Diagramas de conexão da bateria

Um grupo combinado de baterias é chamado bateria de célula ou simplesmente bateria galvânica. Existem duas maneiras principais de conectar células às baterias: série e paralelo.

Na estrutura deste artigo, consideramos os recursos de série e conexão paralela de baterias. Existem situações diferentes em que pode ser necessário aumentar a capacidade total ou aumentar a tensão recorrendo à conexão paralela ou serial de várias baterias à bateria, e você sempre precisa lembrar as nuances.

Uma conexão paralela envolve a combinação dos terminais positivos das baterias com um ponto positivo comum do circuito e todos os terminais negativos com um sinal de menos comum, ou seja, conectar todos os terminais positivos dos elementos a um fio comum e todos os terminais negativos a outro fio comum. As extremidades dos fios comuns dessa bateria são conectadas a um circuito externo - ao receptor.

A essência de um método seqüencial de conectar baterias, como o próprio nome indica, é que todos os elementos tomados são conectados juntos em uma única cadeia sequencial, ou seja, o polo positivo de cada elemento é conectado ao polo negativo de cada elemento subsequente.

Como resultado dessa conexão, é obtida uma bateria comum, na qual a extremidade negativa permanece livre para um elemento extremo e as conclusões positivas para o segundo. Com a ajuda de sua bateria e está incluído no circuito externo - no receptor. Em seguida, vamos falar sobre isso com mais detalhes.

Uma conexão paralela das baterias fornece uma combinação de capacidades e, com uma tensão inicial igual em cada uma das baterias incluídas na bateria montada a partir delas, a capacidade da bateria composta é igual à soma das capacidades dessas baterias. Com capacidades iguais das baterias combinadas, para encontrar a capacidade da bateria, basta multiplicar o número de baterias que compõem a bateria pela capacidade de uma bateria no conjunto.

Conexão paralela:

Não importa quantos elementos conectemos em paralelo, sua tensão total sempre será igual à tensão de um elemento, mas a força da corrente de descarga poderá ser aumentada quantas vezes forem incluídos na bateria, se apenas todos os elementos da bateria forem do mesmo tipo.

Conectando as baterias em série, obtenha uma bateria com a mesma capacidade que a capacidade de uma das baterias incluídas na bateria, desde que as mesmas sejam iguais. A voltagem da bateria será igual à soma das voltagens de cada uma das baterias que compõem a bateria.

Se baterias de capacidade e voltagem iguais no momento da conexão forem conectadas em série, a voltagem da bateria obtida pela conexão em série será o produto da voltagem de uma bateria e do número de baterias que compõem o circuito em série.

Conexão serial:

Quando os elementos são conectados em série, os valores de suas resistências internas também aumentam. Portanto, independentemente da magnitude de sua tensão, a partir de uma bateria compilada, é possível consumir apenas a mesma força de corrente que um elemento que faz parte dessa bateria foi projetado. Isso é compreensível, pois com uma conexão em série, a corrente passa por cada elemento, que passa por toda a bateria.

Assim, ao conectar os elementos em série, aumentando seu número total, é possível aumentar a tensão da bateria para quaisquer limites, mas a força da corrente de descarga da bateria permanecerá a mesma de um elemento separado incluído em sua composição.

Tanto na conexão paralela como em série, a energia total da bateria é igual à soma das energias de todas as baterias que compõem a bateria.

Então, por que as baterias são combinadas em baterias? O fato é que, em qualquer circuito, há perdas associadas ao aquecimento de condutores. E com a mesma resistência do condutor, se você deseja transferir uma certa potência, é muito mais lucrativo transmitir energia em alta tensão, a corrente precisará de menos e as perdas ôhmicas serão menores.

Por esse motivo, fontes de alimentação poderosas e ininterruptas usam baterias de acumuladores conectados em série para uma tensão total de várias dezenas de volts, e não um circuito paralelo de 12 volts. Quanto maior a tensão da fonte, maior a eficiência do conversor.

Quando é necessária uma corrente significativa e uma bateria disponível não é suficiente para a finalidade pretendida, a capacidade da bateria aumenta com o recurso à conexão paralela de várias baterias.

Nem sempre é economicamente viável substituir a bateria por uma nova com capacidade maior e, às vezes, basta conectar outra em paralelo e aumentar a capacidade da fonte à necessária. Alguns fontes de alimentação ininterrupta possui compartimentos para a instalação de baterias adicionais paralelas às já existentes, a fim de aumentar o recurso energético do conversor.

O que deve ser considerado ao combinar baterias em um circuito serial? Baterias de diferentes capacidades (fabricadas com a mesma tecnologia, por exemplo, chumbo-ácido) são caracterizadas por resistência interna. Quanto maior a capacitância, menor a resistência interna, a dependência aqui é quase inversamente proporcional.

Por esse motivo, se você conectar baterias de diferentes capacidades em série e fechar o circuito de carga ou de carga, a corrente no circuito continuará a mesma em todos os lugares, mas a queda de tensão será diferente. E em algumas baterias, a voltagem durante o carregamento será muito maior que o valor nominal, o que é perigoso e, durante a descarga, será muito menor que o limite inferior, o que é prejudicial. Vamos considerar um exemplo mais adiante, mostrar com o que isso é preocupante.

Vamos ter 10 baterias à nossa disposição, cada uma com uma tensão nominal de 12 volts, 9 delas com capacidade de 20 ampere horas e uma 10 ampere hora. Decidimos conectá-los em série e, cobrar do carregador com controle da corrente de carga, definir a corrente para 2 amperes. Carregador configurado para que pare de carregar quando a tensão da bateria ultrapassa a marca de 138 volts, com base em uma média de 13,8 volts para cada bateria na bateria serial. O que vai acontecer?

Para cada bateria, o fabricante fornece uma característica de carregamento, na qual é possível ver a quantidade de corrente e por quanto tempo você precisa carregar a bateria.

Obviamente, uma bateria com capacidade 2 vezes menor a uma corrente de 2 amperes consumirá a mesma energia que as baterias com capacidade maior, mas o aumento de tensão será três vezes mais rápido. Assim, após 3 horas, a bateria pequena terá seu preço, ao mesmo tempo, baterias grandes precisarão ser carregadas por mais 6 horas.

Mas a voltagem da bateria pequena já ultrapassou os limites, teria que ser colocada no modo de estabilização de voltagem, isso não ocorre no nosso carregador. No final, o sistema de recombinação de gás na bateria não suportará metade da capacidade, as válvulas serão arrancadas e a bateria começará a perder umidade, perder capacidade, enquanto as baterias grandes ainda estarão com carga insuficiente.

Conclusão: somente baterias de igual capacidade, da mesma tecnologia e do mesmo estado de descarga podem ser carregadas sequencialmente.

Agora, suponha que descarregemos o mesmo circuito em série. Inicialmente, cada bateria possui 13,8 volts e a corrente de descarga é de 2 amperes. A proteção de descarga profunda abrirá o circuito a 72 volts, ou seja, pelo menos 7,2 volts por bateria são assumidos. Após 4 horas, a bateria pequena será completamente descarregada e, nas grandes, ainda haverá 12 volts, e a proteção contra descargas profundas não manterá o truque.Uma bateria pequena já perderá irreversivelmente parte de sua capacidade.

É por isso que apenas baterias de capacidades iguais podem ser conectadas em série se você não quiser estragá-las. É melhor conectar as baterias do mesmo lote em série e verificar suas capacidades com um testador de bateria previamente para garantir que as capacidades das baterias das quais você montará uma bateria serial sejam quase iguais.

Mas em paralelo para conectar baterias de diferentes capacidades é aceitável. Obviamente, desde que as tensões em seus terminais sejam iguais. Com uma conexão paralela, as capacidades da bateria não terão um papel, uma vez que a resistência interna das baterias será conectada em paralelo e cada bateria terá uma carga máxima ou corrente de descarga, elas funcionarão de forma síncrona.

No entanto, existem limitações de corrente para os terminais da bateria e, para cada bateria específica, os terminais podem não suportar a corrente contínua que a bateria pode fornecer em princípio; é importante não esquecer isso. Na documentação técnica da bateria, esses parâmetros são indicados.

Se no momento da conexão de duas baterias, que diferem muito em capacidade, suas voltagens diferem significativamente, uma sobrecorrente de curto prazo de uma das baterias é inevitável. Se a tensão for mais alta para uma bateria com capacidade menor, a redistribuição de carga no momento da conexão causará uma corrente de curto-circuito de curto prazo e poderá levar rapidamente à sua destruição.

Se a voltagem for mais alta para uma bateria com capacidade maior, então, novamente, uma bateria de menor capacidade estará em risco, porque será carregada no modo de sobrecarga. Portanto, é melhor conectar as baterias em paralelo, alinhando previamente a tensão nelas e, na próxima etapa, combiná-las em uma bateria.

Esperamos que nosso artigo tenha sido útil para você, e agora você sabe como é possível e como é impossível conectar as baterias e para que finalidade isso geralmente é feito.