La batterie, comme son nom l'indique, est un dispositif de stockage d'énergie électrique. Au bon moment, cette énergie allume des LED ou des ampoules à incandescence dans les lanternes, entraîne des moteurs électriques, alimente des appareils électroniques et fournit des unités d'alimentation sans coupure.
Des connexions de batteries parallèles et en série, ainsi que combinées, sont utilisées pour assembler des batteries de caractéristiques différentes.
Types de produits à des fins diverses
Pourquoi connecter des sources d'alimentation
En combinant des sources d'alimentation séparées, vous pouvez obtenir plusieurs avantages:
- Augmentez la tension d'alimentation.
- Réduisez ou augmentez le courant dans le circuit consommateur.
- Augmentez la capacité globale de l'assemblage de la batterie.
La consommation électrique est égale au produit de la tension appliquée au consommateur et circulant dans le circuit de courant.
Ainsi, en augmentant la tension d'alimentation, il est possible de réduire la charge sur les fils du courant circulant. Il est facile de voir que plus le paramètre actuel est grand, plus les conducteurs sont chauffés. Le chauffage ne produit aucun travail, ce qui signifie que l'efficacité totale de l'appareil électrique est réduite.
Important! En augmentant la tension d'alimentation et en réduisant le courant circulant, l'énergie est économisée en réduisant les pertes de chaleur dans le circuit.
Caractéristiques clés des piles rechargeables
Avant de commencer les «expériences» et de connecter les batteries, vous devez comprendre leurs caractéristiques et les caractéristiques de chaque type de connexion.
La première caractéristique est la tension nominale. Le paramètre détermine quelle tension peut être entre les bornes positive et négative. Cette caractéristique n'est pas constante et la valeur nominale est délivrée au circuit uniquement à partir d'une source d'alimentation complètement chargée, à mesure que la décharge et sous charge, la force électromotrice (EMF) diminue.
Aujourd'hui, les valeurs les plus populaires sont 1,2, 2,4, 6 ou 12 volts.
Faites attention! La tension minimale des variateurs est de 1,2 Volt et non de 1,5 V comme pour les batteries "jetables".
En connectant plusieurs sources en série, elles atteignent une tension accrue en sortie de l'ensemble.
La capacité indique la quantité d'électricité que l'appareil est capable de fournir avant d'atteindre le niveau de décharge minimum acceptable et est mesurée en ampères / heure.
Par exemple, la désignation 50 A / h signifie qu'à un courant égal à 1A, la batterie fournira de l'énergie pendant 50 heures, ou à un courant de 2 A, elle fonctionnera 25 heures jusqu'à la prochaine charge.
Le calcul présenté est approximatif et n'est valable que pour les faibles courants de décharge. Un courant élevé décharge la batterie plus rapidement. Vous pouvez affiner la caractéristique par les diagrammes des caractéristiques de décharge attachés aux produits.
Exemple de caractéristique de décharge en fonction du courant de charge
La capacité totale pour tout type de connexion sera égale aux indicateurs totaux de toutes les batteries incluses dans le circuit.
Connexion série
Le schéma de connexion en série implique que le conducteur connecte le pôle positif de la première source et la seconde négative. Ensuite, la sortie positive de la deuxième source d'alimentation est connectée au négatif de la troisième et ainsi de suite. Les bornes d'assemblage sont la borne négative de la première batterie et la borne positive du circuit.
Connexion série
La tension totale d'un tel ensemble sera égale à la somme des CEM de toutes les sources incluses dans le réseau. Si des lecteurs de même capacité sont inclus dans la batterie, la valeur totale restera égale à la caractéristique d'une source.
Par exemple, lorsque 3 produits sont connectés en série à 1,2 V chacun, la tension totale entre les bornes de sortie des première et troisième sources connectées sera de 3,6 V.
Lorsqu'un courant électrique est connecté au circuit récepteur, un courant circule dans le circuit série, sans dépasser la capacité d'une source d'électricité. Par exemple, si l'assemblage est composé des mêmes batteries de 2000 mAh, la valeur totale d'un nombre quelconque de «cellules» dans le circuit restera à la même valeur.
Le sens de la connexion en série est d'augmenter la tension dans le réseau et, à faible courant, d'augmenter la sortie à la sortie.
Caractéristiques de l'inclusion séquentielle
Lorsqu'ils sont allumés séquentiellement, ils respectent strictement les règles, dont la défaillance entraîne une défaillance rapide de la batterie et, dans certains cas, est dangereuse pour la santé de l'utilisateur.
Chaque alimentation a une résistance interne. Pour les produits fabriqués selon la même technologie, utilisant les mêmes composants et ayant les mêmes caractéristiques, la résistance interne est sensiblement la même et dépend principalement du degré de charge.
Pour les batteries de même fabrication mais de capacité différente, la résistance interne est très différente. Il en va de même pour les batteries dont la technologie de fabrication est différente.
Quel est le danger de connecter des alimentations de caractéristiques différentes lors du chargement et du déchargement de produits connectés en série.
Charge
Lorsque vous allumez les batteries connectées en série de différentes capacités, chacune d'elles sera chargée avec un courant, ce qui donne le chargeur. Avec une différence de capacité de moitié, le plus petit des disques se charge environ trois fois plus vite que les gros.
Ainsi, après un certain temps, certaines batteries gagneront en charge complète, tandis que les grandes batteries auront besoin d'une alimentation supplémentaire en courant de charge.
Deux résultats sont possibles:
- Déchargement de "grandes" sources si le chargeur est éteint. Par conséquent, à l'avenir, les consommateurs connectés ne fonctionneront pas longtemps.
- Recharger une batterie plus petite si la charge n'est pas déconnectée. En conséquence, une surchauffe. Electrolyte en ébullition, défaillance du produit. Une explosion est possible.
Attention! La charge des disques connectés en séquence n'est autorisée que s'ils ont la même capacité et la même tension.
Décharge
Le processus de décharge n'est pas moins dangereux pour différentes sources. Le courant à chaque point du circuit série est le même. Une batterie de plus petite capacité se décharge plus rapidement que des appareils plus puissants connectés en série avec elle. Si le circuit est équipé d'un dispositif de protection contre les décharges profondes, l'alimentation du consommateur s'arrête lorsque des batteries puissantes sont toujours en mesure de fournir du courant. L'efficacité de l'assemblée générale sera réduite à plusieurs reprises.
Si l'appareil n'est pas équipé d'une protection, le flux de courant continuera. À la suite d'une décharge profonde, le plus petit appareil tombera inévitablement en panne.
Connexion parallèle
Avec une connexion parallèle, tous les avantages des alimentations doivent être connectés à un point. Faites de même avec les pôles négatifs.
Connexion parallèle
Lors de la connexion de ce type, d'autres règles pour déterminer les caractéristiques d'un assemblage s'appliquent.
Il est autorisé d'utiliser une connexion parallèle pour des batteries de capacités différentes, à condition que la tension nominale des produits soit la même.
Exemple de modification de caractéristiques en parallèle
La capacité totale de l'ensemble parallèle sera égale à la somme des capacités de tous les produits inclus. En connectant deux batteries identiques en parallèle, elles reçoivent un ensemble de deux fois la capacité. Chacune des sources est déchargée et chargée avec un courant acceptable pour elle.De petites différences dans les étapes initiales des cycles n'ont pas d'effet significatif sur le temps de bon fonctionnement.
Lors de la première connexion, il est important que le degré de charge et, par conséquent, la tension aux bornes des produits connectés soient égaux.
Cela est dû au fait que si une batterie plus petite est chargée plus (tension de sortie plus élevée), alors une batterie plus grande deviendra un consommateur d'électricité (une petite batterie commencera à «charger» une plus grande). Ceci est lourd de surintensité et de destruction. Le même effet sera observé si la tension est plus élevée sur une batterie de plus grande capacité. Dans ce cas, une source avec un niveau de tension inférieur deviendra une charge; un courant proche de la valeur d'un court-circuit la traversera.
Attention! Il est interdit de connecter des batteries de tensions nominales différentes en parallèle.
En plus de la défaillance des gros variateurs, un courant important circulera entre les bornes et les fils de connexion au moment de la connexion. Cela peut à son tour entraîner des dommages, voire une destruction. Une étincelle entre deux sources de tensions différentes est une source de rayonnement ultraviolet, ce qui est dangereux pour la vision humaine.
Connectez les batteries dans un circuit parallèle uniquement après l'alignement préliminaire de l'EMF.
Connexion série parallèle
En parallèle, une méthode cohérente de connexion des batteries est souvent utilisée pour créer des alimentations pour divers outils électriques portables. La méthode vous permet d'obtenir une tension "haute" avec une grande capacité.
Connexion parallèle à série
Plusieurs produits sont connectés en série, obtenant la tension souhaitée. Ensuite, ces chaînes sont connectées en parallèle, gagnant en qualité d'assemblée générale.
Les règles de connexion s'appliquent de la même manière que pour les méthodes d'inclusion décrites précédemment. Dans de tels appareils, il est habituel de connecter des batteries ayant les mêmes caractéristiques. En appliquant des «batteries» à partir d'un lot, on obtient approximativement la même résistance interne des composants.
Différents schémas de commutation sont nécessaires pour assurer le fonctionnement de divers appareils nécessitant une alimentation autonome. En appliquant les connaissances acquises dans l'article, vous pouvez effectuer les connexions indépendantes nécessaires au bon fonctionnement de l'équipement.
