Die Batterie ist, wie der Name schon sagt, ein Gerät zum Speichern elektrischer Energie. Zum richtigen Zeitpunkt leuchtet diese Energie LEDs oder Glühlampen in den Laternen auf, treibt Elektromotoren an, treibt elektronische Geräte an und liefert unterbrechungsfreie Stromversorgungen.
Parallele und serielle sowie kombinierte Batterieanschlüsse werden verwendet, um Batterien mit unterschiedlichen Eigenschaften zusammenzusetzen.
Arten von Produkten für verschiedene Zwecke
Warum Stromquellen anschließen?
Durch die Kombination verschiedener Stromquellen können Sie verschiedene Vorteile erzielen:
- Erhöhen Sie die Versorgungsspannung.
- Reduzieren oder erhöhen Sie den Strom im Verbraucherkreis.
- Erhöhen Sie die Gesamtkapazität der Batterie.
Die Leistungsaufnahme entspricht dem Produkt der am Verbraucher anliegenden und im Stromkreis fließenden Spannung.
Somit ist es durch Erhöhen der Versorgungsspannung möglich, die Belastung der Drähte durch den fließenden Strom zu verringern. Es ist leicht zu erkennen, dass je größer der Stromparameter ist, desto mehr Leiter werden erwärmt. Das Erhitzen erzeugt keine Arbeit, was bedeutet, dass der Gesamtwirkungsgrad des elektrischen Geräts verringert wird.
Wichtig! Durch Erhöhen der Versorgungsspannung und Verringern des fließenden Stroms wird Energie gespart, indem Wärmeverluste im Stromkreis verringert werden.
Hauptmerkmale von wiederaufladbaren Batterien
Bevor Sie mit den „Experimenten“ beginnen und die Batterien anschließen, müssen Sie wissen, welche Eigenschaften sie haben und welche Verbindungsarten sie haben.
Das erste Merkmal ist die Nennspannung. Der Parameter bestimmt, welche Spannung zwischen dem Plus- und dem Minuspol liegen darf. Diese Kennlinie ist nicht konstant und der Nennwert wird nur von einer voll geladenen Stromquelle an den Stromkreis abgegeben, da die Entladung und unter Last die elektromotorische Kraft (EMK) abnimmt.
Heute sind die beliebtesten Werte 1,2, 2,4, 6 oder 12 Volt.
Beachten Sie! Die Mindestspannung der Laufwerke beträgt 1,2 Volt und nicht 1,5 V wie bei Einwegbatterien.
Durch die Reihenschaltung mehrerer Quellen wird eine erhöhte Spannung am Ausgang der Baugruppe erreicht.
Die Kapazität gibt an, wie viel Strom das Gerät liefern kann, bevor das akzeptable Mindestentladungsniveau erreicht ist, und wird in Ampere / Stunde gemessen.
Zum Beispiel bedeutet die Bezeichnung 50 A / h, dass die Batterie bei einem Strom von 1 A 50 Stunden lang Strom liefert oder bei einem Strom von 2 A 25 Stunden bis zur nächsten Ladung arbeitet.
Die angegebene Berechnung ist ungefähr und gilt nur für geringe Entladeströme. Hoher Strom entlädt den Akku schneller. Sie können das Merkmal durch die Diagramme der Entladungsmerkmale verfeinern, die den Produkten beigefügt sind.
Beispiel für die Entladekennlinie in Abhängigkeit vom Laststrom
Die Gesamtkapazität für jede Art von Verbindung entspricht den Gesamtanzeigen aller in der Schaltung enthaltenen Batterien.
Serielle Verbindung
Das serielle Verbindungsschema beinhaltet den Leiter, der den positiven Pol der ersten Quelle und den negativen zweiten verbindet. Als nächstes wird der positive Ausgang der zweiten Stromquelle mit dem negativen des dritten verbunden und so weiter. Die Bestückungsanschlüsse sind der Minuspol der ersten Batterie und der Pluspol im Stromkreis.
Serielle Verbindung
Die Gesamtspannung einer solchen Baugruppe entspricht der Summe der EMF aller im Netzwerk enthaltenen Quellen. Wenn in der Batterie Laufwerke mit der gleichen Kapazität enthalten sind, bleibt der Gesamtwert gleich der Charakteristik einer Quelle.
Wenn beispielsweise 3 Produkte mit jeweils 1,2 V in Reihe geschaltet werden, beträgt die Gesamtspannung zwischen den Ausgangsanschlüssen der ersten und dritten angeschlossenen Quelle 3,6 V.
Wenn ein elektrischer Strom an den Empfängerkreis angeschlossen wird, fließt ein Strom durch den seriellen Kreis, der die Kapazität einer Stromquelle nicht überschreitet. Wenn die Baugruppe beispielsweise aus denselben 2000-mAh-Batterien besteht, bleibt der Gesamtwert für eine beliebige Anzahl von „Zellen“ im Stromkreis auf demselben Wert.
Die Bedeutung der Reihenschaltung besteht darin, die Spannung im Netzwerk zu erhöhen und bei niedrigen Strömen eine erhöhte Leistung am Ausgang bereitzustellen.
Merkmale der sequentiellen Aufnahme
Wenn sie nacheinander eingeschaltet werden, beachten sie strikt die Regeln, deren Ausfall zu einem schnellen Ausfall der Batterie führt und in einigen Fällen die Gesundheit des Benutzers gefährdet.
Jedes Netzteil hat einen Innenwiderstand. Bei Produkten, die nach derselben Technologie hergestellt wurden und dieselben Komponenten und Eigenschaften aufweisen, ist der Innenwiderstand ungefähr gleich und hängt hauptsächlich vom Ladungsgrad ab.
Bei Batterien gleicher Herstellung, jedoch unterschiedlicher Kapazität, ist der Innenwiderstand sehr unterschiedlich. Gleiches gilt für herstellungstechnisch unterschiedliche Batterien.
Welche Gefahr besteht beim Laden und Entladen von in Reihe geschalteten Produkten, wenn Netzteile mit unterschiedlichen Eigenschaften angeschlossen werden?
Aufladen
Wenn Sie die in Reihe geschalteten Batterien mit unterschiedlicher Kapazität einschalten, wird jede mit einem Strom aufgeladen, wodurch das Ladegerät erhalten wird. Bei einem Kapazitätsunterschied von der Hälfte wird das kleinere Laufwerk etwa dreimal schneller geladen als das große.
Nach einiger Zeit sind einige der Batterien voll aufgeladen, während große Batterien weitere Ladeströme benötigen.
Zwei Ergebnisse sind möglich:
- Entladen von "großen" Quellen, wenn das Ladegerät ausgeschaltet ist. Infolgedessen werden vernetzte Verbraucher in Zukunft nicht mehr lange funktionieren.
- Laden Sie einen kleineren Akku auf, wenn der Ladevorgang nicht unterbrochen wurde. Infolgedessen Überhitzung. Siedender Elektrolyt, Versagen des Produkts. Explosion ist möglich.
Achtung! Das Laden nacheinander angeschlossener Laufwerke ist nur zulässig, wenn Kapazität und Spannung identisch sind.
Entladung
Der Entladevorgang ist für verschiedene Quellen nicht weniger gefährlich. Der Strom an jedem Punkt in der Reihenschaltung ist der gleiche. Ein Akku mit geringerer Kapazität entlädt sich schneller als leistungsstärkere Geräte, die in Reihe geschaltet sind. Verfügt der Stromkreis über eine Vorrichtung zum Schutz vor Tiefentladung, wird der Strom des Verbrauchers unterbrochen, wenn leistungsstarke Batterien noch Strom liefern können. Die Wirksamkeit der Mitgliederversammlung wird mehrfach herabgesetzt.
Wenn das Gerät nicht mit einem Schutz ausgestattet ist, wird der Stromfluss fortgesetzt. Infolge einer Tiefentladung fällt das kleinste Gerät zwangsläufig aus.
Parallele Verbindung
Bei einer Parallelschaltung müssen alle Vorteile von Stromversorgungen an einem Punkt angeschlossen werden. Machen Sie dasselbe mit den negativen Polen.
Parallele Verbindung
Beim Anschließen dieses Typs gelten andere Regeln zur Bestimmung der Baugruppenmerkmale.
Es ist zulässig, für Batterien unterschiedlicher Kapazität eine Parallelschaltung zu verwenden, sofern die Nennspannung der Produkte gleich ist.
Beispiel für die parallele Änderung von Merkmalen
Die Gesamtkapazität der Parallelmontage entspricht der Summe der Kapazitäten aller enthaltenen Produkte. Durch Parallelschaltung von zwei identischen Batterien erhalten sie eine Baugruppe mit der doppelten Kapazität. Jede der Quellen wird entladen und mit einem dafür akzeptablen Strom geladen.Geringe Abweichungen in den Anfangsstadien der Zyklen haben keinen signifikanten Einfluss auf die Betriebsdauer.
Beim ersten Anschluss ist es wichtig, dass der Ladezustand und dementsprechend die Spannung an den Anschlüssen der angeschlossenen Produkte gleich ist.
Dies wird durch die Tatsache verursacht, dass, wenn eine kleinere Batterie mehr geladen wird (höhere Ausgangsspannung), eine größere Batterie zu einem Stromverbraucher wird (eine kleine Batterie beginnt, eine größere Batterie zu „laden“). Dies ist mit Überstrom und Zerstörung behaftet. Der gleiche Effekt wird beobachtet, wenn die Spannung bei einer Batterie mit größerer Kapazität höher ist. In diesem Fall wird eine Quelle mit einem niedrigeren Spannungspegel zu einer Last, durch die ein Strom fließt, der einem Kurzschluss sehr nahe kommt.
Achtung! Es ist verboten, Batterien mit unterschiedlichen Nennspannungen parallel zu schalten.
Zusätzlich zum Ausfall großer Antriebe fließt zum Zeitpunkt des Anschlusses ein großer Strom zwischen den Anschlüssen und den Verbindungskabeln. Dies kann zu Beschädigungen oder sogar zur Zerstörung führen. Die Funkenbildung zwischen zwei Quellen mit unterschiedlichen Spannungen ist eine Quelle für ultraviolette Strahlung, die für das menschliche Sehen gefährlich ist.
Schließen Sie die Batterien erst nach vorheriger Ausrichtung der EMK parallel an.
Parallele serielle Verbindung
Parallel dazu wird häufig eine konsistente Methode zum Anschließen von Batterien verwendet, um Stromversorgungen für verschiedene tragbare Elektrowerkzeuge herzustellen. Das Verfahren ermöglicht es Ihnen, eine "hohe" Spannung mit einer großen Kapazität zu erhalten.
Parallel zur seriellen Verbindung
Mehrere Produkte werden in Reihe geschaltet, um die gewünschte Spannung zu erhalten. Dann werden diese Ketten parallel geschaltet und gewinnen die Kapazität der Generalversammlung.
Die Verbindungsregeln gelten wie für die zuvor beschriebenen Einschlussmethoden. In solchen Geräten ist es üblich, Batterien mit den gleichen Eigenschaften anzuschließen. Bei Verwendung von „Batterien“ aus einer Charge wird ungefähr derselbe Innenwiderstand der Komponenten erzielt.
Verschiedene Schaltschemata sind erforderlich, um den Betrieb verschiedener Geräte zu gewährleisten, die eine autonome Stromversorgung benötigen. Mit den im Artikel gewonnenen Erkenntnissen können Sie eigenständige Verbindungen herstellen, die für den ordnungsgemäßen Betrieb der Geräte erforderlich sind.
