La bateria, com el seu nom indica, és un dispositiu per emmagatzemar energia elèctrica. En el moment adequat, aquesta energia il·lumina LED o bombetes incandescents a les llanternes, acciona motors elèctrics, alimenta dispositius electrònics i proporciona unitats d’alimentació ininterrompuda.
S'utilitzen connexions paral·leles i en sèrie, així com connexions combinades de bateries per muntar bateries de diferents característiques.
Tipus de productes amb diverses finalitats
Per què connectar fonts d’energia
Combinant fonts d’energia separades, podeu obtenir diversos avantatges:
- Augmentar el voltatge d’alimentació.
- Reduir o augmentar el corrent al circuit de consum.
- Incrementeu la capacitat de muntatge global de la bateria
El consum d’energia és igual al producte de la tensió aplicada al consumidor i que flueix en el circuit actual.
Així, augmentant la tensió d'alimentació, és possible reduir la càrrega sobre els cables del corrent que flueix. És fàcil veure que com més gran és el paràmetre actual, més conductors s’escalfen. La calefacció no produeix cap treball, cosa que significa que l'eficiència total de l'aparell elèctric es redueix.
Important! En augmentar la tensió d’alimentació i reduir el corrent que flueix, s’estalvia energia reduint les pèrdues de calor al circuit.
Característiques clau de les bateries recarregables
Abans d’iniciar els “experiments” i connectar les bateries, heu d’entendre quines característiques tenen i què ofereix cada tipus de connexió.
La primera característica és la tensió nominal. El paràmetre determina quina tensió pot existir entre els terminals positius i negatius. Aquesta característica no és constant i el valor nominal s’emet al circuit només des d’una font d’energia totalment carregada, ja que la descàrrega i sota càrrega, la força electromotriu (EMF) disminueix.
Avui, els valors més populars són 1,2, 2,4, 6 o 12 volts.
Pareu atenció! La tensió mínima de les unitats és d'1,2 Volts i no 1,5 V com en les bateries "d'un sol ús".
En connectar diverses fonts en sèrie, aconsegueixen un major voltatge a la sortida del conjunt.
La capacitat indica la quantitat d’electricitat que el dispositiu pot subministrar abans d’assolir el nivell mínim de descàrrega acceptable i es mesura en amperes / hores.
Per exemple, la designació 50 A / h significa que a un corrent igual a 1A, la bateria proporcionarà energia durant 50 hores, o a un corrent de 2 A funcionarà 25 hores fins a la següent càrrega.
El càlcul presentat és aproximat i és vàlid només per a corrents de descàrrega baixa. Corrent alt descarrega la bateria més ràpidament. Podeu afinar la característica mitjançant els esquemes de característiques de descàrrega adjunts als productes.
Exemple de descàrrega característica segons el corrent de càrrega
La capacitat total per a qualsevol tipus de connexió serà igual als indicadors totals de totes les bateries incloses al circuit.
Connexió en sèrie
L’esquema de connexió en sèrie implica el conductor que connecta el pol positiu de la primera font i el negatiu de la segona. A continuació, la sortida positiva de la segona font d’energia es connecta al negatiu de la tercera, etc. Els terminals de muntatge són el terminal negatiu de la primera bateria i el terminal positiu del circuit.
Connexió en sèrie
El voltatge total d’un muntatge d’aquest serà igual a la suma de l’EMF de totes les fonts incloses a la xarxa. Si s’inclouen unitats de la mateixa capacitat a la bateria, el valor total es mantindrà igual a la característica d’una font.
Per exemple, quan 3 productes es connecten en sèrie a 1,2 V cadascun, la tensió total entre els terminals de sortida de la primera i la tercera font connectada serà de 3,6 V.
Quan es connecta un corrent elèctric al circuit receptor, un corrent fluirà pel circuit sèrie, no superant la capacitat d’1 font d’electricitat. Per exemple, si el muntatge es fa amb les mateixes bateries de 2000 mAh, el valor total per a qualsevol nombre de “cèl·lules” del circuit es mantindrà en el mateix valor.
El significat de la connexió en sèrie és augmentar la tensió a la xarxa i, a corrents baixos, es proporciona un augment a la sortida.
Característiques d’inclusió seqüencial
Quan s'encenen seqüencialment, respecten estrictament les regles, la fallada de les quals comporta una fallada ràpida de la bateria i, en alguns casos, és perillosa per a la salut de l'usuari.
Cada font d’alimentació té resistència interna. Per a productes elaborats segons la mateixa tecnologia, que utilitzin els mateixos components i tinguin les mateixes característiques, la resistència interna és aproximadament la mateixa i depèn principalment del grau de càrrega.
Per a bateries de la mateixa fabricació, però diferents de capacitat, la resistència interna és molt diferent. El mateix s'aplica a les bateries diferents en la tecnologia de fabricació.
Quin és el perill de connectar fonts d’alimentació amb diferents característiques a l’hora de carregar i descarregar productes connectats en sèrie.
Càrrega
Quan activeu bateries connectades en sèrie de diferents capacitats, cadascuna d’elles carregarà un corrent, que proporciona el carregador. Amb una diferència de capacitat a la meitat, el petit dels discos es carregarà aproximadament tres vegades més ràpid que els grans.
Així, al cap d'un temps, algunes de les bateries obtindran una càrrega completa, mentre que les bateries grans necessitaran un major subministrament de corrent de càrrega.
Es poden fer dos resultats:
- Descàrrega de fonts "grans" si el carregador està apagat. En conseqüència, en el futur, els consumidors connectats no treballaran gaire temps.
- Carregueu una bateria més petita si la càrrega no està desconnectada. Com a resultat, el sobreescalfament. Electròlit en ebullició, fallada del producte. És possible una explosió.
Atenció! La càrrega de les unitats connectades seqüencialment només es permet si tenen la mateixa capacitat i tensió.
Descàrrega
El procés de descàrrega no és menys perillós per a diferents fonts. El corrent a cada punt del circuit de la sèrie és el mateix. Una bateria d’una capacitat menor es descarregarà més ràpidament que dispositius més potents connectats en sèrie amb ella. Si el circuit té un dispositiu de protecció contra descàrregues profundes, l’energia del consumidor s’aturarà quan les bateries potents siguin capaços de donar corrent. L’efectivitat de l’assemblea general es reduirà diverses vegades.
Si el dispositiu no està equipat amb protecció, el flux actual continuarà. Com a resultat d'una descàrrega profunda, el dispositiu més petit fallarà inevitablement.
Connexió paral·lela
Amb una connexió paral·lela, tots els avantatges de les fonts d’alimentació s’han de connectar a un punt. Feu el mateix amb els pols negatius.
Connexió paral·lela
Quan es connecta aquest tipus, s'apliquen altres regles per determinar les característiques d'un muntatge.
Es permet utilitzar una connexió paral·lela per a bateries de diferents capacitats, sempre que la tensió nominal dels productes sigui la mateixa.
Exemple de canvi de característiques en paral·lel
La capacitat total del muntatge paral·lel serà igual a la suma de les capacitats de tots els productes inclosos. En connectar dues bateries idèntiques en paral·lel, reben un conjunt del doble de capacitat. Cadascuna de les fonts es descarrega i se li carrega un corrent acceptable per a això.Les petites discrepàncies en les etapes inicials dels cicles no tenen un efecte significatiu en el temps de bon funcionament.
A la primera connexió, és important que el grau de càrrega i, en conseqüència, la tensió als terminals dels productes connectats sigui igual.
Això es deu al fet que si una bateria més petita es carrega més (tensió de sortida més alta), una bateria més gran es convertirà en consumidor d’electricitat (una bateria petita començarà a “carregar-ne” una més gran). Això està carregat de sobrecàrrega i destrucció. El mateix efecte s’observarà si la tensió és superior a una bateria amb una capacitat més gran. En aquest cas, una font amb un nivell de tensió més baix es convertirà en una càrrega, hi passarà una tensió de valor actual a un curtcircuit.
Atenció! Està prohibit connectar piles amb diferents tensions nominals en paral·lel.
A més de la fallada de les unitats grans, fluirà un gran corrent entre els terminals i els cables de connexió en el moment de la connexió. Al seu torn, pot provocar danys o fins i tot destrucció. El fet de xocar entre dues fonts amb voltatges diferents és una font de radiació ultraviolada, perillós per a la visió humana.
Connecteu les bateries en un circuit paral·lel només després de l’alineació prèvia de l’EMF.
Connexió en sèrie paral·lela
En paral·lel, s’utilitza sovint un mètode consistent de connectar piles per crear fonts d’alimentació per a diverses eines elèctriques portàtils. El mètode permet obtenir una tensió "alta" amb una gran capacitat.
En paral·lel a la connexió en sèrie
Diversos productes es connecten en sèrie, obtenint el voltatge desitjat. A continuació, aquestes cadenes es connecten en paral·lel, guanyant en la capacitat de l’assemblea general.
Les regles de connexió s'apliquen el mateix que en els mètodes d'inclusió descrits anteriorment. En aquests dispositius, és habitual connectar piles amb les mateixes característiques. Aplicant “piles” d’un lot, s’obté aproximadament la mateixa resistència interna dels components.
Es necessiten diferents esquemes de commutació per assegurar el funcionament de diversos dispositius que necessiten una alimentació autònoma. Aplicant els coneixements adquirits a l’article, podeu fer necessàries connexions independents per al correcte funcionament de l’equip.
