Dijagrami povezivanja s baterijom

Kombinirana skupina baterija naziva se stanična baterija ili jednostavno galvanska baterija. Postoje dva glavna načina spajanja ćelija na baterije: serija i paralelno.

U okviru ovog članka razmatramo značajke serijskog i paralelnog spajanja baterija. Postoje različite situacije kada će možda biti potrebno povećati ukupni kapacitet ili povećati napon pribjegavanjem paralelnim ili serijskim spajanjem nekoliko baterija na bateriju, a uvijek trebate zapamtiti nijanse.

Paralelna veza uključuje kombiniranje pozitivnih priključaka akumulatora s zajedničkom plus točkom kruga, a sve negativne terminale s zajedničkim minusom, tj. Spajanje svih pozitivnih terminala elemenata na jednu zajedničku žicu, a sve negativne terminale na drugu zajedničku žicu. Krajevi zajedničkih žica takve baterije spojeni su s vanjskim krugom - na prijemnik.

Suština sekvencijalne metode povezivanja baterija, kao što joj i naziv govori, jest da su svi uzeti elementi povezani zajedno u jedan sekvencijalni lanac, tj. Da je pozitivni pol svakog elementa povezan s negativnim polom svakog sljedećeg elementa.

Kao rezultat takve veze, dobiva se jedna zajednička baterija u kojoj za jedan krajnji element ostaje negativni kraj, a drugi za pozitivne. Uz pomoć njihove baterije i uključuje se u vanjski krug - u prijemnik. Dalje, razgovarajmo o tome detaljnije.

Paralelno spajanje baterija daje kombinaciju kapaciteta, a s jednakim početnim naponom na svakoj od baterija koje su uključene u bateriju sastavljenu od njih, kapacitet složene baterije jednak je zbroju kapaciteta tih baterija. S jednakim kapacitetom kombiniranih baterija, da biste pronašli kapacitet baterije, dovoljno je množiti broj baterija koje čine bateriju kapacitetom jedne baterije u sklopu.

Paralelna veza:

Bez obzira na to koliko elemenata povežemo paralelno, njihov ukupni napon uvijek će biti jednak naponu jednog elementa, ali tada se jačina struje pražnjenja može povećati onoliko puta koliko će elemenata biti uključeno u bateriju, ako su svi elementi u bateriji istog tipa.

Spajanje baterija serijski, nabavite bateriju istog kapaciteta kao i jedna od baterija uključenih u bateriju, pod uvjetom da su kapaciteti jednaki. U tom će slučaju napon baterije biti jednak zbroju napona svake od baterija koje čine bateriju.

Ako su baterije jednakog kapaciteta i napona jednake u vrijeme spajanja serijski, tada će napon akumulatora dobiven serijskim spajanjem biti jednak proizvodu napona jedne baterije i broju baterija koje čine serijski krug.

Serijska veza:

Kad se elementi povezuju serijski, zbrajaju se i vrijednosti njihovih unutarnjih otpora. Stoga, bez obzira na veličinu napona, sastavljena baterija može trošiti samo istu strujnu jačinu kao i jedan element koji je dio ove baterije. To je razumljivo, jer serijskim spajanjem struja prolazi kroz svaki element, koja prolazi kroz cijelu bateriju.

Tako, spajanjem elemenata u seriju, povećanjem njihovog ukupnog broja, moguće je povećati napon akumulatora do bilo kakvih ograničenja, ali jačina struje pražnjenja baterije ostaje ista kao snaga jednog zasebnog elementa koji je uključen u njegov sastav.

Paralelno i serijski, ukupna energija baterije jednaka je zbroju energija svih baterija koje čine bateriju.

Pa zašto su baterije kombinirane u baterije? Stvar je u tome što u bilo kojem krugu postoje gubici povezani s zagrijavanjem vodiča. A s istim otporom vodiča, ako želite prenijeti određenu snagu, puno je isplativije prenijeti snagu na visokom naponu, tada će struji biti potrebno manje, a ohmijski gubici će biti manji.

Iz tog razloga, snažni neprekidni izvori napajanja koriste baterije serijski spojenih akumulatora ukupnog napona od nekoliko desetaka volti, a ne paralelni krug od 12 volti. Što je viši napon izvora, veća je učinkovitost pretvarača.

Kad je potrebna značajna struja, a jedna raspoloživa baterija nije dovoljna za predviđenu svrhu, kapacitet baterije povećava se pribjegavanjem paralelnom povezivanju nekoliko baterija.

Nije uvijek ekonomski izvedivo zamijeniti bateriju novom koja ima veći kapacitet, a ponekad je dovoljno paralelno spojiti drugu i povećati kapacitet izvora na potrebnu. neki neprekidni izvori napajanja imati odjeljke za ugradnju dodatnih baterija paralelno s postojećim kako bi se povećao energetski resurs pretvarača.

Što valja uzeti u obzir pri kombiniranju baterija u serijskom krugu? Baterije različitog kapaciteta (proizvedene istom tehnologijom, na primjer, olovnom kiselinom) odlikuju se unutarnjom otpornošću. Što je veći kapacitet, manji je unutarnji otpor, ovisnost je ovdje gotovo obrnuto proporcionalna.

Iz tog razloga, ako serijski spojite baterije različitog kapaciteta i zatvorite krug opterećenja ili krug punjenja, struja u krugu će svugdje biti ista, ali pad napona će biti različit. A na nekim će baterijama napon tijekom punjenja biti mnogo veći od nazivne vrijednosti, što je opasno, a pri praznjenju bit će mnogo niže od donje granice, što je štetno. Razmotrimo daljnji primjer, pokažite s čime je to bavljeno.

Na raspolaganju imamo 10 baterija, od kojih svaka ima nazivni napon od 12 volti, od kojih je 9 kapaciteta 20 ampera, a jedna 10 ampera. Odlučili smo ih spojiti u seriju i puniti iz punjača s kontrolom struje punjenja, postaviti struju na 2 ampera. punjač konfiguriran tako da zaustavlja punjenje kada napon akumulatora pređe oznaku 138 V, temeljeno na prosjeku od 13,8 volti za svaku bateriju u serijskoj bateriji. Što će se dogoditi?

Za svaku bateriju proizvođač pruža značajku punjenja, gdje možete vidjeti koliko struje i koliko dugo trebate da napunite bateriju.

Očito je da će baterija 2 puta manjeg kapaciteta pri struji od 2 ampera uzeti istu energiju kao i baterije s većim kapacitetom, ali porast napona na njoj ići će oko tri puta brže. Nakon 3 sata, mala baterija će preuzeti svoj danak, istovremeno će se velike baterije morati puniti još 6 sati.

Ali napon na maloj bateriji već je prešao preko ruba, morat ćete ga staviti u način stabilizacije napona, to ne čini na našem punjaču. Na kraju, sustav za rekombinaciju plina u bateriji neće izdržati polovicu kapaciteta, ventili će se otrgnuti, a baterija će početi gubiti vlagu, gubiti kapacitet, dok će velike baterije i dalje biti pod naponom.

Zaključak: sekvencijalno se mogu puniti samo baterije jednakog kapaciteta, iste tehnologije, istog stanja pražnjenja.

Pretpostavimo da sada ispuštamo isti serijski krug. U početku svaka baterija ima 13,8 volti, a struja pražnjenja 2 ampera. Zaštita dubokog pražnjenja otvorit će krug na 72 volta, tj. Pretpostavlja se da je najmanje 7,2 volta po bateriji. Nakon 4 sata, mala će se baterija potpuno isprazniti, a na velikim će biti još 12 volti, a zaštita od dubokog pražnjenja neće zadržati trik.Mala baterija već će nepovratno izgubiti dio svog kapaciteta.

Zato se serijski mogu spojiti samo baterije jednakog kapaciteta ako ih ne želite pokvariti. Najbolje je spojiti baterije iz iste serije u seriju i prvo provjeriti njihove kapacitete pomoću testera baterije kako biste bili sigurni da su kapaciteti baterija iz kojih namjeravate sastaviti serijsku bateriju gotovo jednaki.

Ali paralelno za spajanje baterija različitih kapaciteta prihvatljivo je. Naravno, pod uvjetom da su naponi na njihovim terminalima jednaki. Uz paralelno povezivanje, kapaciteti baterije neće igrati ulogu, jer će unutarnji otpor baterija biti spojen paralelno, a svaka će baterija imati maksimalnu struju punjenja ili pražnjenja, oni će raditi sinkrono.

Međutim, postoje ograničenja struje za terminale baterije i za svaku određenu bateriju, terminali možda neće izdržati kontinuiranu struju koju baterija u principu može dati, važno je ne zaboraviti na to. U tehničkoj dokumentaciji za bateriju navedeni su parametri.

Ako se u trenutku spajanja dvije baterije, koje se jako razlikuju u kapacitetu, njihovi naponi značajno razlikuju, kratkotrajni prekomjerni tok jedne od baterija je neizbježan. Ako je napon veći za bateriju manjeg kapaciteta, tada će preraspodjela naboja u trenutku spajanja izazvati struju kratkog spoja u njemu i brzo može dovesti do njegovog uništenja.

Ako je napon veći za bateriju većeg kapaciteta, tada je opet opasnost baterija manjeg kapaciteta, jer će se u načinu preopterećenja napuniti. Stoga je najbolje spojiti baterije paralelno, prethodno podesivši napon na njima, a sljedećim korakom kombinirati ih u bateriju.

Nadamo se da vam je naš članak bio koristan, a sada znate kako je to moguće i kako ne spojiti baterije i u koje se svrhe to obično radi.