – входу компьютера. HUB USB должен

иметь самостоятельное питание от сети.

5.2. Включите прибор (переключатель «Сеть») и дайте ему прогреться в течении 5

минут. Убедитесь, что переключатель направления тока в катушках установлен в

нейтральное положение

5.3. Направьте ток в катушках по часовой стрелке (переключатель направления

тока – вверх) и установите максимальный ток в катушках, повернув регулятор тока на

передней панели корпуса установки до упора вправо. Это значение тока соответствует

магнитной индукции 2 мТл.

5.4. Поворачивая электронную лампу вокруг вертикальной оси, получите

траекторию электронов в виде спирали, направленной в вашу сторону и от вас. Для

проведения измерений установите лампу таким образом, чтобы вектор скорости

электронов был направлен перпендикулярно направлению магнитного поля, что приведет

к движению электронов по окружности.

5.5. Приложите максимальное ускоряющее напряжение на электронную пушку,

повернув соответствующий регулятор на передней панели корпуса установки. Запишите

значение в таблицу.

5.6. Изменяя ускоряющее напряжение от максимального до примерно 100 В, при

котором электронная пушка прекращает работать, с шагом 10-20 В, произведите

измерения диаметра траектории движения электронов с помощью линейки. В таблицу

запишите значения диаметров при соответствующем значении ускоряющего напряжения.

Таблица

Заряд аккумулятора

Алгоритм заряда

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

На текущий момент на рынке аккумуляторов наиболее распространены следующие типы:

    SLA (Sealed Lead Acid) Герметичные свинцово-кислотные или VRLA (Valve Regulated Lead Acid) клапанно-регулируемые свинцово кислотные. Изготовлены по стандартной технологии. Благодаря конструкции и применяемых материалов, не требуют проверки уровня электролита и доливки воды. Имеют невысокую устойчивость к циклированию, ограниченные возможности работы при низком разряде, стандартный пусковой ток и быстрый разряд.

    EFB (Enhanced Flooded Battery) Технология разработана фирмой Bosch. Это промежуточная технология между стандартной и технологий AGM. От стандартной такие аккумуляторы отличаются более высокой устойчивостью к циклированию, улучшен прием заряда. Имеют более высокий пусковой ток. Как и у SLA\VRLA, есть ограничения работы при низкой заряженности.

    AGM (Absorbed Glass Mat) На текущий момент лучшая технология (по соотношению цена\характеристики). Устойчивость к циклированию выше в 3-4 раза, быстрый заряд. Благодаря низкому внутреннему сопротивлению обладает высоким пусковым током при низкой степени заряженности. Расход воды приближен к нулю, устойчива к расслоению электролита благодаря абсорбции в AGM-сепараторе.

    GEL (Gel Electrolite) Технология, при которой электролит находиться в виде геля. По сравнению с AGM обладают лучшей устойчивостью к циклированию, большая устойчивость к расслоению электролита. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, и высокие требования к режиму заряда.

Существуют еще несколько технологий изготовления аккумуляторов, как связанных с изменением формы пластин, так и специфическими условиями эксплуатации. Не смотря на различие технологий, физико-химические процессы протекающие при заряде — разряде аккумулятора одинаковые. По-этому алгоритмы заряда различных типов аккумуляторов практически идентичны. Различия,в основном, связаны со значением максимального тока заряда и напряжения окончания заряда.

Например, при заряде 12-ти вольтового аккумулятора по технологии:

    – SLA\VRLA максимальный ток 0.1С, напряжение 14,2 … 14,5В

    – AGM максимальный ток 0.2С, напряжение 14,6 … 14,8В

    – GEL максимальный ток 0.2С, напряжение 14,1 … 14,4В

Значения приведены усредненные по рекомендациям различных производителей аккумуляторов. Конкретные значения необходимо уточнить у производителя.

Определение степени заряженности аккумулятора

Есть два основных способа определения степени заряженности аккумулятора, измерение плотности электролита и измерение напряжения разомкнутой цепи (НРЦ).

НРЦ — это напряжение на аккумуляторе без подключенной нагрузки. Для герметичных (не обслуживаемых) аккумуляторов степень заряженности можно определить только измерив НРЦ. Измерять НРЦ необходимо не раньше, чем через 8 часов после остановки двигателя (отключения от зарядного устройства), с помощью вольтметра класса точности не ниже 1.0. При температуре аккумулятора 20-25оС (по рекомендации фирмы Bosch). Значения НРЦ приведены в таблице.

(у некоторых производителей значения могут отличаться от приведенных) Если степень заряженности аккумулятора меньше 80%, то рекомендуеться провести заряд.

Алгоритмы заряда аккумуляторов

Существуют несколько наиболее распространенных алгоритмов заряда аккумулятора. На текущий момент большинство производителей аккумуляторов рекомендуют алгоритм заряда CC\CV (Constant Current \ Constant Voltage – постоянный ток \ постоянное напряжение).

Такой алгоритм обеспечивает достаточно быстрый и «бережный» режим заряда аккумулятора. Для исключения долговременного пребывания аккумулятора в конце процесса заряда, большинство зарядных устройств переходит в режим поддержания (компенсации тока саморазряда) напряжения на аккумуляторе. Такой алгоритм называется трехступенчатым. График такого алгоритма заряда представлен на рисунке.

Указанные значения напряжения (14.5В и 13.2В) справедливы при заряде аккумуляторов типа SLA\VRLA,AGM. При заряде аккумуляторов типа GEL значения напряжений должны быть установлены соответственно 14.1В и 13.2В.

Дополнительные алгоритмы при заряде аккумуляторов

Предзаряд У сильно разряженного аккумулятора (НРЦ меньше 10В) увеличивается внутреннее сопротивление, что приводит к ухудшению его способности принимать заряд. Алгоритм предзаряда предназначен для «раскачки» таких аккумуляторов.

Асимметричный заряд Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора можно проводить заряд асимметричным током. При таком алгоритме заряд чередуется с разрядом, что приводит к частичному растворению сульфатов и восстановлению емкости аккумулятора.

Выравнивающий заряд В процессе эксплуатации аккумуляторов происходит изменение внутреннего сопротивления отдельных «банок», что в процессе заряда приводит неравномерности заряда. Для уменьшения разброса внутреннего сопротивления рекомендуется проводить выравнивающий заряд. При этом аккумулятор заряжают током 0.05…0.1C при напряжении 15.6…16.4В. Заряд проводиться в течении 2…6 часов при постоянном контроле температуры аккумулятора. Нельзя проводить выравнивающий заряд герметичных аккумуляторов, особенно по технологии GEL. Некоторые производители допускают такой заряд для VRLA\AGM аккумуляторов.

Определение емкости аккумулятора

В процессе эксплуатации аккумулятора его емкость уменьшается. Если емкость составляет 80% от номинальной, то такой аккумулятор рекомендуется заменить. Для определения емкости аккумулятор полностью заряжают. Дают отстояться в течении 1….5 часов и затем разряжают током 1\20С до напряжения 10.8В (для 12-ти вольтового аккумулятора). Количество отданных аккумулятором ампер-часов является его фактической емкостью. Некоторые производители используют для определения емкости другие значения тока разряда, и напряжения до которого разряжается аккумулятор.

Контрольно-тренировочный цикл

Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора одна из методик это проведение контрольно тренировочных циклов (КТЦ). КТЦ состоят из нескольких последовательных циклов заряда с последующим разрядом током 0.01…0.05С. При проведении таких циклов, сульфат растворяется, емкость аккумулятора может быть частично восстановлена.

Определение заряда электрона

Лабораторная работа № 

Тема: Определение заряда электрона.

Цель работы: экспериментально подтвердить утверждение о том, что заряд электрона можно определить используя явление электролиза.

Оборудование:

  • источник электропитания;
  • кювета с двумя медными электродами;
  • амперметр;
  • ключ;
  • весы с разновесами;
  • соединительные провода;
  • часы с секундной стрелкой;
  • насыщенный раствор медного купороса.

Теоретическая часть

Из закона Фарадея для электролиза следует, что заряд электрона е может быть определен из соотношения е = MIt/mnNA (1), где m – масса вещества, выделившегося на катоде, М – его молярная масса, n – валентность этого вещества, NA – число Авогадро, I – сила тока при электролизе, t – время протекания тока.

Таким образом для определения заряда электрона указанным способом достаточно измерить три величины: m, I и t.

Электрическая схема экспериментальной установки для выполнения работы показана на рисунке. В качестве электролита используют водный раствор медного купороса. В кювету устанавливают два медных электрода на расстоянии 3 – 4 см один от другого. Один электрод соединяют через ключ с отрицательным полюсом источника электропитания, другой – через амперметр с положительным. При этом обращают внимание на то, чтобы к положительному полюсу источника была подключена клемма амперметра, помеченная знаком “+”.

Массу вещества, выделившегося на катоде, определяют взвешиванием электрода до и после опыта: если до опыта масса электрода была m1, а после опыта – m2, то m = m2 – m1.

Силу тока определяют амперметром. Так как в ходе опыта величина тока может меняться, то в формулу е = MIt/mnNA подставляют ее среднее значение Iср. Для определения среднего значения силы тока показания амперметра записывают с интервалом в одну минуту на протяжении всего опыта. Затем все значения тока складывают и полученную сумму делят на количество замеров.

Время измеряют часами с секундной стрелкой.

Указания к работе

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

   I, А       Iср, А       m, кг       t, с       e, Кл   

I1=;I2=;I3=;I4=;I5=;I6=;I7=;I8=;

I9=;I10=;I11=;I12=;I13=;I14=;I15=;

2. Измерьте массу m1 электрода, который в последствии будет подключен к отрицательному полюсу источника электропитания.

3. Соберите электрическую цепь. Электроды подключают к цепи, вставляя их отогнутые лепестки в прорези штекеров соединительных проводов.

4. Проверьте правильность сборки цепи и надежность крепления соединительных поводов.

5. Подключите источник питания к электросети и заполните кювету раствором медного купороса.

6. Замкните ключ и одновременно с этим начните отсчет времени. Запишите первое показание амперметра I1.

7. На протяжении 15-20 минут с интервалом в одну минуту измеряйте и записывайте величину силы тока в цепи.

8. Через 15-20 минут с момента замыкания ключа разомкните его, отключите источник электропитания и разберите цепь.

9. Промойте и высушите катод.

10. Вычислите среднее значение силы тока Iср.

11. Измерьте массу катода m2.

12. Вычислите массу осевшей на катоде меди: m = m2 – m1.

13. Определите по формуле е = MIt/mnNA величину заряда электрона.

 

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Аккумулятор полностью заряжен: как убедиться и определить степень заряда

В среднем, аккумулятор заряжается 8–10 часов, но потраченное время зависит от многих факторов. Важно убедиться, что запитка полностью завершена и для этого можно определить остаточную емкость аккумулятора. Учитывая техническую сложность процесса, рекомендуется использовать более простой способ – проверка вольтметром.

Базовый принцип: установите вольтметр на клеммы аккумулятора с зарядкой. Если в течении часа напряжение не увеличивается при токе заряда, который не изменяется, значит АКБ заряжен на 100%. Для этого способа можно применять вольтметр даже с большой погрешностью, ведь главное не столько сами показатели, сколько постоянство напряжения.

Правила определения степени заряда аккумулятора

На выбор автомобилиста представлено несколько способов, проверенных временем и опытом, в частности:

· для моделей с жидкой кислотой, можно измерять плотность электролита с помощью ареометра;

· на выводах аккумулятора измерять напряжение нагрузочной вилкой. При рабочем стартере напряжение не должно быть ниже 9,5В. Этим методом определяется исправность стартера: если вы знаете и проверили зарядку АКБ другим методом, но напряжение ниже 9,5 В, значит, стартер подлежит ремонту.

· по показателям напряжения на выводах электрооборудования автомобиля;

· по показателям напряжения на выводах, но без нагрузки.

Наиболее популярный и простой метод – оценка показателей гидрометрического индикатора, если он встроен в салон авто.

Важно проводить все замеры при комнатной температуре, то есть 20–25 градусов. Для получения объективной информации стоит использовать таблицы, в которых подаются важные сравнительные данные. Для удобства водителей представлены таблицы, позволяющие получить данные на основе:

Таблица оценки степени заряда аккумулятора по напряжению

Напряжение

аккумулятора, В

6

6,32

6,22

6,12

6,03

<6,0

12

12,65

12,35

12,10

11,95

<11,7

24

25,28

24,71

24,22

23,91

<23,4

Температура замерзания, °С

-58

-40

-28

-15

-10

Степень заряда, %

100

75

50

25

0

Таблица оценки степени заряда АКБ по плотности электролита

Плотность электролита, г/см³

1,27

1,23

1,19

1,16

<1,12

Температура замерзания, °С

-58

-40

-28

-15

-10

Степень заряда, %

100

75

50

25

0

Таблица для оценки степени заряда аккумулятора

по напряжению с подключенной нагрузочной вилкой

Напряжение на выводах аккумулятора, В

10,5

9,9

9,3

8,7

<8,2

Степень заряда, %

100

75

50

25

0

Для того чтобы измерять напряжение на выходе, предварительно стоит дать покой аккумулятору минимум на 6 часов и предварительно отключить его от автомобильной системы.

В среднем, для уверенного старта и поддержания всех электрических приборов в рабочем состоянии уровень зарядки АКБ должен быть не меньше 60%.

Об определении уровня заряда литий-ионных аккумуляторов

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.03.001Получить права и содержание t-SOC ) и технический подход ( e-SOC ).

Рассмотрены методологии оценки SOC, калибровки, регрессии и проверки.

Обсуждаются вопросы точности и правильности оценки SOC.

Предлагаются улучшения для оценки SOC, калибровки, регрессии и проверки.

Abstract

Точная оценка состояния заряда (SOC) батареи на протяжении всего срока ее службы остается сложной задачей при исследованиях аккумуляторов. Хотя время от времени сообщается об улучшении точности, почти все они основаны на эмпирических методах регрессии, в то время как точность часто не учитывается должным образом. Здесь проводится всесторонний обзор для решения таких вопросов, от фундаментальных принципов, которые должны определять SOC, до методологий оценки SOC для практического использования.Он охватывает темы от калибровки, регрессии (включая методы моделирования) до проверки с точки зрения точности и аккуратности. В конце мы намерены ответить на следующие вопросы: 1) может ли оценка SOC быть самоадаптирующейся без смещения? 2) Почему подсчет ампер-часов необходим почти во всех методах регрессии с использованием моделей батарей? 3) Как установить согласованную структуру связи в мультифизических моделях батарей? 4) Для оценки точности оценки SOC следует использовать статистические методы для анализа факторов, влияющих на неопределенность.Мы надеемся, что благодаря этому надлежащему обсуждению принципов можно будет добиться точной оценки SOC.

Ключевые слова

Ключевые слова

ключевые слова

Li-Ion Battery

(SOC)

Калибровка

Regression

Многофизика Батарея

Мультификсировальная батарея Модель

Статистическая точность

Рекомендуемая статистическая точность

Рекомендуемая стационарная оцифровка Статьи (0)

Смотреть полный текст

Опубликовано Elsevier BV

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Общественная плата | USCIS

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ : Служба гражданства и иммиграции США (USCIS) применяет закон о неприемлемости (раздел 212(a)(4) Закона об иммиграции и гражданстве) в соответствии с Временным полевым руководством 1999 г., чтобы определить, является ли негражданин недопустимым, поскольку он может в любой момент стать общественное обвинение.Временное полевое руководство 1999 г. — это политика, действовавшая до введения в действие Окончательного правила государственной пошлины 2019 г. Окончательное правило публичного обложения 2019 года больше не действует.

Чтобы узнать больше о том, как Служба гражданства и иммиграции США (USCIS) применяет основание для неприемлемости, посетите нашу страницу Ресурсы по государственному обвинению .

Оповещение:  Служба гражданства и иммиграции США прекратила применение Окончательного правила государственной пошлины ко всем ожидающим рассмотрения заявлениям и петициям 9 марта 2021 г.

Служба гражданства и иммиграции США (USCIS) прекратила применение окончательного правила публичного сбора ко всем ожидающим рассмотрения заявлениям и петициям 9 марта 2021 года.Служба гражданства и иммиграции США удалила содержимое, связанное с освобожденным Окончательным правилом государственной пошлины 2019 года, из затронутых форм Службы гражданства и иммиграции США и опубликовала обновленные версии затронутых форм.

Редакции формы

Текущая дата издания следующих форм: 10.03.21. С 19 апреля мы будем принимать только выпуск от 10.03.21. До тех пор вы можете использовать предыдущие версии, указанные на каждой веб-странице формы.

  • И-864, И-864А, И-864ЭЗ, И-864В
  • И-539, И-539А
  • И-129КВ, И-129КВР
  • И-129
  • И-485, И-485А, И-485Дж
  • И-912

Информацию о соответствующих судебных решениях см. в сводке судебных разбирательств.

USCIS больше не применяет Окончательное правило публичной оплаты от августа 2019 года. Как следствие, помимо других изменений, USCIS применит закон о неприемлемости публичных обвинений в соответствии с Временным руководством для полевых работ 1999 года. Другими словами, USCIS не рассматривает получение заявителем льгот Medicaid (за исключением долгосрочной институционализации за счет государства), государственного жилья или льгот по Программе дополнительной продовольственной помощи (SNAP) как часть определения неприемлемости государственной пошлины.

Чтобы внести ясность и помочь ответить на вопросы, мы создали общедоступную страницу ресурса, заполненную фактами, вопросами и ответами и полезными ссылками. Посетите нашу страницу ресурсов, чтобы узнать больше.

Фон

2 ноября 2020 г. Окружной суд США Северного округа штата Иллинойс отменил окончательное правило о неприемлемости на основании общественного обвинения (84 Федерального закона 41 292 (14 августа 2019 г. )) с поправками, внесенными постановлением о неприемлемости по общественному обвинению. Основания; Поправка, 84 Фед. Рег. 52 357 (окт.2, 2019) (Окончательное правило об общественном сборе) по всей стране. Это решение было приостановлено Апелляционным судом седьмого округа США.

9 марта 2021 года Седьмой округ отменил свое приостановление, и вступил в силу приказ Окружного суда США Северного округа штата Иллинойс об отмене Окончательного правила о государственном обвинении. Когда вакатур вступил в силу, Служба гражданства и иммиграции США (USCIS) немедленно прекратила применение Окончательного правила государственной пошлины ко всем ожидающим рассмотрения заявлениям и петициям, которые подпадали под действие этого правила.USCIS продолжает применять закон о неприемлемости государственной пошлины, включая рассмотрение установленных законом минимальных факторов в совокупности обстоятельств, в соответствии с Временным полевым руководством 1999 года, которое действовало до введения в действие Окончательного правила государственной пошлины. Кроме того, USCIS больше не будет применять отдельное, но связанное «условие общественных пособий» к заявлениям или петициям о продлении срока пребывания неиммигранта и изменении статуса неиммигранта.

Заявители и петиционеры не должны предоставлять информацию или доказательства, относящиеся исключительно к Окончательному правилу о государственной пошлине.Это означает, что заявители на корректировку статуса не должны подавать форму I-944, Декларацию о самодостаточности или любые доказательства или документы, требуемые формой I-944, при подаче формы I-485. Заявители и ходатайствующие о продлении неиммиграционного статуса и изменении неиммиграционного статуса не должны предоставлять информацию, связанную с получением государственных пособий, в форме I-129 (часть 6), форме I-129CW (часть 6), форме I-539 (часть 5). ) и форму I-539A (часть 3).

Если заявитель или петиционер уже предоставил информацию, относящуюся исключительно к Окончательному правилу о государственной пошлине, и USCIS рассматривает заявку или петицию 9 марта 2021 года или позже, USCIS не будет рассматривать любую информацию, которая относится исключительно к Окончательному правилу о государственной пошлине, в том числе , например, информация, представленная в форме I-944, доказательства или документация, представленная в форме I-944, или информация о получении государственных пособий в форме I-129 (часть 6), форма I-129CW (часть 6), форма I-539 (часть 5) и форма I-539A (часть 3). Любая другая полученная информация будет оцениваться в соответствии с законом, положениями и политиками, действующими на момент вынесения решения.

Если вы получили запрос о предоставлении доказательств (RFE) или уведомление о намерении отказать (NOID) с запросом информации, которая требуется исключительно в соответствии с Окончательным правилом публичного обвинения, включая, помимо прочего, форму I-944, и ваш ответ должен быть или после 9 марта 2021 г. вам не нужно предоставлять эту информацию. Тем не менее, вам необходимо ответить на аспекты RFE или NOID, которые в противном случае относятся к праву на получение запрашиваемой иммиграционной льготы.Если USCIS потребует дополнительную информацию или доказательства для принятия решения о неприемлемости публичного обвинения в соответствии с законом и в соответствии с Временными полевыми рекомендациями 1999 года, мы выпустим еще один RFE или NOID.

USCIS опубликовала новые версии форм для затронутых форм. С 19 апреля 2021 г. мы будем принимать только выпуски от 10.03.21. До тех пор вы также можете использовать предыдущие версии, указанные на каждой веб-странице формы.

Определение заряда белка и значение для взаимодействия в клеточных экстрактах

Abstract

Десятилетия исследований в разбавленных растворах выявили влияние заряженных остатков на стабильность, растворимость и липкость белка.Подобные характеристики теперь необходимы в физиологических растворах, чтобы понять влияние заряда на поведение белка в нативных условиях. С этой целью мы использовали электрофорез со свободной границей и нативный гель для изучения заряда цитохрома c в буфере и в экстрактах Escherichia coli . Мы обнаружили, что заряд цитохрома c был примерно в 2 раза ниже, чем предполагалось на основании анализа первичной структуры. Заряд цитохрома c регулировали связыванием сульфата и делали анионным в E.coli за счет взаимодействия с макроанионами. Мутанты, у которых три или четыре катионных остатка были заменены глутаматом, были нейтральными по заряду и «инертными» в экстрактах. Сравнение склонности к взаимодействию цитохрома c и мутантов подчеркивает роль отрицательного заряда в стабилизации физиологических условий. Отталкивание от заряда и предпочтительная гидратация, по-видимому, предотвращают агрегацию. Обсуждаются последствия для молекулярной организации in vivo .

Ключевые слова: экстракт клеток , мутанты с инвертированным зарядом, мембранный электрофорез, нативный гель-электрофорез, эксклюзионная хроматография, пятикомпонентные взаимодействия . 1 , 2 Нековалентные взаимодействия с участием заряженных групп действуют на самых больших расстояниях 3 , 4 , 5 и существенно влияют на поведение белков.Например, имеется обширная литература, сообщающая о влиянии заряженных остатков на кинетику 6 , 7 , 8 и термодинамику 9 , 10 распознавания белков. Притяжение заряд-заряд часто используется при конструировании биосупрамолекулярных систем, включая ДНК-оригами, 11 протоклетки на основе коацервата, 12 , 13 и белковые сборки. 14

Хотя влияние суммарного заряда на поведение белка хорошо изучено, измерение заряда белка проводится редко.А предыдущие исследования по определению заряда выявили несоответствия между экспериментально полученными и расчетными значениями для белков. 15 , 16 , 17 Это несоответствие подчеркивает сложную кооперативную природу взаимодействий заряд-заряд на полиэлектролитных поверхностях. Исследования белкового заряда, системного свойства, поэтому остаются критически важными для разработки моделей белковой «структуры заряда» 15 и для понимания специфических ионных эффектов, 18 , 19 , 20 , 21 , 22 посттрансляционные модификации, 23 и связывание лиганда. 24 , 25

Значение взаимодействий заряд-заряд в клетках подразумевается их дальнодействующей природой и сильно кулоновским характером физиологических сред. 26 , 27 , 28 Например, заряд белка создает «ореол» потенциальной энергии, который простирается от ван-дер-ваальсовой поверхности белка на расстояние до 10 Å при физиологической ионной силе. 3 , 29 Аналогичное расстояние разделяет макромолекулы в скученной цитоплазме.Таким образом, экранированные взаимодействия заряд-заряд имеют биологическое значение. 26 , 29 Кроме того, распределения изоэлектрических точек всех протеомов, как правило, бимодальные, разграничивающие популяции катионных и анионных белков. 27 , 28 В то время как малое количество белков с p I s в диапазоне pH 7,4–7,6 является универсальным, относительное содержание катионных и анионных белков варьируется в зависимости от вида и внутриклеточной локализации. 28 Приблизительно 90% наиболее распространенных белков в E.coli являются анионными при физиологическом pH, что позволяет предположить, что отталкивание заряда от заряда имеет решающее значение для стабилизации цитоплазмы против случайной агрегации. 27 Термин «пятеричная структура» 30 появился для обозначения заряд-направленных взаимодействий, которые временно связывают функционально родственные комплексы in vivo . Достижения в области ЯМР-спектроскопии, флуоресцентных методов и электронной микроскопии привели к лучшему пониманию зарядовых эффектов и пятерной структуры в клетках или аналогичные многолюдные среды. 5 , 36 , 37 , 38 , 39 Однако исследования структуры заряда макромолекул в живых клетках в настоящее время недостижимы и почти не проводятся в нативных растворах. 3 , 5 , 29

Для определения заряда очищенных белков существуют различные методы электрофореза в свободном растворе. 2 , 15 Из них электрофорез в мембране с электрофоретической подвижностью в реальном времени (REM-MCE) является простым, быстрым и точным. 15 Этот метод измеряет электрофоретическую подвижность ( μ ) белка с помощью электрофореза с подвижной границей. 40 , 41 От μ эффективная валентность белка ( Z эфф ; безразмерное отношение кулоновского заряда к заряду элементарного протона) можно рассчитать как [уравнение. (1)]: 15

μ = Z 8 Q P /6 π R S η

Где Q p — основной заряд протона, R с — радиус Стокса белка, η — вязкость растворителя.REM-MCE можно использовать для изучения заряда белка в растворах с различной ионной силой и значениями pH, чтобы выявить предпочтительные взаимодействия ионов с поверхностью исследуемого белка. Приборы MCE также можно использовать для стационарного электрофореза (SS-MCE). В экспериментах SS-MCE величина приложенного электрического поля относительно мала (т. е. ., 0,05–0,2 В/см), и потоку макроионов в электрическом поле противодействует поток макроионов из-за диффузии. При достижении стационарного состояния (10–12 ч) поток ионов за счет электрофореза уравновешивается потоком за счет диффузии, и формируется устойчивый градиент концентрации макроионов.Градиент концентрации макроионов является экспоненциальным по отношению к оси x (положение в см) и может соответствовать следующему уравнению для получения эффективного заряда [уравнение. (2)]: 41

C ( x ) = Σ + C + C o Exp [Z EFF [ E / ( K B T )]( x x o )]

где σ — смещение базовой линии (см −1 ),

9 c

0 c o – концентрация белка (мг/мл) в произвольной исходной точке отсчета x o (см), T – температура (К), E – электрическое поле (В/см), k B — постоянная Больцмана (1. 3807 × 10 −23 Дж/К). Нативный гель-электрофорез также можно использовать для измерения заряда белка в разбавленных или сложных растворах (т.е. экстрактах 42 ) и обычно применяют для мониторинга образования комплексов. 42 , 43 Таким образом, этот подход подходит для сравнения заряда тестового белка в простых и физиологических образцах. Здесь REM-MCE, SS-MCE и нативный гель-электрофорез использовались для исследования заряда цитохрома c при pH 7,0 в разбавленных простых растворах или в концентрированных E.coli , которые имитируют переполненную гетерогенную цитоплазму.

В буферах, содержащих KCl, KNO 3 , K 2 SO 4 или MgCl 2 при ионной силе ( I ) 100 м

M, 900 был примерно в 2 раза ниже, чем предполагалось на основании его первичной структуры. REM-MCE выявил снижение валентности цитохрома c , вызванное связыванием сульфата или мутациями с инвертированным зарядом (Arg/Lys → Glu) (4 мутанта, называемых одинарными-четверными). Последовательное снижение заряда в серии мутантов коррелировало со снижением «липкости» каждого мутанта в концентрированных экстрактах E. coli . 37 Важно отметить, что цитохром c , а также одиночные и двойные мутанты вели себя как анионы в экстрактах E. coli из-за взаимодействия с макроанионами. Напротив, тройные и четверные мутанты были нейтральными по заряду и, по-видимому, «инертными». Эти данные подчеркивают выдающуюся роль анионных частиц в физиологических растворах.Последствия этих открытий рассматриваются в свете современных моделей внутриклеточной молекулярной организации.

Результаты и обсуждение

Заряд цитохрома с низкий и зависит от соли KCl, KNO

3 , MgCl 2 или K 2 SO 4 при ионной силе 100 м M (вспомогательная информация, рис.С1). KCl является стандартной солью для исследований MCE из-за почти идентичных транспортных свойств K + и Cl , которые уменьшают электроосмотические потоки. 15 , 16 , 40 Предпочтительные ионно-белковые взаимодействия можно определить путем сравнения подвижности белков в буферах, содержащих различные соли. 16 , 19 Предпочтительны соли, состоящие из простых одновалентных ионов. 15 , 16 , 21 , 40 Чтобы устранить различия в валентности железа гема, с помощью REM и SS-MCE был изучен только окисленный белок.В таблице приведены электрофоретическая подвижность ( μ ), эффективная валентность ( Z eff ), и валентность Дебая-Хюккеля-Генри (Z DHH ) цитохрома c в каждом буфере. Z eff представляет специфичную для раствора валентность белка с ассоциированным облаком противоиона. Z DHH вносит поправку на размер противоиона, электрофоретический эффект и электростатический скрининг, чтобы обеспечить оценку формальной валентности белка. Таким образом, 19 , 21 Z DHH является полезным индикатором предпочтительных взаимодействий ионов. 15 , 16 Z eff цитохрома c был примерно в 3 раза меньше, чем Z DHH , как и предсказывалось на основе теории MCE. 15 Для ясности далее будет цитироваться только валентность Дебая-Хюккеля-Генри.

Таблица 1

Среднее значение μ, Z eff и Z DHH Значения для цитохрома c Определено с помощью REM-MCE a

4
Соль ( I  = 100 м M ) мк × 10 −5 см 2 /с В З эфф З DHH
KCl 6. 15 (± 0,03) 1.34 (± 0,01) 4.10 (± 0,03)
Kno 3 5.53 (± 0,02) 1.21 (± 0,01) 3,71 (± 0,02)
MgCl 2 5,24 (± 0,06) 1,15 (± 0,01) 3,49 (± 0,08)
К 2 СО ~0 ~0 ~ 0

В буферах, содержащих KCl, KNO 3 или MgCl 2 , валентность цитохрома c изменялась от +3. 50 до +4,10 (таблица). Расчетная валентность трехвалентного цитохрома c составляет +7,8 при pH 7,0, предполагая модель p K . и значений. 44 Однако в настоящее время нет средств для точного расчета валентности белка. Приблизительная двукратная разница между рассчитанной и измеренной валентностью цитохрома c подчеркивает ограничения таких расчетов «обратной стороны конверта», которые предполагают; (1) константа pK и значений и (2) что только связывание протона модулирует заряд белка.Цитохром c , связанный с сульфатом, имеет расчетный заряд +5,8 (PDB 1YCC, кристаллы, выращенные из примерно 90% насыщенного сульфата аммония). 45 Интересно, что в растворах K 2 SO 4 цитохром c не образовывал градиент концентрации в положительных или отрицательных электрических полях, что указывает на то, что он был нейтрален по заряду (дополнительная информация, рис. S1). Мембранная поляризация может происходить во время REM-MCE и препятствовать формированию границ. 40 SS-MCE, самый точный метод определения валентности белков, 16 , 19 , 21 использует электрические поля в десять раз меньшие, чем те, которые используются в REM-MCE, чтобы устранить расширение границ из-за поляризации мембраны.Однако градиенты концентраций никогда не образовывались во время экспериментов SS-MCE цитохрома c в растворах K 2 SO 4 (данные не показаны). Таким образом, пониженная валентность цитохрома c , вероятно, возникает из-за связывания сульфата. Предпочтительное связывание сульфатов ранее было определено с помощью электрофореза в свободном растворе для других катионных белков, включая лизоцим из бактериофага Т4 16 и куриного яичного белка 19 , а также РНКазы. 21 Нейтрализация цитохрома c за счет взаимодействия с сульфатом подтверждается наличием участков связывания сульфата в кристаллических структурах. 45 Аналогично, взаимодействие цитохрома c с надмолекулярным анионом сульфонато-каликс[4]арен 46 происходит через структурный мотив C α NN 47 , что позволяет предположить, что этот сайт оптимизирован для связывания аниона. Попыткам исследовать изменения валентности цитохрома c в растворах, содержащих каликсарен, с помощью REM-MCE препятствовали взаимодействия между ограничивающей мембраной и каликсареном (вспомогательная информация, рис. S2). Эффекты физиологически значимых анионов (например,г., глутамат, фосфаты и поликарбоксилаты) не могут быть изучены по той же причине. 21 , 40 Из-за схожей геометрии, радиусов и анионной природы сульфатов и фосфатов, 48 ожидается, что связывание фосфата вызовет сопоставимые изменения валентности цитохрома c . Примечательно, что имеются структурные доказательства связывания фосфолипидов (кардиолипинов) с цитохромом c . 49

Специфические эффекты ионов на взаимодействие цитохрома с в

E. coli Extracts

Ранее эксклюзионная хроматография (SEC) использовалась для определения специфического воздействия ионов на макромолекулярные ансамбли в экстрактах E. coli . 18 , 37 Цитохром c элюировался во фракциях с высокой молекулярной массой, когда буфер SEC содержал 100 м M глутамата калия, 37 физиологически обильная соль, которая присутствует в концентрациях выше 100 м М в Е.коли . 50 Этот результат свидетельствует о том, что цитохром c был связан с макромолекулами в экстракте E. coli (т.е. преимущественно сольватирован 3 соседними макромолекулами). Взаимодействия цитохрома c частично нарушались, когда буфер содержал 100 м М хлорида натрия. 37 В данном случае SEC использовали для определения того, преобладают ли взаимодействия цитохрома c с сульфатом в физиологических условиях.В буферах, содержащих 35 м М К 2 SO 4 ( I =   100 м М ) цитохрома c –6 высокомолекулярных фракций, элюированных из колонки SEC с небольшим количеством во фракциях с низкой молекулярной массой (70–80 мл; рис. ), где обычно элюируется чистый цитохром c (вспомогательная информация, рис. S3). Аналогичный профиль элюирования был получен в буферах, содержащих 100 м М KCl или KNO 3 , хотя в последних случаях цитохром с отсутствовал во фракциях объемом 70–80 мл (рис.). Таким образом, оказывается, что большинство заряженных взаимодействий цитохрома с с макромолекулами E. coli не нарушались в присутствии сульфата, нитрата или хлорида. Вполне вероятно, что высокая эффективная концентрация отрицательного заряда, обнаруженная на участках макроанионной поверхности 19 , 26 , 51 , в сочетании с высоким отношением поверхности к объему в клеточных экстрактах делает взаимодействие цитохрома c с макромолекулами более благоприятным. чем цитохром c взаимодействия с простыми анионами.

SDS-PAGE анализ эксклюзионных хроматограмм обработанных ДНКазой I экстрактов клеток E. coli , содержащих сверхэкспрессированный цитохром c . Буферы SEC представляли собой 20 м M Na 2 HPO 4 или TRIS–HCl (pH 7,0) и содержали K 2 SO 4 , KCl, KNO 3 0, 3 MgCl, ионная сила 100 м M . Стрелкой отмечено положение миграции цитохрома c . Гелевые дорожки помечены; ММ: маркер молекулярной массы; CE: клеточный экстракт; 45–80: объем фракции (мл).

Интересно, что в буферах, содержащих 35 м M MgCl 2 ( I =   100 м M ) цитохрома c (5m; рис. . Эти фракции дали типичный спектр цитохрома c HSQC, подтверждающий идентичность и чистоту белка (дополнительная информация, рис. S4). Mg 2+ прочно связывается с биологическими оксианионами, такими как фосфаты и карбоксилаты. 18 , 51 , 52 Предполагается, что разрушающий эффект Mg 2+ в экстрактах возникает из-за смещения основанных на заряде взаимодействий между катионными и анионными участками на поверхности макромолекул. 18 Из-за большого количества остатков лизина на поверхности цитохрома c вполне вероятно, что лизин-фосфатные и/или лизин-карбоксилатные взаимодействия вызывают комплексообразование цитохрома c с нуклеиновыми кислотами и/или белками соответственно.Чтобы выяснить причину его липкости в экстрактах, взаимодействие цитохрома с с нуклеиновыми кислотами исследовали путем предварительной обработки экстрактов нуклеазами (РНКазой A или ДНКазой I) перед SEC в 20 м M Na 2 HPO 4 , 100 м М KCl, рН 7,0. Цитохром c элюировался в высокомолекулярных фракциях в обоих экспериментах (рис.; только экстракты, обработанные ДНКазой). Присутствие цитохрома с в высокомолекулярных комплексах после гидролиза нуклеиновых кислот свидетельствует о том, что цитохром с взаимодействует преимущественно с анионными белками.Хотя интерфейсы белок-белок обычно лишены остатков лизина, 53 здесь подразумевается роль лизина в управлении неспецифическими взаимодействиями (лизин-карбоксилатные солевые мостики).

Мутанты с инвертированным зарядом

Характеристика белков в условиях пониженного заряда может выявить важность электростатики в управлении поведением белков. 2 , 16 , 37 , 41 Например, ранее было показано, что мутанты цитохрома c с инвертированным зарядом (Arg/Lys → Glu) были менее липкими в E.coli по сравнению с белком дикого типа. 37 REM-MCE использовали для исследования эффективной валентности ряда мутантов цитохрома c с инвертированным зарядом при pH 7,0 в буферах, содержащих 10 м M BTP, 100 м M KCl. Серия включала одиночный (R13E), двойной (R13E/K73E), тройной (R13E/K73E/K87E) и четверной (R13E/K73E/K87E/K100E) мутант (рис. 1). В таблице показаны валентности μ , полученные экспериментально и рассчитанные для мутантов. Z DHH и Z cal для каждого белка имеют одинаковую общую картину: цитохром дикого типа c имеет самую высокую валентность, за которой следуют одиночные, двойные и тройные/четверные мутанты (таблица). Однако Z кал значительно больше, чем Z DHH и переоценивает изменение валентности каждой мутации.

Представления электростатической поверхности цитохрома c дикого типа и мутантов с инвертированным зарядом, с положительным и отрицательным потенциалами, окрашенными в синий и красный цвета соответственно.Мутантные положения помечены, а открытый край гема окрашен в черный цвет.

Стол 2

Средние значения μ, Z DHH и Z cal для мутантов цитохрома c Определено с помощью REM-MCE в 10 мМ BTP, 100 мМ KCl при pH 7,0 а

Мутант мк × 10 −5 см 2 /с В З ДХХ З кал
Одинарный (R13E) 3. 81 (± 0,03) 2.50 (± 0,02) 5.8 5.8
Двойной (R13E / K73E) 294 (± 0,02) 2 1.56 (± 0,02) 3,8
Triple (R13e / K73E / K87E) ~0 ~0 ~ 0 1.8
Четырехместный (R13E / K73E / K87E / K100E) ~0 ~0 -0. 8

Трехместный и четырехместный мутанты не образовывали электрофоретических градиентов концентрации во время экспериментов REM или SS-MCE, что указывает на то, что они имеют суммарный заряд ~0 (см. «Материалы и методы», вспомогательная информация, рис.С5 и С6). Белки с валентностью ∼0 склонны к самоассоциации. 20 Динамические комплексы и агрегаты не подходят для исследований с помощью РЭМ-МКЭ. 15 Поэтому для проверки олигомерного состояния репрезентативных образцов использовали аналитическое ультрацентрифугирование по скорости седиментации (SV-AUC). Мутанты дикого типа, двойные и четверные мутанты давали один вид со средним коэффициентом (s) седиментации 1,74, что соответствует молекулярной массе мономера (рис. 1). Следовательно, отсутствие формирования электрофоретического градиента в тройных и четверных образцах не было результатом олигомеризации или агрегации.Точно так же SEC-анализ чистых тройных и четверных мутантов согласовывался с мономером 13 кДа даже при концентрациях общего белка 1 м M (12,7 мг/мл, рис. ). Вместе эти данные указывают на то, что, хотя суммарный заряд тройки и четверки равен ~0, они остаются мономерными и растворимыми в воде.

( A ) Репрезентативное распределение коэффициента седиментации, полученное из образца 0,5 мг/мл четверного мутанта в 10 м M BTP, 100 м M KCl, pH 7.0. Распределение седиментации показывает один пик при 1,69 с без признаков агрегации при более высоких значениях с . ( B ) SDS-PAGE анализ профиля элюирования чистого четырехкратного мутанта (12,7 мг/мл) во время SEC в 10 м M TRIS-HCl, 100 м M KCl, pH 7,0. Гелевые дорожки помечены; ММ: маркер молекулярной массы; чистый: чистый образец перед SEC; 45–80: объем фракции (мл). Стрелкой отмечена миграционная позиция четверного мутанта.

Электрофорез выявил предпочтительные взаимодействия цитохрома с и мутантов

Для изучения заряда и взаимодействий цитохрома с и мутантов в условиях большей физиологической значимости был использован электрофорез в нативном геле для сравнения миграции белка в буфере и в E. coli (рис. ). Обратите внимание, что экстракты, используемые для нативного гель-электрофореза, были приготовлены из неэкспрессирующих культур E. coli , выращенных до насыщения в LB (см. «Материалы и методы»). Ожидалось, что этот подход позволит получить экстракты с более высокой концентрацией макромолекул и составом, более близким к нативному, по сравнению с экстрактами, приготовленными из культур с более низкой плотностью, сверхэкспрессирующих тестируемый белок. Флуорометрия Qubit показала, что общие концентрации белка, РНК и ДНК в обработанных ДНКазой I экстрактах, приготовленных из насыщенных культур LB, составляли приблизительно 80, 7 и 1 мг/мл соответственно.Поэтому эти экстракты можно считать умеренно скученными 3 и неоднородными. Экстракты, приготовленные из E. coli , культивированных на минимальной среде и сверхэкспрессирующих 15 N-меченый цитохром c , были примерно вдвое менее концентрированными. Этот вывод подтверждается анализом SDS-PAGE, сравнивающим общее содержание белка в экстрактах обоих типов (вспомогательная информация, рис.  S7).

2% агарозные гели, показывающие миграцию цитохрома c и мутантов в буфере и в E.экстракты кишечной палочки . Буфер для электрофореза содержал 20 м M Na 2 HPO 4 или TRIS-HCl при pH 7,0 плюс указанную соль с ионной силой 100 м M . Цитохром c и мутанты имеют красный или розовый цвет (из-за окисленного или восстановленного гема соответственно) и поэтому легко различимы на геле. Дорожки геля помечены как WT, SM, DM, TM и QM, что указывает на присутствие цитохрома c и одинарных, двойных, тройных и четверных мутантов соответственно.

Эксперименты с нативным гелем проводили в четырех различных буферах для электрофореза при pH 7,0, содержащих 20 м M Na 2 HPO 4 или TRIS–HCl ± KNO 3 , K 2 8 SO 9, 8 MgCl 2 при ионной силе 100 м M . В соответствии с данными MCE, чистый цитохром c всегда мигрировал к катоду с коротким расстоянием миграции (например, 5 мм в 20 мМ Na 2 HPO 4 , pH 7. 0), несмотря на относительно высокое приложенное напряжение и большое время работы (см. «Материалы и методы»). Этот результат подтвердил, что цитохром c является слабокатионным. Расстояние миграции цитохрома c было короче в присутствии буферов, содержащих KNO 3 или K 2 SO 4 , при ионной силе 100 м M по сравнению с одним буфером (рис. ), что демонстрирует гашение заряда цитохрома c анионами. Снижение заряда цитохрома с , вызванное инверсией заряда, также было очевидным.Например, миграция тройных и четверных мутантов была слабой в буфере и в присутствии KNO 3 или K 2 SO 4 , что подтверждает их нейтральный заряд (рис. 1). В присутствии Mg(NO 3 ) 2 цитохром c и мутанты мигрировали к катоду. Интересно, что расстояние миграции цитохрома c было больше в буфере, содержащем 35 м M Mg(NO 3 ) 2 , чем в одном буфере (фиг. ). Это открытие противоречит данным REM-MCE, которые показали, что мк цитохрома c было ниже в буферах, содержащих MgCl 2 , чем в буферах, содержащих KCl или KNO 3 (таблица). Кроме того, цитохром с и мутантные полосы были тонкими и размытыми в присутствии Mg(NO 3 ) 2 (рис. 1). Возможно, такие аберрантные паттерны миграции белков возникают в результате взаимодействий Mg 2+ с анионами, связанными с агарозой. 54 Мы подозреваем, что Mg 2+ , мощный нарушитель белковых взаимодействий, 18 , 51 вытесняет взаимодействия цитохрома c (и мутанта) с анионами, связанными с агарозой.

При наличии в экстрактах E. coli поведение цитохрома c существенно изменилось с миграцией к аноду (рис. ). Диффузный характер полосы цитохрома c в клеточных экстрактах предполагает, что он неспецифически взаимодействует с многочисленными анионными белками или ансамблями. Расстояние миграции сборок, содержащих цитохром c , было короче в присутствии соли (KNO 3 или K 2 SO 4 at I = 100 м M ) по сравнению с одним буфером (без соли), что указывает на то, что эти сборки имели более низкий суммарный заряд при физиологической ионной силе (т. е. они подвергались экранированию заряда; рис. ). Однако взаимодействия цитохрома c не нарушались в буферах, содержащих KNO 3 или K 2 SO 4 .Таким образом, эти экранированные зарядом сборки напоминают анионные «кластеры», которые, как ожидается, проникают в цитоплазму. 26 , 27 Когда буфер для электрофореза содержал 35 м M Mg(NO 3 ) 2 , цитохром c (и мутанты) мигрировал к катоду, демонстрируя разрушение 7g4 Mg катионы 2+ (рис. ). Обширное осаждение, наблюдаемое вблизи лунки для загрузки, подчеркивает вредные эффекты нейтрализации заряда макромолекул в условиях скопления людей и подтверждает роль (экранированного) отталкивания заряда в стабилизации цитоплазмы. 5 , 26

В буфере с низкой ионной силой одиночный мутант мигрировал к аноду как часть макроанионного комплекса в экстракте E. coli (рис. ). Когда буфер содержал KNO 3 или K 2 SO 4 , низкие концентрации одиночного мутанта также мигрировали к катоду. Этот результат предполагает, что взаимодействия между одиночным мутантом и анионными белками E. coli слабее, чем у цитохрома c .Еще большая концентрация двойного мутанта мигрировала к катоду, что свидетельствует о дальнейшем ослаблении его взаимодействия с белками E. coli . Миграция тройных и четверных мутантов была почти одинаковой как в разбавленных образцах, так и в образцах клеточного экстракта, независимо от буфера для электрофореза (рис. 1), подтверждая, что эти мутанты не взаимодействовали с макроионами E. coli . 37 Тройной мутант содержит 20 катионных остатков (аргинин, лизин, гистидин) и 14 анионных остатков (аспартат и глутамат). Гетерогенное распределение заряда тройного мутанта (рис. 1), вероятно, делает белок хорошо растворимым, несмотря на его низкий суммарный заряд. Примечательно, что глутамат и аспартат вносят наиболее благоприятный вклад в растворимость белков, , 55, , возможно, за счет облегчения кластеризации воды и формирования структуры (т.е. электрострикции) на поверхности белков. 51 , 55 , 56 Анализ кристаллической структуры показывает, что карбоксилаты глутамата и аспартата часто исключаются из границ раздела белок-макромолекула, взаимодействуя вместо этого с водой. 57 Различия в склонности к взаимодействию цитохрома c и мутантов в экстрактах позволяют предположить, что анионные боковые цепи играют аналогичную роль в физиологических условиях, то есть неблагоприятные взаимодействия белок-макромолекула посредством отталкивания заряда-заряда и предпочтительной гидратации. 26 , 55

Материалы и методы

Производство белка

Saccharomyces cerevisiae цитохром c C102T и его мутанты были экспрессированы и очищены в соответствии с ранее описанными методами. 37 После очистки белки окисляли 2–3-кратным избытком К 3 [Fe(CN) 6 ] при 4°С.

Мембранный электрофорез

Всестороннее описание прибора МСЕ было опубликовано ранее. 15 , 40 , 41 Все эксперименты MCE проводились при 20 ° C после не менее 2 часов полного уравновешивания системы. Постоянный поток (10 мл/ч) буфера (20 м M BIS-TRIS пропан плюс KCl, KNO 3 , MgCl 2 или K 2 SO 4 при ионной силе 100 мМ , рН 7.0) использовали для кондиционирования ограничивающих образец мембран (отсечение по молекулярной массе 8 кДа). Образцы окисленного белка исследовали в концентрации 0,5 – 1 мг/мл. Во время экспериментов REM-MCE через кювету подавались токи ± 1 мА, так что достигались электрические поля ± 2–2,5 В / см. Первоначально к каждому образцу прикладывались как положительные, так и отрицательные электрические поля, и для каждого электрического поля было получено 250 сканирований поглощения (при 230 нм). Белки, которые не образовывали градиентов концентрации в ответ на положительное или отрицательное электрическое поле величиной 2 − 2.5 или 20 − 25 В/см или во время экспериментов SS-MCE предполагалось, что суммарный заряд равен нулю. Эксперименты SS-MCE проводились в электрических полях ± 187 или 374 мВ/см в течение 24 часов, а сканирование поглощения производилось каждые 15 минут.

Данные MCE были проанализированы с использованием программного обеспечения для анализа MCE Spin Analytical. Электрофоретическая подвижность была преобразована в Z . эфф и Z DHH с использованием ZUtilities (http://www.rasmb.org/). Радиус ( R с ) из 1.65 нм 58 использовали для цитохрома c и мутантов с инвертированным зарядом. Анионные радиусы 0,121, 0,129 и 0,230 нм использовались для Cl , NO3- и SO 4 2 соответственно. 19

Эксклюзионная хроматография

ЭХ выполняли при 21°C на Åkta FPLC с использованием колонки XK 16/70 (диаметр 1,6 см, высота слоя 65 см), заполненной Superdex 75 (GE Healthcare). 18 , 37 Перед введением образца колонку уравновешивали 150 мл буфера SEC, используя непрерывную скорость потока 1.5 мл мин -1 . Образцы клеточного экстракта (850 мкл) вводили в колонку и собирали фракции по 1 мл. Элюирование образца контролировали при 280 нм. Буфер для элюирования представлял собой 20 м M TRIS–HCl или Na 2 HPO 4 плюс соль на 100 м M ионной силы. pH доводили до 7,0, буферы фильтровали и дегазировали.

Аналитическое ультрацентрифугирование по скорости седиментации

Эксперименты SV-AUC проводились с использованием аналитической ультрацентрифуги Beckman Coulter XLA.Данные были получены при 50 000 об/мин при 20°C в 10 м M BTP, 1 м M аскорбиновой кислоты, 100 м M KCl, pH 7,0. Образцы восстановленного белка 0,05, 0,15 и 0,5 мг/мл уравновешивали при 20°C перед ультрацентрифугированием. Седиментацию контролировали при 550 нм (длина пути = 1,2 см). Концентрация цитохрома c была рассчитана при коэффициенте экстинкции 27,5 m M . 1 см −1 . 37 Данные были подобраны с использованием SEDFIT 59 и нанесены на график в GUSSI.

Приготовление и анализ экстракта E. coli

Клеточные экстракты готовили из культур минимальной среды, экспрессирующих 15 N-меченый цитохром c , как описано ранее 18 , 37 , или из насыщенных культур LB (OD 6093 = 6,5–7,0). 60 Вкратце, клетки собирали из 50 мл культуры, ресуспендировали в 1 мл 20 м M Na 2 HPO 4 , pH 7,0, и замораживали (-20°C) в течение ночи. После оттаивания лизис клеток завершали обработкой ультразвуком.Лизат обрабатывали 10 мкг/мл ДНКазы I или РНКазы А и центрифугировали в течение 30 минут при 20 000 g при комнатной температуре. Для определения концентрации общего белка, РНК и ДНК в экстрактах использовали флуорометрию Qubit.

Экстракты, приготовленные из культур, сверхэкспрессирующих 15 N-меченый цитохром c , использовали для SEC-анализа, и наблюдалось их осаждение через 40 минут при 21 или 30°C. Экстракты были стабильны в течение > 6 ч при хранении на льду. Экстракты, приготовленные из неэкспрессирующих культур, обрабатывали ДНКазой I и использовали для электрофореза в агарозном геле после добавления 0.2 м М цитохром с или мутанты. Эти экстракты были стабильны до 8 ч на льду или при комнатной температуре, но стабильность снижалась при добавлении цитохрома c (осаждение происходило через 1,5 ч при 30°C).

Нативный гель-электрофорез

Образцы по 20 мкл 0,2 м M Цитохром c или мутанты с инвертированным зарядом анализировали в 2% агарозных гелях (13,5 см × 14,0 см), приготовленных в 20 м M HPO 4 или 20 м M TRIS–HCl при pH 7.0. Высоковольтный электрофорез в агарозном геле сопровождается резистивным нагревом, что приводит к плавлению геля. Чтобы компенсировать эффекты резистивного нагрева, эксперименты по электрофорезу в нативном геле проводили при 4°C. Гели уравновешивали в буфере для электрофореза в течение 30 минут при 4 °C, а затем запускали при постоянном напряжении (100 В) в течение 30 минут при 4 °C. Температура буфера после электрофореза составляла 6–12°С, что свидетельствует о том, что гели существенно не нагревались в ходе эксперимента. Гели визуализировали непосредственно после электрофореза с помощью планшетного сканера.Каждый гель обрабатывали одинаково с помощью Adobe Photoshop. Изменения цветового баланса, насыщенности, яркости и контрастности применялись к изображениям одинаково.

ЯМР-спектроскопия

1 H, 15 N Спектры HSQC были получены при 30°C с 8 сканированиями и 64 приращениями на спектрометре Varian 600 МГц, оснащенном холодным зондом HCN. Спектры обрабатывали в программе NMRPipe 61 и анализировали в программе CCPN. 62

Берем на себя ответственность: истории успеха и самоопределения

Учащиеся с ограниченными возможностями делятся советами по достижению успеха

Мы часто слышим о проблемах, с которыми сталкиваются молодые люди с инвалидностью: физические препятствия, социальное неприятие, академическая неуспеваемость и медицинские кризисы. Тем не менее, некоторые люди преодолевают серьезные трудности и ведут успешную жизнь. Что для них значит успех и как они его достигают? Какими внутренними характеристиками обладают эти люди и какие внешние факторы присутствовали в их жизни? Какой совет они могут дать, чтобы помочь молодым людям укрепить свои личные качества, чтобы преодолеть трудности, с которыми они, несомненно, столкнутся?

В эту брошюру включены идеи успешных молодых людей и взрослых с ограниченными возможностями, связанные с DO-IT.Эти идеи могут помочь молодым людям научиться вести самостоятельных жизней. Но что такое самоопределение? Есть много определений на выбор. Следующее определение является кратким и включает в себя ряд общих тем, встречающихся в других определениях.

Самоопределение — это сочетание навыков, знаний и убеждений, которые позволяют человеку вести целенаправленное, саморегулируемое, автономное поведение. Понимание своих сильных сторон и ограничений вместе с верой в себя как способных и эффективных необходимы для самоопределения. Действуя на основе этих навыков и установок, люди обладают большей способностью контролировать свою жизнь и брать на себя роль успешных взрослых. (Филд, С., Мартин, Дж., Миллер, Р., Уорд, М., и Вемейер, М., Самоопределение для лиц с ограниченными возможностями: заявление о позиции отдела по развитию карьеры и переходу, «Развитие карьеры» для исключительных людей, 21(2), 113–128.)

Обретение контроля над своей жизнью включает в себя обучение, а затем успешное применение ряда навыков самоопределения, таких как постановка целей, понимание своих способностей и недостатков, решение проблем и самозащита.Личный процесс обучения, использования и самооценки этих навыков в различных условиях лежит в основе самоопределения.

Содержание этой публикации построено на советах, синтезированных из сотен ответов успешных молодых людей и взрослых с ограниченными возможностями, которые внесли свой вклад в следующие темы:

  • Определите для себя успех.
  • Установите личные, академические и карьерные цели.
  • Поддерживайте высокие ожидания.
  • Поймите свои способности и инвалидность.
  • Используйте свои сильные стороны.
  • Разрабатывайте стратегии для достижения своих целей.
  • Используйте технологии как инструмент расширения возможностей.
  • Работай усердно. Настойчиво. Быть гибким.
  • Создайте сеть поддержки. Обратитесь к семье, друзьям и учителям.

Возможно, молодым людям с ограниченными возможностями будет полезен опыт других, поскольку они проложат свой путь к успешной, самостоятельной жизни.

Определите для себя успех.

Люди определяют успех по-разному. Несколько успешных людей с ограниченными возможностями используют эти слова:

.
  • Успех определяется тем, кто мы есть, во что мы верим и что, по нашему мнению, означает быть успешным. Для некоторых это деньги; для других это могут быть отношения, семья, работа, религия или образование. Я считаю, что успех в достижении моей личной мечты. Я еще не закончил свои мечты, но знаю, что до сих пор я был успешным, потому что я работал над достижением своих целей, несмотря на свою инвалидность.– глухой студент колледжа
  • Успех — это способность к самоопределению. Самоопределение — это способность решать, что я хочу делать со своей жизнью, а затем действовать в соответствии с этим решением. – слепой старшеклассник
  • Успешная жизнь — это та жизнь, в которой я могу активно заниматься творческой деятельностью, внося свой вклад в жизнь других людей. Успех — это своего рода побочный продукт, а НЕ самоцель! – слепой профессор
  • Для меня успешная жизнь — это возможность делать что-то самостоятельно, и не всегда есть кто-то, кто делает что-то для меня.Это достижение моих целей на моих условиях и в моем собственном темпе. – старшеклассник с нарушением опорно-двигательного аппарата

Установите личные, академические и карьерные цели. Держите свои ожидания высокими.

Ниже успешные молодые люди и взрослые делятся своим мнением о том, как они ставят цели и поддерживают высокие ожидания:

  • Сочетание людей и событий помогло мне поддерживать высокие стандарты. Все началось в летние месяцы, когда моя мама и подруга-сосед подтолкнули меня улучшить свои академические навыки.В то время я стремился не к высоким стандартам, а скорее к тому, чтобы избежать смущения. Что касается меня, я хотел, чтобы никто не знал, что у меня есть инвалидность, и я сделал бы все, что угодно, чтобы скрыть это. Летние учебные занятия послужили трамплином для будущего успеха в старшей школе и колледже. Успех строится на себе. Это было началом моего ожидания хорошей успеваемости в школе.
  • Я просто упрям ​​и отказываюсь занижать свои ожидания. – студент колледжа с нарушением опорно-двигательного аппарата
  • Мои родители помогли мне сохранить высокие ожидания от себя.Они научили меня никогда не говорить «я не могу» ни при каких попытках. старшеклассник с церебральным параличом
  • Мой учитель мобильности вселил в меня уверенность в моих способностях к обучению, что помогло мне поддерживать высокие ожидания. – слепой студент колледжа
  • Мои родители ожидали, что я буду учиться так же хорошо, как другие учащиеся без инвалидности, если не лучше. Мои родители активно обращались за помощью в связи с моим нарушением слуха к логопедам, аудиологам и учителям, чтобы убедиться, что у меня есть равные шансы в государственных школах.Прежде чем выбрать новый дом, мои родители тщательно изучили местные школы. – глухой студент колледжа
  • У моего брата и сестры было одно единственное ожидание, которое определило мой успех: ко мне не относились иначе, потому что я не мог видеть. – слепой ученый-компьютерщик
  • Я все еще учусь растягиваться, но начинаю с определения того, что я уже умею делать, что мне удобно делать и что мне нравится. Тогда я говорю себе (иногда в письменной форме), что могу больше. Я могу сделать лучше, что помимо того, что я уже умею, я хочу сделать? Затем я записываю цели или идеи и прилагаю усилия, чтобы размяться. – взрослый с нарушениями слуха и подвижности
  • Очень рано я стал таким упрямым парнем, каким являюсь сегодня. Слова «не могу» не было в моем лексиконе, чему, конечно же, помогли родители, предложившие мне возможность делать почти то же, что и все остальные, и поощрявшие меня устанавливать очень высокие стандарты. К настоящему времени я понимаю, что у каждого есть свой жизненный путь, который дает им их уникальный набор талантов и их отсутствие.Меня никогда не примут за спортсмена. Однако, зная, какие у меня есть таланты, я заставляю себя быть лучшим историком, философом и писателем, каким только могу быть. – студент колледжа с нарушением опорно-двигательного аппарата
  • Я ставлю личные, академические и карьерные цели, зная свои пределы и работая над ними. Если кто-то говорит, что я не могу что-то сделать, а я раньше этого не пробовал, это только усиливает мою решимость доказать, что кто-то не прав. Если я потерплю неудачу, по крайней мере, я попытался. Вот что важно.– студент колледжа с нарушениями опорно-двигательного аппарата
  • Одна из основных причин, по которой люди не возлагают на себя больших надежд, — это страх неудачи…. Начните с достижимых целей, которые не являются долгосрочными. Разработайте недельные, достижимые цели, которые приведут к успеху. Развивайте каждый успех и делайте каждую цель немного выше. Думайте об этом как о метафорическом прыжке в высоту. Вы не можете установить слишком высокую планку в начале или просто настроите себя на неудачу. – взрослый с нарушениями слуха и подвижности

Поймите свои способности и инвалидность.Играйте на своих сильных сторонах.

Люди с инвалидностью, которые считают себя успешными, обычно принимают свою инвалидность как один из аспектов того, кто они есть, не определяют себя по своей инвалидности, признают, что они не несут ответственности за свою инвалидность, и знают, что они не являются инвалидами по своей природе. Они осознают свою ответственность за собственное счастье и будущее. Ниже приведены мнения успешных людей с ограниченными возможностями:

  • Мое личное мнение об инвалидах таково, что все люди инвалиды.Так уж получилось, что есть определенная группа, чьи недостатки более очевидны, чем другие. – старшеклассник с нарушениями опорно-двигательного аппарата и зрения
  • Мои родители помогли мне научиться брать на себя ответственность, обращаясь со мной так же, как с моими братьями и сестрами. Они давали мне такие же наказания и обязанности по дому и ожидали, что я буду хорошо учиться в школе. – старшеклассник с нарушением речи, слуха, двигательных и ортопедических нарушений
  • Не заставляйте людей жалеть вас или жалеть вас.Заставьте людей рассматривать вас как способного человека, который способен на все в пределах вашей досягаемости, если двери возможностей открыты. – аспирант с нарушением слуха
  • Очевидно, инвалидность может быть препятствием. Однако на них следует обращать внимание как на препятствия, которые можно преодолеть при решении проблем. Иногда компромиссы действительно существуют. Когда-то я хотел заняться биохимией, но отсутствие мелкой моторики и общее недоверие к коллегам по лаборатории заставили меня понять, что я хочу чего-то, что я мог бы сделать самостоятельно, а значит, истории-философии.Возможно, я мог бы найти адаптивные технологии, которые помогли бы мне в биологии и химии, но у меня были и другие увлечения, поэтому я выбрал их. По общему признанию, я изменил маршрут, но для тех, кто решил стать биохимиком и тому подобным, большинство препятствий можно преодолеть с помощью способностей. – студент колледжа с нарушением опорно-двигательного аппарата
  • Сосредоточьтесь на СПОСОБНОСТИ при инвалидности больше, чем на дис. Если мы сможем это сделать, то у нас больше шансов на успех. Кроме того, знайте свои пределы. Если вы не знаете, что вы можете или не можете сделать, как вы ожидаете, что другие люди будут знать? Планируйте успех, используя больше банок, чем консервов. студент колледжа с нарушением опорно-двигательного аппарата

Разрабатывайте стратегии для достижения своих целей.

Успешные люди используют творческие стратегии для достижения своих целей. Они рассматривают варианты и принимают взвешенные решения. Для успешного планирования необходимо, чтобы вы знали свои права и обязанности, сильные стороны и трудности; поставить цели; работать над достижением этих целей; и используйте доступные вам инструменты и ресурсы. Одним из ключевых навыков успеха является самозащита. Способность защищать себя требует, чтобы молодой человек стал экспертом по своей инвалидности, знал, какие конкретные услуги и помощь ему нужны, и умел использовать стратегии для получения этой помощи и поддержки.Жизнь человека не должна определяться предположениями других. Ниже представлены идеи успешных людей с ограниченными возможностями.

  • Мы не должны быть жертвами чужих предположений. Мы только жертвы, если мы решим не брать на себя ответственность за ситуацию. Если вы слепы, и кто-то хватает вас за руку и толкает через улицу, а вы ничего не говорите, но хотите сказать, то вы позволяете другому человеку навязать вам результат своих предположений. Если вы, с другой стороны, говорите либо «спасибо, но со мной все будет в порядке», либо «позвольте мне взять вас за руку», в зависимости от того, что вы хотите сделать, то вы берете на себя ответственность и не т жертва.– слепой взрослый
  • Я никогда ничего не достигну, не записывая. Иногда я использую календарь, иногда чистый лист бумаги или блокнот, а иногда компьютер. Но, не изложив свои планы на бумаге, я не могу добиться цели. Я использую процесс расстановки приоритетов. Я записываю все, что мне нужно сделать, включая такие мелочи, как одевание, прием лекарств и поездка на автобусе. Затем я отмечаю дела, которые нужно сделать сегодня или завтра, а не позже, и расставляю приоритеты в порядке важности.Список, который я составляю, постоянно меняется, но я получаю большое удовлетворение, вычеркивая выполненные шаги. Это также помогает мне разбивать большие задачи на более мелкие. Я составляю списки, планирую, как делать вещи из списков, а затем использую списки, чтобы мотивировать себя на выполнение задач. Я никогда не выхожу из дома без него! – взрослый с нарушением подвижности и слуха
  • Чем чаще я выражаю свои потребности и предпочтения, тем легче это становится, и чем легче это становится, тем мне комфортнее, и от этого людям становится комфортнее, и так далее, и так далее… и где-то среди этого есть необходимость быть одновременно вежливым и ясным. – взрослый глухой
  • Способ упреждать или стирать предположения состоит в том, чтобы говорить людям, что вам нужно, а не позволять им делать то, что, по их мнению, вам нужно. Можно сказать, в чем вам нужна помощь. Я думаю, что это часть независимости. И просто выходя из дома и занимаясь своими обычными делами, вы также показываете людям, в чем вам не нужна помощь. – слепой взрослый

Используйте технологии как инструмент расширения возможностей.

Техническая компетентность стала способом достижения успехов в учебе и карьере. Компьютерные технологии являются одним из самых мощных инструментов, доступных для людей с ограниченными возможностями. Технологии, в том числе компьютеры, адаптивные технологии и Интернет, могут помочь добиться максимальной независимости, производительности и участия. Это может привести к высокому уровню успеха — личного, социального, академического и профессионального. По сообщениям успешных людей с инвалидностью:

  • Компьютер помогает мне упорядочить мысли.Я могу легко читать и вносить улучшения. Я могу проверить все свои документы на орфографические ошибки, прежде чем отправить их. Я действительно ПЛОХОЙ правописание. – старшеклассник с нарушением обучаемости
  • Для записи я использую комбинацию карманного компьютера и настольного компьютера. Без них я бы пропал. – студент колледжа с нарушением опорно-двигательного аппарата и здоровья
  • Без компьютеров или Сети я бы не занимался многими вещами, которые я делаю сегодня. Например, я участвую в писательском форуме в Сети, который позволяет писателям обсуждать писательство и делиться друг с другом своими литературными произведениями.Так как я хочу быть писателем, это было очень полезно. – старшеклассник с дислексией и синдромом дефицита внимания
  • Один из двух или трех моих лучших друзей — может быть, лучший после моей жены — и я познакомился в Интернете, и мы не только друзья, но и близкие коллеги по работе. – слепой профессор
  • Технологии — это не мелочь; это необходимость. Берите, изучайте и пользуйтесь. – слепой студент колледжа

Работай усердно.Настойчиво. Быть гибким.

Знание и оценка себя, постановка целей и планирование помогают заложить важный фундамент, но для того, чтобы ваши мечты сбылись, необходимы действия. Чтобы взять под контроль свою жизнь, необходимо выбрать и предпринять соответствующие действия. Возьмите на себя ответственность. Двигаться вперед. Иногда учащимся с ограниченными возможностями необходимо больше работать, чтобы достичь того же уровня успеха, что и их сверстники. Как сообщил один слепой студент:

Я принял тот факт, что я должен работать усерднее, чем другие ученики, чтобы получить такую ​​же оценку.

Но у упорного труда есть и положительная сторона:

Иногда мне кажется, что у всех нас с инвалидностью есть преимущество перед теми, кому все дается легче. Чего бы мы ни хотели, мы должны хотеть этого, а затем работать для этого. Это необходимое желание способствует стремлению выполнить, преуспеть или достичь. Окружающие могут довольствоваться плаванием или большую часть времени делать минимум, но не мы. Для нас иметь то, что есть у всех, — это достижение, и, почувствовав вкус успеха, мы хотим продолжать добиваться успеха.

Готовность идти на риск имеет решающее значение для достижения успеха. По сообщению одного молодого человека с нарушением опорно-двигательного аппарата:

Я продолжаю, когда люди говорят мне, что я не могу. Я не боюсь пробовать что-то и не сдаюсь. Мои родители брали меня с собой повсюду, и я все делал как обычный ребенок. У меня есть хорошая подруга из детского сада, которая физически здорова, и она знает меня так хорошо, что мы делаем все, что люди могут подумать, что я не могу, но мы придумываем гибкий план и делаем это.

Консультации по поводу принятия рисков от успешных людей с ограниченными возможностями включают:

  • Ничто стоящее не приходит без риска. Без риска невозможно добиться успеха.
  • Никогда не сдавайся.
  • Не жалей себя за то, какие карты тебе выпали. Это случилось… теперь идем дальше.
  • Этот момент неуверенности стоит достижения в конце. Важно помнить об этом на протяжении всей жизни.

Развитие сети поддержки.Обратитесь к семье, друзьям и учителям.

Успешные взрослые с инвалидностью сообщают, что в молодости их поддерживали возможности для включения, высокие ожидания от взрослых, приспособления, связанные с инвалидностью, которые преуменьшали их различия, поощрение автономии, поощрение дружбы и поддержка со стороны заботливых взрослых. С другой стороны, их прогресс тормозился сегрегацией, обращением, которое подчеркивало их различия, ограниченными возможностями для независимости, социальной изоляцией и социальным отторжением.

Ниже успешные люди с ограниченными возможностями делятся примерами того, как они продолжают активно участвовать.

  • Я играю в школьной группе и в нашей молодежной команде лидеров. В прошлом я был частью речевой группы и студенческого совета. Я думаю, что участие в клубах придало мне уверенности и повысило мою самооценку. Я наслаждаюсь музыкой, и я думаю, что это потрясающее чувство — быть частью школьной группы, болеть за спортивные команды и участвовать в музыкальном концерте.– слепой студент колледжа
  • Я ходил в драматический кружок в школе. – старшеклассник, передвигающийся в инвалидной коляске
  • Я участвовал в стажировках. Они дают мне опыт, необходимый для работы. Я также был членом комитета мэрии. Это поможет мне узнать, какова профессиональная жизнь. студент колледжа с нарушением опорно-двигательного аппарата и здоровья

Никто не достигает успеха в одиночку. В комментариях ниже приведены примеры того, как успешные люди с ограниченными возможностями находили, получали доступ и использовали ресурсы, помогающие им добиться успеха в личном, социальном, академическом и профессиональном плане.

  • Большинство ресурсов, которыми я пользуюсь, я нашел либо из уст в уста (от родителей, друзей и других знакомых), из информационных бюллетеней или из Интернета. Иногда я случайно узнаю о чем-то полезном, а иногда поспрашиваю или ищу в Интернете конкретный ресурс. Я часто прошу совета у людей, чье мнение я уважаю, особенно когда принимаю важное решение. Я подписываюсь на несколько информационных бюллетеней и журналов, в которых содержится информация по интересующим меня темам, и держу списки полезных веб-сайтов на своей домашней странице.– к.т.н. слепой кандидат
  • Я задаю вопросы. – старшеклассник с черепно-мозговой травмой
  • Один из моих ресурсов — мой лучший друг. Когда я беру ее с собой, я могу сказать, что люди, которые меня не знают, чувствуют себя комфортно рядом со мной. Мой друг и я думаем, что я не могу не участвовать в том, что она делает. Быть с ней — один из способов использования природного ресурса. – старшеклассник с двигательными, ортопедическими и речевыми нарушениями

Видео

В этой брошюре кратко изложено содержание серии видеороликов DO-IT:  Взять на себя ответственность 1: Три истории успеха и самоопределения Взять на себя ответственность 2: Две истории успеха и самоопределения , и  Взять на себя ответственность 3: Пять историй успеха и самоопределения .Онлайн-версию можно бесплатно просмотреть на странице видео DO-IT или приобрести в формате DVD.

О DO-IT

DO-IT (инвалиды, возможности, работа в Интернете и технологии) служит для расширения успешного участия людей с ограниченными возможностями в сложных академических программах, таких как естественные науки, инженерия, математика и технологии. Основное финансирование DO-IT предоставляется Национальным научным фондом штата Вашингтон и Министерством образования США.DO-IT — это результат сотрудничества UW Information Technology и инженерно-педагогических колледжей Вашингтонского университета.

Гранты и подарки финансируют публикации, видеоролики и программы DO-IT для поддержки академического и карьерного успеха людей с ограниченными возможностями. Внесите свой вклад сегодня, отправив чек по адресу DO-IT, Box 354842, University of Washington, Seattle, WA 98195-4842.

Ваш подарок не облагается налогом, как указано в правилах IRS. В соответствии с RCW 19.09 Вашингтонский университет зарегистрирован как благотворительная организация при государственном секретаре штата Вашингтон.Для получения дополнительной информации позвоните в канцелярию государственного секретаря по телефону 1-800-322-4483.

Чтобы заказать бесплатные публикации или информационные бюллетени, используйте Форму заказа публикаций DO-IT; для заказа видеороликов и учебных материалов используйте Форму заказа видео, книг и комплексных учебных материалов.

Для получения дополнительной информации, размещения в списке рассылки DO-IT, запроса материалов в альтернативном формате, а также комментариев или предложений по публикациям или веб-страницам DO-IT обращайтесь по телефону:

DO-IT
Вашингтонский университет
Box 354842
Seattle, WA 98195-4842
[email protected]
www.uw.edu/doit
206-685-DOIT (3648) (голос/TTY)
888-972-DOIT (3648) (голос/TTY)
206-221-4171 (факс)
509-328 -9331 (голос/TTY) Спокан

Основатель и директор: Шерил Бургшталер, доктор философии.

Финансирование и партнеры DO-IT

Подтверждение

Финансирование создания этой публикации было предоставлено Mitsubishi Electric America Foundation, некоммерческим фондом, совместно финансируемым японской Mitsubishi Electric Corporation и ее американскими филиалами с целью внести свой вклад в улучшение мира для всех нас, помогая молодым людям с ограниченными возможностями, с помощью технологий максимально увеличить свой потенциал и участие в жизни общества.

Copyright © 2012, 2010, 2008, 2006, 2005, 2001, Вашингтонский университет. Разрешается копировать эти материалы в образовательных, некоммерческих целях при условии указания источника.

Определение уровня заряда батареи

 

 

Знание количества энергии, оставшейся в батарее, по сравнению с энергией, которую она имела, когда она была полной, дает пользователю представление о том, как долго батарея будет продолжать работать, прежде чем ей потребуется подзарядка.Это мера краткосрочной способности батареи. Используя аналогию с топливным баком в автомобиле, оценку состояния заряда (SOC) часто называют функцией «Указатель уровня топлива» или «Указатель уровня топлива».

 

См. также состояние работоспособности (SOH), которое представляет собой долгосрочную работоспособность батареи.

 

SOC определяется как доступная мощность, выраженная в процентах от некоторого эталонного значения, иногда ее номинальной мощности, но, скорее всего, ее текущей (т.е. при последнем цикле заряда-разряда) емкость, но эта неясность может привести к путанице и ошибкам. Обычно это не абсолютная мера в кулонах, кВтч или Ач энергии, оставшейся в батарее, что было бы менее запутанно.

 

Предпочтительной ссылкой SOC должна быть номинальная емкость новой ячейки, а не текущая емкость ячейки. Это связано с тем, что с возрастом емкость клеток постепенно уменьшается. Например, к концу срока службы элемента его фактическая емкость будет приближаться только к 80% от его номинальной емкости, и в этом случае, даже если элемент будет полностью заряжен, его SOC составит только 80% от его номинальной емкости.Эффекты температуры и скорости разряда еще больше снижают эффективную емкость. Эта разница в контрольных точках важна, если пользователь зависит от оценки SOC, как если бы он работал с реальным приложением датчика газа в автомобиле.

К сожалению, эталон измерения SOC часто определяется как текущая емкость ячейки, а не номинальная емкость. В этом случае полностью заряженный элемент, приближающийся к концу своего срока службы, может иметь SOC 100 %, но он будет иметь эффективную емкость только 80 % от своей номинальной емкости, и к расчетной емкости необходимо будет применить поправочные коэффициенты для сравните его с его номинальной новой емкостью.Использование текущей емкости, а не номинальной емкости, как правило, является конструктивным упрощением или компромиссом, позволяющим избежать сложности определения и учета корректировок емкости, связанных с возрастом, которые удобно игнорировать.

 

Основание оценки SOC на текущей емкости батареи, а не на ее номинальной емкости, если она новая, эквивалентно постепенному уменьшению емкости топливного бака в течение срока службы автомобиля без уведомления водителя. Если требуется точная оценка оставшегося заряда батареи, необходимо учитывать факторы старения и окружающей среды.

 

Для приложений балансировки ячеек необходимо знать только SOC любой ячейки по отношению к другим ячейкам в цепочке батарей. Поскольку все клетки будут подвергаться одинаковым воздействиям в течение своей жизни, старение и изменения окружающей среды, которые в равной степени относятся ко всем клеткам, для этой цели можно игнорировать.

 

Требования к точности SOC

Знание SOC особенно важно для больших литиевых батарей. Из всех распространенных химических элементов элементов литий является наиболее химически реактивным и единственным, для которого требуются электронные системы управления батареями (BMS), чтобы поддерживать батарею в безопасном рабочем диапазоне и обеспечивать длительный срок службы. Управление SOC является основной функцией BMS.Кроме того, автомобильные приложения, одно из основных применений больших литиевых батарей, требуют очень точного контроля SOC для эффективного и безопасного управления потоками энергии.

  • В приложениях EV SOC используется для определения дальности. Это должно быть абсолютное значение, основанное на емкости новой батареи, а не в процентах от текущей емкости, что может привести к ошибке в 20% или более из-за старения батареи.

    Автомобильные датчики топлива общеизвестно неточны, поэтому точность SOC в 5%, если бы ее можно было достичь, вероятно, была бы удовлетворительной для таких применений.

  • В приложениях HEV SOC определяет, когда двигатель включается и выключается. Ошибки SOC более 5% могут серьезно повлиять на топливную экономичность системы. Поэтому желательна точность значительно выше 5%.

См. возможности оценки точности ниже

 

Методы определения состояния заряда

Было использовано несколько методов оценки состояния заряда аккумулятора.Некоторые из них специфичны для определенных клеточных химических процессов. Большинство из них зависит от измерения какого-либо удобного параметра, который зависит от уровня заряда.

 

Прямое измерение

Это было бы легко, если бы батарея могла разряжаться с постоянной скоростью. Заряд батареи равен силе тока, умноженной на время, в течение которого она протекала. К сожалению, здесь есть две проблемы.Во всех практических батареях разрядный ток не является постоянным, а уменьшается по мере разрядки батареи, обычно нелинейным образом. Поэтому любое измерительное устройство должно быть способно интегрировать ток во времени. Во-вторых, этот метод зависит от разрядки аккумулятора, чтобы узнать, сколько в нем заряда. В большинстве приложений, за исключением, возможно, квалификационных испытаний, пользователю (или системе) необходимо знать, сколько заряда находится в ячейке, не разряжая ее.

 

Невозможно также напрямую измерить эффективный заряд батареи, отслеживая фактический заряд, вложенный в нее во время зарядки.Это связано с кулоновским КПД батареи. Потери в аккумуляторе во время цикла заряд-разряд означают, что аккумулятор при разряде отдаст меньше заряда, чем было вложено в него при зарядке.

Кулоновская эффективность или принятие заряда является мерой того, сколько полезной энергии доступно во время разрядки по сравнению с энергией, используемой для зарядки элемента. На эффективность заряда также влияют температура и SOC.

 

SOC по измерениям удельного веса (SG)

Это общепринятый способ определения состояния заряда свинцово-кислотных аккумуляторов. Это зависит от измерения изменений веса активных химических веществ. По мере разрядки аккумулятора активный электролит, серная кислота, расходуется, и концентрация серной кислоты в воде снижается. Это, в свою очередь, снижает удельный вес раствора прямо пропорционально степени заряда. Таким образом, фактический удельный вес электролита можно использовать как индикатор состояния заряда батареи. Измерения удельного веса традиционно проводились с использованием ареометра всасывающего типа, который работает медленно и неудобно.

В настоящее время электронные датчики, обеспечивающие цифровое измерение SG электролита, могут быть встроены непосредственно в элементы для обеспечения непрерывного считывания состояния батареи. Этот метод определения SOC обычно не подходит для других клеточных химических процессов.

 

Оценка SOC на основе напряжения

В качестве основы для расчета SOC или остаточной емкости используется напряжение элемента батареи. Результаты могут сильно различаться в зависимости от фактического уровня напряжения, температуры, скорости разряда и возраста элемента, и для достижения приемлемой точности необходимо обеспечить компенсацию этих факторов. На следующем графике показано соотношение между напряжением холостого хода и остаточной емкостью при постоянной температуре и скорости разряда для свинцово-кислотного элемента большой емкости. Обратите внимание, что напряжение ячейки уменьшается прямо пропорционально оставшейся емкости.

 

Свинцово-кислотный аккумулятор

 

Однако проблемы могут возникнуть с некоторыми химическими элементами, особенно с литием, который демонстрирует лишь очень небольшое изменение напряжения в течение большей части цикла заряда/разряда.На следующем графике показана кривая разряда литий-ионного элемента большой емкости. Это идеально для применения в батареях, поскольку напряжение элемента не падает заметно по мере разряда элемента, но по той же причине фактическое напряжение элемента не является хорошей мерой SOC элемента.

 

Быстрое падение напряжения элемента в конце цикла может быть использовано как указание на неизбежную полную разрядку батареи, но для многих приложений требуется более раннее предупреждение.Полная разрядка литиевых элементов значительно сократит срок службы, и в большинстве приложений будет наложено ограничение на DOD, которому подвергается элемент, чтобы продлить срок службы. Хотя напряжение ячейки можно использовать для определения желаемой точки отсечки, для критически важных приложений предпочтительнее использовать более точные измерения.

 

См. также, как измерение напряжения элемента во время «периодов покоя» может повысить точность оценок SOC в литиевых батареях на странице «Батарея, настраиваемая программным обеспечением».

 

Оценка SOC на основе тока — (подсчет кулонов)

Энергия, содержащаяся в электрическом заряде, измеряется в кулонах и равна интегралу тока, доставившего заряд, по времени. Оставшуюся емкость в ячейке можно рассчитать путем измерения тока, входящего (заряжающего) или выходящего (разряжающего) из ячеек, и интегрируя (накапливая) его с течением времени.Другими словами, заряд, передаваемый в ячейку или из нее, получается путем накопления стока тока с течением времени. Эталонной точкой калибровки является полностью заряженная ячейка, а не пустая ячейка, и SOC получается путем вычитания чистого потока заряда из заряда в полностью заряженной ячейке. Этот метод, известный как кулоновский подсчет, обеспечивает более высокую точность, чем большинство других измерений SOC, поскольку он измеряет непосредственно поток заряда. Однако, как и в методе, основанном на напряжении, по-прежнему требуется компенсация для учета рабочих условий.

 

Можно использовать три метода измерения тока.

  • Токовый шунт Простейшим методом определения тока является измерение падения напряжения на низкоомном высокоточном последовательном чувствительном резисторе между аккумулятором и нагрузкой, известном как токовый шунт. Этот метод измерения тока вызывает небольшие потери мощности на пути тока, а также нагревает батарею и является неточным для малых токов.
  • Преобразователи на эффекте Холла
  • позволяют избежать этой проблемы, но они дороже. К сожалению, они не переносят большие токи и чувствительны к шуму.
  • Магниторезистивные датчики
  • GMR еще дороже, но имеют более высокую чувствительность и обеспечивают более высокий уровень сигнала. Они также имеют лучшую устойчивость к высоким температурам, чем устройства на эффекте Холла.

 

Кулоновский счет зависит от тока, протекающего от батареи во внешние цепи, и не учитывает токи саморазряда или кулоновскую эффективность батареи.

 

Обратите внимание, что в некоторых приложениях, таких как автомобильные аккумуляторы, «непрерывный» ток аккумулятора не контролируется. Вместо этого производится выборка тока и по выборкам восстанавливается непрерывный ток. В таких случаях частота дискретизации должна быть достаточно высокой, чтобы фиксировать текущие пики и провалы, связанные с ускорением и рекуперативным торможением, соответствующие стилю вождения пользователя.

 

Оценка SOC на основе измерений внутреннего импеданса

Во время циклов зарядки-разрядки элемента состав активных химических веществ в элементе изменяется по мере того, как химические вещества преобразуются между заряженным и разряженным состояниями, и это будет отражаться в изменениях импеданса элемента.Таким образом, измерения внутреннего импеданса ячейки также можно использовать для определения SOC, однако они не получили широкого распространения из-за трудностей измерения импеданса, когда ячейка активна, а также из-за трудностей интерпретации данных, поскольку импеданс также зависит от температуры.

Для преодоления этих проблем использовались модели

Fuzzy Logic и другие подобные модели, и для этой цели были разработаны ASIC.

 

Другие государственные меры

При постоянной нагрузке и постоянных условиях окружающей среды литиевые элементы имеют линейную характеристику разряда SOC с течением времени, что может позволить определить SOC по времени работы или, в случае чисто электрического транспортного средства, по пройденному расстоянию.Этот метод зависит от поддержания постоянной схемы вождения, и при изменении схемы вождения будут внесены серьезные неточности. Его также нельзя применять, когда речь идет о прерывистой зарядке, как в случае с HEV.

Хотя эта мера может не подходить в качестве основы для BMS в автомобилестроении, ее можно использовать для простых приложений, таких как указатели запаса хода для велосипедов, а также она может обеспечить проверочную проверку предсказаний модели BMS в целях безопасности.

 

Факторы, влияющие на состояние заряда литиевых батарей

К сожалению, ни измерения напряжения, ни подсчета кулонов недостаточно для высокоточного измерения расхода топлива, потому что заряд, который ячейка способна принять или отдать, зависит не только от фундаментальной конструкции ячейки, но и от возраста ячейки, а также от ее краткосрочного и долгосрочного использования. рабочая среда.

 

Полезная емкость

Оценка SOC

для литиевых элементов усложняется тем фактом, что полезная емкость элемента не является постоянной, а значительно зависит от температуры, скорости заряда-разряда и возраста элемента, а также в меньшей степени зависит от других параметров, таких как время между зарядками. (из-за скорости саморазряда).

 

Скорости заряда – разряда

Эффективная емкость элемента зависит от скорости его зарядки и разрядки, как показано на графике «Скорость разрядки». Это связано с тем, что электрохимические действия в клетке занимают конечное время и не могут мгновенно следовать за электрическим стимулом или нагрузкой, приложенной к клетке. Это объясняется в разделе «Время зарядки».Если ячейка подвергается кратковременным импульсам зарядки и разрядки, как в приложениях EV и HEV, химический эффект импульса зарядки может не быть полностью завершен до того, как последующий импульс разрядки начнет обращать процесс вспять. Даже при кулоновском счете это может привести к ошибкам в определении SOC ячейки, если не принимать во внимание скорости химических воздействий.

 

Гистерезис

При одинаковом уровне заряда напряжение холостого хода (OCV) после зарядки выше, чем OCV после разряда.Это еще одно проявление постоянной времени, связанное с задержкой химической реакции батареи в соответствии с электрическим раздражителем.

 

Подробнее о гистерезисе и его влиянии на точность измерений SOC.

 

Температура и скорость нагнетания

На следующем графике показано, как емкость литиевого элемента зависит от температуры и скорости разряда.Это показывает, что при нормальных рабочих температурах кулоновская эффективность элемента очень высока, но при низких температурах наблюдается значительное падение эффективности, особенно при высоких скоростях разряда, что может привести к серьезным ошибкам в оценке SOC. Это явление не характерно для литиевых элементов, поскольку другие химические элементы также демонстрируют ухудшение характеристик при низких температурах.

 

 

На графике показана литиевая батарея, работающая между указанными для нее верхним и нижним пределами отключения напряжения, равными 4.2. Вольта и 2,5 Вольта соответственно. Это считается полностью заряженным и пустым состоянием элемента. Линия «Полный» — это точка, в которой элемент достигает полного заряда с использованием метода зарядки постоянным током — постоянным напряжением при соответствующей температуре. Показаны две «пустые» линии, соответствующие двум разным скоростям разряда 0,2°C и 1,0°C.

Вместимость ячейки при заданном расходе и температуре – это разница между строкой «Полная» и соответствующей строкой «Пустой».

На практике аккумулятор может заряжаться при одной температуре, а разряжаться при другой температуре, и это необходимо учитывать при расчете эффективной емкости аккумулятора. Обратите внимание, что элемент очень неэффективен при отказе от заряда при высоких скоростях разряда и низких температурах. Другими словами, его кулоновская эффективность резко ухудшается при низких температурах. Обратите также внимание, что приведенный выше элемент может быть полностью разряжен при высоком токе, но может быть дополнительно разряжен при низком токе на количество миллиампер-часов между двумя «пустыми» точками, которые соответствуют текущей температуре элемента.

 

Стандартные характеристики ячейки указывают емкость только при 25 ºC и скорости 0,3 C. На приведенном ниже графике показано комбинированное влияние скорости и температуры на эффективную емкость ячейки. Обратите внимание, что доступная емкость снижается при высоких скоростях разряда, и хотя емкость немного снижается при работе при высоких температурах, она существенно снижается при низких температурах. Аналогичные эффекты проявляются во время цикла зарядки.

 

 

Приведенный выше график характеризует производительность литиевого элемента в двух ожидаемых рабочих условиях. Матрица значений емкости, связанных со всеми возможными комбинациями тока и температуры, полезна в качестве справочной таблицы , используемой алгоритмами оценки заряда, приведенными ниже.

Эта матрица рабочих характеристик аккумуляторной батареи аналогична «карте двигателя», в которой хранится множество кривых рабочих характеристик двигателя при различных условиях эксплуатации, используемых в системах управления, используемых в современных двигателях внутреннего сгорания.

 

Старение клеток

На приведенном ниже графике показано, как старение влияет на емкость элемента. Чтобы учесть это, формулы для расчета остаточной емкости должны динамически изменяться с течением времени, чтобы оставаться точными.

 

Срок службы элемента обычно считается завершенным, когда его емкость упала до 80 % от ее значения, когда элемент был новым.Обратите внимание, что емкость снижается довольно линейно по мере старения элемента и продолжает снижаться после указанного срока службы батареи. Внезапной смерти не бывает, и батареи можно продолжать использовать, хотя и с уменьшенной емкостью.

 

Саморазряд

В дополнение к зарядке и снятию заряда с батареи во время нормального процесса заряда-разряда необходимо также принимать во внимание продолжающийся долгосрочный эффект саморазряда, потребляющего доступную энергию в ячейке.

 

Прочие факторы

Другие факторы, такие как эффективность заряда/разряда, также влияют на емкость элемента.

 

Расчет SOC литиевых батарей

Как отмечалось выше, измерения напряжения или тока могут дать приблизительное представление о SOC батареи, но для большей точности, особенно для литиевых батарей, необходимо учитывать другие факторы.

 

Теоретическая оценка SOC

Возможно, но не всегда целесообразно оценивать SOC батареи исходя из чисто теоретических соображений. Батареи нелинейны. SOC можно рассчитать по измеренным параметрам ячейки и условиям эксплуатации, если будет доступно достаточно данных. К сожалению, это слишком сложно, так как существует 30 или более переменных, влияющих на производительность клетки, некоторые из которых гораздо более значимы, чем другие.Ниже они приведены только для информации, так как на практике этот метод не используется (разве что в сильно урезанном виде)’

 

Теоретические расчеты основаны на кулоновском счете, модифицированном напряжением и температурой элемента, скоростью, с которой элементы заряжаются и разряжаются, химическим составом различных активных химических веществ и любых используемых легирующих добавок, возможностью и последствиями загрязнение, форму и длину путей физического тока внутри ячейки, объем электролита, толщину электролита и сепаратора, удельное сопротивление компонентов, скорость массопереноса ионов через электролит, скорость химическое воздействие на поверхность электродов или скорость поглощения ионов интеркаляционными слоями, фактическая площадь поверхности электродов, эффективная площадь поверхности электродов с учетом размеров частиц химикатов, эффект пассивации на поверхности электрода, температура окружающей среды, эффект джоулевого нагрева, скорость саморазряда элементов, время между обугливаниями ges плюс, возможно, несколько других факторов.

 

Теоретический расчет SOC всегда будет ограничен количеством эффектов, для которых могут быть разработаны уравнения.

 

Практическая оценка SOC

В качестве альтернативы можно измерить рабочие характеристики типичной ячейки (или ячеек) образца, а результаты использовать в качестве шаблона для представления характеристик остальной части населения.Основывать оценки производительности ячеек на справочных таблицах, построенных на основе измеренных данных реальных ячеек, намного проще, чем проводить теоретические оценки, поскольку они автоматически учитывают большинство, если не все факторы, влияющие на SOC. Справочные таблицы представляют собой пошаговые аппроксимации кривых характеристик производительности, которые представляют производительность разряда элемента в зависимости от температуры, скорости разряда или других параметров. См. пример выше. Необходимые справочные таблицы составляются на основе лабораторных измерений в контролируемых условиях.Процесс сбора данных и построения справочной таблицы называется характеристикой клеток и должен быть выполнен только один раз, однако для каждого используемого варианта химического состава клеток и используемой конструкции ячейки должен быть создан новый набор данных или справочная таблица.

Многоразовое стандартное программное обеспечение может использоваться для обработки различных наборов данных

 

После определения характеристик элементов следующим шагом является рассмотрение применения батареи.Кулоновский подсчет используется для получения начальной оценки SOC ячейки, а затем это значение модифицируется для учета неиспользуемой емкости ячейки, соответствующей ее рабочей точке, путем обращения к справочной таблице. Таким образом, оценка SOC осуществляется путем построения модели батареи, которая воспроизводит характеристики батареи в программном обеспечении, и алгоритма, предсказывающего ее поведение в ответ на различные внешние и внутренние условия.

Этот метод, конечно, требует датчиков для предоставления данных измерения текущего состояния батареи, памяти для хранения модели батареи и микропроцессора для расчета результатов.

 

Датчики в аккумуляторе обеспечивают аналоговые входные данные, представляющие температуру, напряжения и токи элементов, для модели, а прецизионные аналого-цифровые преобразователи переводят эти входные данные в цифровую форму. Дополнительная информация, такая как температура окружающей среды и состояние различных аварийных сигналов, при необходимости также может быть предоставлена ​​модели. Эти входы постоянно отслеживаются и обновляются по запросу микропроцессора, управляющего моделью. Затем модель может использовать эти входные данные для оценки SOC или другого состояния батареи в любой момент времени.

 

В динамических приложениях, таких как автомобильные аккумуляторы, входы должны контролироваться не реже одного раза в секунду, чтобы гарантировать, что не будут пропущены значительные потоки заряда или критические события, а прогноз SOC для каждой отдельной ячейки в аккумуляторе должен быть завершен в течение интервала выборки. Из-за сложности алгоритма и количества задействованных входных данных система должна выполнять более миллиона вычислений с плавающей запятой в секунду.Для этого нужен мощный микропроцессор. Пример необходимости постоянного обновления оценок SOC в работающей системе приведен в разделе, посвященном системам управления батареями.

 

Точность оценки SOC на основе справочных таблиц

  • Ошибки смещения (Число и значимость учитываемых влияющих факторов)
  • Для точного представления характеристик заряда/разряда элемента необходимо разработать аналогичные справочные таблицы для всех известных факторов, которые существенно влияют на емкость элемента (Ач) и импеданс, таких как температура элемента, температура окружающей среды, заряд и разряд скорость, скорость рассеивания тепла, скорость саморазряда элемента, заряд или кулоновская эффективность и снижение емкости в течение срока службы элемента.

    Если какой-либо из ключевых параметров, влияющих на полезную емкость соты, игнорируется, в оценке SOC будет соответственно большая ошибка смещения.

    Ошибки смещения

    SOC, основанные только на кулоновском счете, без компенсирующих коэффициентов, могут достигать 30%!

  • Объем выборки и достоверность
  • Точность может быть ограничена небольшим размером выборки, используемой для построения набора данных, и тем, действительно ли образцы, использованные для характеристики клеток, были репрезентативными для популяции на протяжении всего ожидаемого производственного цикла клеток.

  • Точки данных и алгоритмы прогнозирования
  • Точность также будет напрямую зависеть от количества точек данных в справочной таблице. Различные алгоритмы (примеры ниже) были разработаны для обеспечения более точных оценок на основе ограниченных наборов данных. По сути, это означает объединение измеренных точек производительности в наборе данных или справочной таблице в непрерывную поверхность, позволяющую извлекать значения производительности из промежуточных точек.Каждый из этих алгоритмов имеет свою характерную точность оценки.

  • Кулоновская эффективность
  • Подсчет кулонов также подвержен ошибкам, поскольку все кулоны, закачанные в батарею во время зарядки, не могут быть преобразованы в доступный заряд. Часть энергии неизбежно теряется в процессе химической конверсии, обычно в виде тепла. Точно так же и на обратном пути по тем же причинам часть имеющегося заряда теряется и только часть запасенного заряда доступна для выполнения работы.Потери энергии туда и обратно составляют около 3% для литиевой батареи. Кулоновский КПД – это отношение энергии разряда к энергии заряда.

  • Скорость саморазряда
  • Еще одна причина, по которой вся энергия, вложенная в аккумулятор, не может быть использована снова, — это саморазряд элементов. Саморазряд литиевых батарей обычно составляет менее 3% в месяц, поэтому в течение дня или около того эффект очень мал, но становится более значительным, чем дольше периоды между зарядками, и может быть источником накапливающихся ошибок, если только схема контроля батареи регулярно сбрасывается или калибруется.

  • Случайные ошибки (точность измерения)
  • Случайные ошибки возникают из-за неточностей, связанных с измерением факторов, которые фактически учитываются при оценке SOC. Это относится к характеристике элементов, а также к элементам в действующих батареях, поэтому существует два потенциальных источника подобных ошибок.

    • Напряжение ячейки
    • Температура ячейки
    • Ток батареи
    • Ошибка выборки тока
    • Ошибки квантования аналого-цифрового преобразователя
    • Скорость саморазряда
    • Эффекты гистерезиса
    • Срок службы батареи/количество оборотов емкости (Завершенных циклов)

    Как правило, чистый эффект серии случайных ошибок, например, из-за неточности измерения, можно рассчитать с помощью метода «суммы квадратов».

  • Суммарное накопление ошибок
  • Со временем эталонная точка «полностью заряженной» батареи системы может смещаться, поэтому необходимо регулярно калибровать систему, чтобы сбросить эталонную SOC до 100 %, когда батарея полностью заряжена. Необходима регулярная калибровка системы оценки SOC, чтобы избежать накопления ошибок. Это особенно верно для аккумуляторов HEV, которые в нормальных условиях никогда не достигают своего полностью заряженного состояния, когда систему можно сбросить до известного уровня заряда.

 

Принимая во внимание все эти факторы, расчет SOC может быть подвержен очень большим ошибкам, которые могут поставить под угрозу приложение, если в конструкции аккумуляторной системы не будут предприняты шаги для уменьшения этих ошибок. Точность, заявленная для расчета SOC, должна согласовываться с совокупной точностью измерения влияющих параметров плюс любые погрешности смещения. Заявления производителя о точности SOC выше 5% являются типичными, но это кажется трудно оправдать, учитывая факторы, изложенные здесь, и ошибки могут отличаться еще больше по мере старения клеток.

Сравните это с требованиями к точности выше

 

Алгоритмы оценки стоимости

Несколько различных методов, таких как нечеткая логика, фильтрация Калмана, нейронные сети и рекурсивные методы самообучения, использовались для повышения точности оценки SOC, а также оценки состояния здоровья (SOH).

 

Нечеткая логика

Нечеткая логика — это простой способ сделать определенные выводы из расплывчатой, двусмысленной или неточной информации.Он напоминает принятие решений человеком своей способностью работать с приблизительными данными для поиска точных решений.

В отличие от классической логики, которая требует глубокого понимания системы, точных уравнений и точных числовых значений, нечеткая логика позволяет моделировать сложные системы с использованием более высокого уровня абстракции, основанного на наших знаниях и опыте. Это позволяет выразить это знание субъективными понятиями, такими как большой, маленький, очень горячий, ярко-красный, долго, быстро или медленно.Это качественное лингвистическое представление экспертных знаний представляет собой естественное, а не численное описание системы и позволяет относительно легко разрабатывать алгоритмы по сравнению с числовыми системами. Затем выходные данные можно преобразовать в точные числовые диапазоны, чтобы обеспечить характеристику системы. Нечеткая логика широко используется в системах автоматического управления.

Используя этот метод, мы можем использовать всю доступную нам информацию о производительности батареи, чтобы получить более точную оценку состояния ее заряда или состояния здоровья.Доступны программные пакеты, которые упрощают этот процесс.

 

Фильтр Калмана

Фильтрация Калмана решает извечный вопрос: как получить точную информацию из неточных данных? Более того, как обновить «наилучшую» оценку состояния системы по мере поступления новых, но все еще неточных данных? Примером такой ситуации является автомобильное применение HEV.На SOC аккумулятора влияет множество одновременных факторов, и он постоянно меняется в зависимости от стиля вождения пользователя. Фильтр Калмана предназначен для удаления нежелательных шумов из потока данных. Он работает, предсказывая новое состояние и его неопределенность, а затем корректируя это с помощью нового измерения. Он подходит для систем с несколькими входными данными и широко используется в контурах прогнозирующего управления в системах навигации и наведения. С помощью фильтра Калмана точность модели прогнозирования SOC батареи может быть улучшена, и для таких систем заявлена ​​точность лучше 1%.

Как и в случае с нечеткой логикой, доступны стандартные пакеты программного обеспечения для облегчения ее реализации.

 

Нейронные сети

Нейронная сеть представляет собой компьютерную архитектуру, созданную по образцу взаимосвязанной системы нейронов человеческого мозга, которая имитирует процессы обработки информации, памяти и обучения. Он имитирует способность мозга сортировать закономерности и учиться методом проб и ошибок, различая и извлекая взаимосвязи, лежащие в основе данных, с которыми он представлен.

 

Каждый нейрон в сети имеет один или несколько входов и производит выход; каждый вход имеет весовой коэффициент, который изменяет значение, поступающее на нейрон. Нейрон математически манипулирует входными данными и выводит результат. Нейронная сеть — это просто нейроны, соединенные вместе, при этом выходные данные одного нейрона становятся входными данными для других, пока не будет достигнут окончательный выходной сигнал. Сеть обучается, когда ей представляются примеры (с известными результатами); весовые коэффициенты корректируются на основе данных – либо с помощью вмешательства человека, либо с помощью запрограммированного алгоритма – чтобы приблизить окончательный результат к известному результату.Другими словами, нейронные сети «учатся» на примерах (так же, как дети учатся распознавать собак на примерах собак) и демонстрируют некоторую способность к обобщению за пределами обучающих данных.

 

Таким образом, нейронные сети напоминают человеческий мозг в следующих двух аспектах:

  1. Нейронная сеть получает знания посредством обучения.
  2. Знания нейронной сети хранятся в пределах сил межнейронных связей, известных как синаптические веса.

Истинная сила и преимущество нейронных сетей заключается в их способности представлять как линейные, так и нелинейные отношения, а также в их способности изучать эти отношения непосредственно из моделируемых данных. Среди множества приложений — прогнозное моделирование и системы управления.

 

Методы нейронной сети

полезны при оценке производительности батареи, которая зависит от количественной оценки влияния многочисленных параметров, большинство из которых не могут быть определены с математической точностью.Алгоритмы уточняются с помощью опыта эксплуатации аналогичных аккумуляторов.

 

Двухпараметрическая оценка SOC и повышение точности

Хотя изменение напряжения ячейки только с SOC недостаточно велико, чтобы обеспечить точное измерение SOC, тем не менее, оно достаточно для обеспечения эталона проверки ошибок для оценок SOC, полученных по току (подсчет Кулона). Кроме того, поскольку точность SOC, определяемая кулоновским счетом, зависит от применения поправочных коэффициентов в зависимости от измеренной емкости батареи, температуры и напряжения, те же измерения напряжения могут использоваться для обеспечения альтернативной оценки SOC без существенного влияния на сложность расчета. система.

Общая точность оценки SOC может быть затем улучшена путем объединения подходящим образом взвешенных значений оценок SOC, основанных на токе и напряжении, в одно значение.

 

Индикаторы состояния потребительской батареи

Малые первичные элементы теперь доступны с встроенными аналоговыми индикаторами SOC, известными как тестеры аккумуляторов или датчики уровня топлива. На боковой стороне элемента они имеют печатную полосу, напоминающую термометр, которая дает приблизительное представление об оставшейся емкости батареи.

На основе термохромных и токопроводящих красок наносится тонкий слой токопроводящей краски в форме клина. Самая узкая точка указывает на самый низкий уровень заряда, а самая широкая область указывает на полный заряд. Когда цепь замыкается и ток течет через проводящие чернила, сопротивление чернил заставляет их нагреваться. Небольшое количество тока может генерировать достаточно тепла, чтобы воздействовать на наименьшую площадь клина, но по мере расширения области требуется больший ток для повышения ее температуры. Термохромные чернила, напечатанные поверх проводящих чернил, меняют цвет в зависимости от температуры, а степень изменения цвета вдоль клина указывает на величину тока и, следовательно, на напряжение батареи.

Рисунок дополнен маскирующим слоем обычных чернил, создающим иллюзию термометра или аналогового указателя уровня топлива.

Точность измерения зависит от температуры окружающей среды.

 

SOC конденсаторов

Состояние заряда конденсатора определяется напряжением на его выводах.

 

Срок службы батареи и SOC

Узнайте больше о том, как работа SOC влияет на срок службы батареи.

 

 

 

 

 

Легитимация определения государственной пошлины


Ниже приводится представленный мной публичный комментарий, который может представлять интерес для читателей. 1 (Также смотрите комментарий моего коллеги Стивена Камароты здесь).


Как исследователь, десять лет работавший над вопросами иммиграции с различными аналитическими центрами в Вашингтоне, округ Колумбия, , я приветствую усилия администрации по обеспечению соблюдения закона, запрещающего допуск или изменение статуса любого иностранца, который может стать общественное обвинение. Предлагаемое правило, определяющее основу для определения государственной пошлины, согласуется с целью нашей страны отдавать приоритет самостоятельным иммигрантам и резервировать социальные пособия для беженцев и других лиц, прибывших специально по гуманитарным причинам.На мой взгляд, предлагаемое правило является значительным улучшением по сравнению с существующим положением, но оно не идет достаточно далеко. Многие обычные иммигранты по-прежнему будут получать пособие по новому правилу.

Я разбил свой комментарий на пять пунктов. Первые два пункта показывают, что предлагаемое правило является необходимой реформой, а последние три пункта утверждают, что предлагаемое правило не заходит достаточно далеко.

Предлагаемое правило решает реальную проблему

1) Высокий уровень использования социальных пособий иммигрантов. Федеральное правительство не хранит административные данные о потреблении социальных пособий по иммиграционному статусу. Тем не менее, мы можем получить оценки на основе Обследования доходов и участия в программах (SIPP), которое предназначено для учета использования социальных пособий и имеет наименьший недоучет среди всех основных обследований переписи населения. Я благодарю DHS за использование SIPP в своем собственном анализе, а не за использование менее полного набора данных, такого как Текущее обследование населения.

Согласно последним данным SIPP, проанализированным Центром иммиграционных исследований, 55 процентов домохозяйств, возглавляемых иммигрантами, получали пособие в виде наличных денег, продуктов питания, медицинского обслуживания или жилищной помощи, по сравнению с 35 процентами домохозяйств коренных жителей.Использование социальных пособий возрастает до 63% для домохозяйств, возглавляемых иммигрантами-негражданами, и до впечатляющих 80% для неграждан с детьми. 2 Ясно, что иммигранты не только потребляют пособие, но и делают это в больших количествах. 3

Критики предположили, что ставки использования социальных пособий завышены, потому что они основаны не на отдельных лицах, а на домохозяйствах, в которые часто входят дети, родившиеся в США. Действительно, собственные оценки SIPP DHS основаны только на отдельных лицах. Но если мы ограничим анализ отдельными лицами, не принимая во внимание их иждивенцев, то обедневшая иммигрантка могла бы записаться на U.Ребенок, родившийся S., для получения пособия на основе проверки нуждаемости, и считать его местным использованием системы социального обеспечения. Это явно неверно, поскольку любая программа для детей приносит пользу родителям, которые в остальном несут за них ответственность. Как родитель, я должен платить за еду, кров и медицинское обслуживание моих детей. Если правительство вмешается и сделает это за меня, это освободит место в моем бюджете, чтобы потратить его на другие вещи. То же самое верно и для иммигрантов, которым выгодно, когда налогоплательщики покрывают основные потребности их детей.

2) Закон о государственной пошлине соблюдается редко. Хотя долгое время было противозаконно признавать или корректировать статус любого иностранца, который может стать публичным обвинением, применение этого закона было неэффективным. Примечательно, что даже несмотря на то, что большинство домохозяйств иммигрантов оказались на пособии, количество заявителей, дисквалифицированных по закону о государственной пошлине, кажется ничтожным. 4 Частично проблема заключается в том, что действующая система рассматривает только раздачу наличных и долгосрочную институционализацию в качестве основания для определения государственной пошлины.В результате иммигрант мог получать заработную плату, субсидируемую EITC, делать покупки в продуктовом магазине с помощью продуктовых талонов, оплачивать визиты к врачу через Medicaid, жить в субсидируемой съемной квартире и обогревать ее с помощью энергии — и все это, не будучи общественная ответственность в глазах правительства.

Нынешняя система основана на идее о том, что государственная пошлина должна «в первую очередь» зависеть от правительства. Другими словами, если иммигрант получает государственную помощь, но теоретически может обойтись без нее, то это лицо не должно считаться государственным обременителем. Но что бы вы ни думали о государстве всеобщего благосостояния — лично я хотел бы, чтобы оно сократилось, — общественность через своих избранных представителей решила, что большинство американцев, живущих в нищете, должны получить поддержку государственных программ по облегчению их положения. Поэтому, за немногими исключениями, любой бедняк «вероятно станет общественным бременем». Административные правила должны отражать этот факт.

Кроме того, в 1996 г. Конгресс заявил о «настоятельном интересе правительства к принятию новых правил приемлемости и соглашений о спонсорстве, чтобы гарантировать, что иностранцы будут самостоятельными в соответствии с национальной иммиграционной политикой» (курсив наш). 5 Уверенный в себе — однозначный дескриптор. Нигде в законе не указывается, что иностранцы должны быть «в первую очередь» самостоятельными — формулировка, которая может даже рассматриваться как противоречие в терминах. DHS правильно отбрасывает квалификатор «в первую очередь» из своего определения государственной пошлины.

Предлагаемое правило является значительным улучшением, но недостаточно далеко

3) Любое получение иммигрантами или их иждивенцами пособий по борьбе с бедностью на основе проверки нуждаемости должно учитываться при определении государственной пошлины. Предлагаемое правило значительно расширяет список программ социального обеспечения, которые могут квалифицировать иммигранта как государственного обуздателя, если он или она участвует в них. В дополнение к денежному пособию, такому как TANF и SSI, список также будет включать продовольственные талоны, жилищную помощь, Medicaid — возможно, включая CHIP, как следует, — и субсидии, связанные с проверкой нуждаемости, связанные с лекарствами, отпускаемыми по рецепту Medicare. Предложенный список гораздо более полный, чем нынешний, но в нем по-прежнему не учтены несколько важных социальных программ, а именно: WIC, бесплатные школьные обеды, возмещаемая часть EITC и ACTC.Все эти пособия по борьбе с бедностью зависят от нуждаемости, как и другие программы. Исключение возмещаемых налоговых кредитов особенно проблематично, учитывая их стоимость. Сумма возмещаемой части EITC и ACTC в 2016 году составила более 80 миллиардов долларов.

К сожалению, предлагаемое правило позволяет иммигрантам использовать программы из списка в ограниченной степени, не засчитывая их в пользу государства.Разрешение любого использования социальных пособий является ненужным, сложным и противоречит предложенному администрацией определению государственной обязанности как «иностранца, который получает одно или несколько общественных благ». Как я объяснил в конце пункта № 2, не существует значимого различия между зависимостью и «частичной зависимостью», когда речь идет об определении государственной обязанности, и нет никаких оснований для такого различия в соответствующих законах.

Наконец, предлагаемое правило не учитывает использование социальных пособий иждивенцами иммигрантов.Это критическое упущение. Как объяснялось в пункте № 1, если иммигрант полагается на то, что правительство позаботится о людях, о которых он или она должны заботиться, то иммигрант фактически сам получает эту государственную помощь. Не принимая во внимание иждивенцев, предлагаемое правило позволит значительному числу иммигрантов продолжать пользоваться пособиями. Например, в 2014 году около 21% взрослых иммигрантов получали Medicaid, но в то же время 58% детей в семьях, возглавляемых иммигрантами, получали Medicaid. 7 Принятие во внимание размера домохозяйства иммигранта, как предлагает DHS, смягчит некоторые проблемы использования социальных пособий иждивенцами, но DHS должно решать ее более непосредственно.

4) Иммигранты, не имеющие хотя бы одного колледжа, должны нести тяжелое бремя доказывания того, что они не станут публичными обвинениями. Иметь работу недостаточно. В соответствии с требованиями закона предлагаемое правило будет рассматривать образование иммигранта как часть более широкого определения государственной обязанности.Тем не менее, я обеспокоен тем, что этому очень важному показателю потребления благосостояния не будет придаваться достаточного значения. В то время как 37 процентов домохозяйств, возглавляемых негражданами, имеющими хотя бы какое-то высшее образование, пользуются пособиями, этот показатель возрастает до 81 процента для домохозяйств, возглавляемых негражданами, имеющими только среднее образование или ниже. 8 Последний показатель настолько высок, что любому потенциальному иммигранту без какого-либо образования в колледже приходится нести тяжелое бремя доказывания того, что он или она не станет общественным достоянием.

Наличие любой работы не должно быть достаточным для преодоления этого бремени. Вопреки представлению о пользователях социальных пособий как о бездельниках, большинство пособий по борьбе с бедностью с проверкой нуждаемости доступны людям, которые работают. Например, 55 процентов домохозяйств, возглавляемых иммигрантами, в которых есть хотя бы один работник, получают какую-либо форму социального обеспечения — показатель, который практически идентичен показателю для всех домохозяйств, возглавляемых иммигрантами. 9 Разумно предположить, что предлагаемое регулирование не будет сильно влиять на доходы иммигрантов, если только они не составляют по крайней мере 250 процентов черты бедности.На самом деле, , а не , имеющие доход не менее 250 процентов от черты бедности, должны иметь большое значение против иммигранта.

5) Дискреционные полномочия в каждом конкретном случае должны быть ограничены. Предлагаемое правило предоставит чиновникам DHS широкую свободу действий при принятии решения о государственной пошлине. Хотя определенная осмотрительность всегда необходима, учитывая широкий спектр обстоятельств, с которыми могут столкнуться иммигранты, администрация должна рассмотреть вопрос об ограничении возможностей ее применения.Широкие полномочия позволили бы будущим администрациям ослабить соблюдение правила государственной пошлины, даже не уведомляя об изменении правил.

Излишне говорить, что иммиграционная бюрократия всегда максимально снисходительно интерпретировала ограничения. Примером, рассмотренным выше, является концепция «в первую очередь зависимой» — подход к закону о государственной пошлине, который был в основном неэффективен для достижения намерений Конгресса, и, возможно, намеренно. Директор USCIS Сиссна упомянул об этой институциональной проблеме, объясняя, почему он изменил заявление о миссии организации:

.

Упоминание заявителей и петиционеров на получение иммиграционных льгот, а также бенефициаров таких заявлений и петиций в качестве «клиентов» продвигает институциональную культуру, которая делает упор на максимальное удовлетворение заявителей и петиционеров, а не на правильное рассмотрение таких заявлений и петиций в соответствии с закон…. Ко всем заявителям и петиционерам, конечно же, всегда следует относиться с величайшим уважением и вежливостью, но мы не можем забывать, что мы служим американскому народу. 10

Тенденция бюрократии к принятию культуры обслуживания иммигрантов, а не культуры обслуживания американцев, является именно тем, почему административные правила должны быть ясными и предсказуемыми, с ограничением свободы действий только в самых сложных случаях.

Заключение

Таким образом, предлагаемое правило является важным шагом в правильном направлении.Расширяя список программ социального обеспечения, которые могут учитываться при определении государственной обязанности, администрация будет более добросовестно исполнять закон, запрещающий допуск или изменение статуса иммигранта, который, вероятно, станет государственной обязанностью. Однако можно сделать больше, чтобы у нас были иммигранты, которые уверены в своих силах. Новый список социальных программ следует расширить. Любое использование этих программ (вместо использования сверх определенного порога) иммигрантами или их иждивенцами должно учитываться при определении государственной пошлины.Низкий уровень образования должен в большей степени учитываться против иммигрантов, и полагаться на усмотрение DHS следует зарезервировано для действительно маргинальных случаев.

Конец Примечания

1 Я получил докторскую степень. получил степень бакалавра государственной политики в Гарвардском университете в 2009 году. С тех пор я работал над иммиграционной политикой в ​​Американском институте предпринимательства, Фонде наследия и Центре иммиграционных исследований. Этот комментарий принадлежит мне и не обязательно отражает точку зрения какой-либо организации.

2 Стивен А. Камарота и Карен Зейглер, «63% домохозяйств, не являющихся гражданами, имеют доступ к программам социального обеспечения», Центр иммиграционных исследований, 2 декабря 2018 г. , таблицы 1 и 4. В этом анализе используется волна 2 SIPP 2014 г. панель. DHS, по-видимому, использует волну 1.

3 У кого-то может возникнуть соблазн отклонить эту статистику на том основании, что она исходит от Центра иммиграционных исследований (CIS), организации, которая выступает за сокращение иммиграции. Но CIS просто сводил в таблицы общедоступные данные Бюро переписи населения — это может сделать любой человек, имеющий элементарные знания в области анализа данных.Действительно, когда исследователь из прогрессивной организации Demos повторно проанализировал данные более раннего исследования SIPP, проведенного в рамках CIS, он получил цифры, которые «по существу совпадают с цифрами CIS». (Мэтт Брюниг, «Использование социального обеспечения «иммигрантами» и «коренными» домохозяйствами», Демонстрации, 10 сентября 2015 г. Брюниг хотел включить Социальное обеспечение и Медикэр, которые не являются программами, проверяемыми на нуждаемость, в качестве социального обеспечения. ) Институт миграционной политики, организация, в целом поддерживающая иммиграцию, обнаружил, что «почти половина» всех неграждан живут в семьях, которые пользуются одной из четырех основных программ социального обеспечения.(Институт миграционной политики, «Почти половина всех неграждан в США может быть затронута предложенным администрацией Трампа правилом об общественном повиновении, по сравнению с нынешними 3 процентами», 12 июня 2018 г.)

4 Хотя у правительства, похоже, нет достоверных данных по этому вопросу, эксперт по СНГ Джессика Вон подсчитала, что просто «сотни» заявителей отклоняются на основании государственного обвинения, несмотря на более миллиона новых участников или заявителей каждый год. (Джессика Вон, «Предлагаемое правило государственного обвинения: немногие будут запрещены, миллиарды будут спасены», Центр иммиграционных исследований, 27 сентября 2018 г.)

5 8 Кодекс США § 1601 (5).

6 Роберт Ректор и Виджай Менон, «Понимание скрытой системы социального обеспечения стоимостью 1,1 триллиона долларов и способы ее реформирования», Фонд «Наследие», апрель 2018 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.