Сила тока при параллельном соединении аккумуляторов

Содержание

Параллельное и последовательное соединение аккумуляторов

Опции темы
Поиск по теме
Отображение
  • Линейный вид
  • Комбинированный вид
  • Древовидный вид

При параллельном соединении,аккумуляторы соединяют так, чтобы положительные клеммы всех аккумуляторов были подключены к одной точке электрической схемы (″плюсу″), а отрицательные клеммы всех аккумуляторов были подключены к другой точке схемы (″минусу″). Получившаяся при паралельном соединении аккумуляторная батарея имеет то же напряжение, что и у одиночного аккумулятора, а емкость такой аккумуляторной батареиравна сумме емкостей входящих в нее аккумуляторов. Т.е. если аккумуляторы имеют одинаковые емкости, то емкость аккумуляторной батареи равна емкости одного аккумулятора, умноженной на количество аккумуляторов в батарее.
Для последовательного соединения аккумуляторов, к ″плюсу″ электрической схемы подключают положительную клемму первого аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к ″минусу″ электрической схемы.
Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такойаккумуляторной батареиравно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Т.е. Если аккумуляторыимеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.
Электрическая энергия, накопленная в аккумуляторной батарее равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы – параллельно или последовательно.

Последний раз редактировалось Kae64; 27.03.2016 в 13:52 .

опять. много формул и умных правильных слов. но мало понятного для пересичных.
попробую коротко и ясно, без умняков. тезисно.

1. последовательно или параллельно – на макс. мощность не влияет. (уточнение – в случае мехмода)
2. последовательно или параллельно – на автономность не влияет. (уточнение – в случае мехмода)
3. последовательное соединение – макс. ток тот же (что и у одного акка), макс. напряжение – сумма напряжений акков. (уточнение – в случае мехмода)
4. параллельное соединение – напряжение то же (что и у одного акка), макс. ток – сумма макс. токов акков. (уточнение – в случае мехмода)

почему везде дано уточнение о мехмодах? потому, что в случае платы, мы имеем два нарушающих нашу стройную законооммическую теорию фактора – dc-dc преобразователь напряжения ( в миру “повышайка” и/или “понижайка”) и ограничение выходного тока. эти два фактора в купе с кпд преобразователя могут свести на нет все красивые расчеты “автономности”. но если очень упрощенно, то: чем больше акков – тем автономнее и мощнее (вне зависимости от способа соединения акков)

зы: для чего вообще нужно последовательное соединение акков? для массивных (много металла) намоток. если вы идете по пути утолщения проволоки, то сопротивление намотки снижается. но только до определенного предела. и это правило касается в основном простых намоток – состоящих из одной проволоки(т.е. пока вы находитесь в диапазоне стандартных диаметров и даже параллелек и косичек). в случае же сложных, многопроволочных намоток, типа порнокойлов (клептоны,фьюзеды,элиены и т.п.), металла в намотке становится уже так много, что сопротивление ее становится довольно высоким, и чтоб раскачать такую намотку требуется приложить к ней довольно высокое напряжение – выше, чем напряжение одного акка (3,7В). и тут нужно уже применять либо повышайку(в случае платы на одном акуме или нескольких но с параллельным соединением. например, истик100), либо последовательное соединение акумов(в случае меха – например, нойзи крикет, или платы – например, кубоид или рекс). как правило, у модов с последовательным соединением акков применяется преобразователь напряжения типа “понижайка”. у понижайки и собственный кпд выше, чем у повышайки, и затраты на преобразование ниже.

Последний раз редактировалось linoblack; 26.03.2016 в 01:59 .

Скрытый текст

Таки помимо последовательного и параллельного соединения литий-ионных аккумуляторов, существует и третий вариант соединения лития – смешанный. т.е. последовательно-параллельное соединение пункт 8Литий-ионный аккумулятор. Общая информация” (http://ekurilka.ua/showthread.php/36. 86%D0%B8%D1%8F ).

СлеХка дополню уважаемого linoblack. Нагрев происходит из-за теплового действия эл.тока. Именно поэтому все термические процессы стараются проводить именно токами. В некоторых сталеплавильных установках величина напряжения минимальная (несколько сотен, а иногда . десятков. Вольт), а вот токи достигают сотен и тысяч Ампер…
Просто в нашем пыхтен-деле мы используем крайне ограниченный источник мощности и вполне понятно, что при определенных случаях мощности одиночного аккумулятора банально не хватает для быстрого разогрева низкоэффективных, но сильнАмассивных спиралей нагрева. В этом случае приходится увеличивать мощность источника эл-энергии единственным способом – увеличением числа аккумуляторов. Сделать эффективный преобразователь по току с высоким КПД – это невесело … и именно из-за теплового действия эл.тока – что гарантирует и большие сечения проводников, и обязательный мощный теплоотвод…. Намного проще и приятнее изменять напряжение .

Это конечно “Да”… но есть нюансы. В режиме стэп-даун (понижайка) – по КПД – не все так однозначно, но затраты точно меньше , т.к. такие модули в разы дешевле… Только вот работа таких понижаек для меня не оченьГУД, т.к. ни о каком стабильном паре и полноценном регулировании мощности во всем заявленном диапазоне без полноценного стэп-ап/стэп-даун говорить не приходится… и определенный мощностной диапазон отрабатывается только на определенной нагрузке.

По моему дилетантскому разумению параллельное соединение аккумулятора имеет преимущество перед последовательным в самобалансировке аккумуляторов, что обеспечивает более безопасный режим эксплуатации литий-ионных аккумуляторов и возможность использования “разнобоя”, т.е. аккумуляторов разных типов (. в разумных пределах. ) – http://files.domcxem.ru/infocenter/%. 0%BD%D0%BE.pdf ; http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=15615 .
Недостаток параллельного соединения – для малого напряжения даже небольшие паразитные сопротивления чреваты серьезными потерями на сверхМОЩЕ. и конечно же более дорогие, но зато полноценные, dc-dc-преобразователи. Теоретический недостаток – это большие токи, которые кратковременно возникают при балансировки банок с разным напряжением.

При последовательном соединении – в позитиве меньшие потери, возможность использования разных принципов работы dc-dc . но негатива как по мне больше. В большинстве стран, где регламентируется порядок эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей, последовательное соединение аккумуляторов предполагает обязательные дополнительные защитные мероприятия: контроль температуры; контроль напряжения на каждом акке. Понятно, что при последовательном соединении аккумуляторов обязательным есть использование одинаковых аккумуляторов и желательно с одинаковым внутренним сопротивлением. Чем больше идентичности – тем дольше жизнь такой батареи. лично проверял . В период пользования “бешенным” Ovale V6 для борьбы с “бешенством” и получением привычного для меня пара пользовал разнобойные по выработке акки, т.е. однотипные, но один новый, а второй “подуставший”. Результат для пара – очень ГУД, а вот аккумуляторам такая работа совершенно не понравилась и эта сладкая парочка была угроблена за два-три месяца . и было это на токах разряда в районе 2-3 Ампер . и аккумуляторы в то даааалекое время стоили копейки (по отношению к зарплате разумееЦО).

Буквально два слова про общую ёмкость составного аккумулятора (аккумуляторной батареи, АБ). т.к. часто непонятки возникают . особенно при упоминании о последовательном / параллельном соединении элементов этой акк. батареи.

Я не очень знаком ни с физикой, ни с электроникой… но для меня очевидно, что , если взять 3 банки по 1 литру, то как их не крути – адЫнфиг общее количество воды будет именно 3 литра… и это количество воды можно вылить с большей или меньшей скоростью… можно вылить одновременно, а можно последовательно… НО. в любом случае общее количество вылитой воды будет именно 3 литра…
Аналогия с банками , вероятно, возникла в силу того, что многие аккумуляторщики отдельные элементы АБ так и называют “банка”.

По электрически это совсем просто . При последовательном соединении у нас складывется , т.е. суммируется, напряжение (U=ΣUi), а при параллельном ток (І=ΣІi). Т.к. емкость аккумулятора выражается в ампер-часах (миллиампер-часах) – ибо литий-ионный аккумулятор это именно электрохимический источник тока – очевидно, что при последовательном соединении, например, 3 акков общая емкость такой батареи составит С=С1=С2=С3, а при параллельном С=С1+С2+С3…

Только вот не следует забывать, что :
1. С – емкость аккумулятора – это условный показатель , характеризующий разрядную способность аккумулятора, а именно какую конкретную величину тока выдаст конкретный аккумулятор в течение 1 часа разряда … или сколько конкретных ампер в час… ПАТАМУ и A*h (ампер-час)… и не более.
2. Если рассматривать составной аккумулятор (аккумуляторная батарея, АБ) как источник эл-энергии, то помимо разрядной токовой способности Ір, неНАДА забывать про общее напряжение этой самой батареи U … т.к. именно U*Ір = Р – и это мощность источника эл-энергии, т.е. ак.батареи, а U*I*t=А=Е – это то количество энергии (энергоемкость) , которое выдаст конкретная АБ за конкретное время (t).

Если сложно написал – СОРИ… Простоты для . упрощенно, т.е. без учета реальноых условий разряда ак. батареи, при однотипных акках , например, Uном=3,7В; Ір=10А имеем:
– при последовательном соединение 3 литий-ионных акков (3s) U(3s)=ΣUi = U1+U2+U3=11,1В ; Ір(3s)= І1=І2=І3=10А. Мощность АБ 3s составит Р = U(3s)* Ір(3s) = 11,1*10 = 111 Вт .
– при параллельном соединение 3 литий-ионных акков (3р) U(3р)=U1=U2=U3=3,7В ; Ір(3р)= І1+І2+І3 = 30 А. Мощность АБ 3р составит Р = U(рs)* Ір(рs) = 3,7*30 = 111 Вт .

Читайте также:  Соединение самонагревающегося кабеля

Таким образом, при рассмотрении составного аккумулятора (аккумуляторная батарея, АБ) не стоит зацикливаться на ёмкости в ампер-часах, т.к. именно в этом случае не ёмкость каждого из аккумуляторов важна, а важна именно общая энергоемкость (мощность) такой аккумуляторной батареи … а она, что при последовательном, что при параллельном соединении одинаковая будет.

Последний раз редактировалось ukraibnets; 27.03.2016 в 13:10 .

Схемы Подключения Литиевых Аккумуляторов

Правило 6. На этом этапе ЗУ поддерживает на аккумуляторе напряжение 4.

Переделка батареи шуруповерта Диолд 18 В на Li-Ion 4S 16,8 В

Заголовок по умолчанию

Сразу большой ток выставлять не стоит, сначала посмотрите, насколько сильно будет греться микросхема. Все этапы заряда литий-ионного аккумулятора включая этап предзаряда схематично изображены на этом графике: Превышение номинального зарядного напряжения на 0,15В может сократить срок службы аккумулятора вдвое.

Ток заряда составляет — мА, это значение ограничено внутренними цепями микросхемы LP зависит от производителя. А вот параллельно соединять аккумуляторы разной емкости допустимо.
Последовательное подключение аккумуляторов

Есть два варианта соединения аккумуляторов, последовательное и параллельное.

Давайте рассмотрим как это нужно делать. На этом этапе заряд обеспечивается постоянным током пониженной величины до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет значения 2.

В основном батареи собирают последовательно-параллельно, а сами сборки служат для промежуточного или резервного хранения электроэнергии Известны и повсеместно применяются 3 варианта соединения отдельных аккумуляторов в батарею: последовательное, параллельное и смешанное или комбинированное. Последовательное соединение: При последовательном соединении элементов складываются и величины их внутренних сопротивлений. Тогда она будет выглядеть вот так согласитесь, проще некуда: пара резисторов и один кондер : Один из вариантов печатной платы доступен по этой ссылке.


Теперь допустим, что мы разряжаем эту же последовательную цепь. И можно подключать аккумулятор. Вручную трудно выставлять и поддерживать на обычном блоке питания указанные выше режимы, поэтому лучше всё-таки использовать специальные микросхемы, предназначенные для автоматизации процесса заряда схемы смотрите в этом разделе.

Параллельное соединение батарей с формулами Параллельное соединение осуществляется путем коммутации однополюсных выводов источников тока: плюсовой и минусовой выводы предыдущего аккумулятора соединяются с одноименными выводами последующего. При равных емкостях объединяемых аккумуляторов, для нахождения емкости батареи достаточно умножить количество составляющих батарею аккумуляторов на емкость одного аккумулятора в сборке. На этом этапе заряд обеспечивается постоянным током пониженной величины до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет значения 2. Одновременно с этим создаются все предпосылки для перегрева и разгерметизации. Сразу предупредим, что зарядка этого типа аккумуляторов является довольно опасной, если сделать это неправильно.

Подобная схема приведена в следующем варианте. Вот как эта плата установлена в литий-ионный АКБ. Тогда она будет выглядеть вот так согласитесь, проще некуда: пара резисторов и один кондер : Один из вариантов печатной платы доступен по этой ссылке. Аккумулятор разрядился ниже 2,5V. Единственное, что он не умеет делать автоматически, это принимать решение о полной зарядке аккумулятора и отключаться.
Плата защиты LI-ION — КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Содержание / Contents

Именно этот способ использует компания Sony во всех своих зарядниках.

При параллельном соединении пяти аккумуляторов получаем емкость равную мАч.

Во-первых есть ассортимент специализированных микросхем.

Зарядка при помощи лабораторного блока питания Если в вашем распоряжении имеется блок питания с защитой ограничением по току, то вы спасены! То есть индикатор будет загораться одновременно с отключением аккумулятора в момент разряда.

При увеличении емкости аккумуляторных батарей увеличиваются и токи. Что бы получить 11,1 В нужно соединить последовательно три батареи. Если в ваш аккумулятор встроена плата защиты, о которых речь шла чуть выше, то все упрощается.

Вот таким образом: Для настройки схемы подключаем вместо батарей регулируемый блок питания и подбором резистора R2 R4 добиваемся зажигания светодиода в нужный нам момент. Во избежание недопустимого разряда, подключайте схемы индикаторов после выключателя питания или используйте схемы защиты, предотвращающие глубокий разряд. Здесь ток задается резистором, подключенным к 5-ому выводу микросхемы. Если заряжаете 3s — берёте три телефонных зарядки и подключаете каждую к одному модулю.

Приведенные в статье схемы только лишь сигнализируют о низком напряжении на аккумуляторе. Ну а транзистор TIP41 можно заменить любым другим с подходящим током коллектора.

В таких случаях для комплектования батареи применяется параллельное соединение аккумуляторов. Недостаток схемы в сложности подбора стабилитронов для получения необходимого порога срабатывания, а также в постоянном потреблении тока порядка 1 мА.
Самый дешёвый способ зарядки аккумуляторов с балансировкой

Последовательное и параллельное соединение аккумуляторов

Каждая ячейка батареи имеет определенную структуру, что влияет на ее напряжение и емкость, которые постоянны. Для того чтобы изменить параметры батареи, применяются схемы последовательного и параллельного соединения аккумуляторов. Большинство химических источников питания поддаются таким видам подключений.

Последовательное соединение

Если требуется увеличить напряжение батареи, надо подключить аккумуляторы последовательно, то есть объединить «плюс» каждого элемента с «минусом» другого. При последовательном соединении не оказывается влияния на емкость, а только на напряжение подключённой батареи. Например, два аккумулятора с напряжением 6 В и емкостью 7,2 Ач создадут одну батарею 12 В с той же емкостной величиной.

Важно! Последовательное подключение батарей позволяет генерировать более высокие общие напряжения. Недостатком такой конструкции является то, что самый слабый элемент батареи влияет на производительность серии. Неисправный аккумулятор приведет к сбою всей линии.

Вероятность отказа возрастает с количеством подключаемых элементов. Если одна из ячеек выходит из строя, это приводит к низкому напряжению.

Объединять в последовательную цепь можно аккумуляторы, имеющие идентичную емкость, так как они должны разряжаться синхронно во избежание глубокого разряда более слабых элементов.

Аккумуляторы, соединенные последовательно

Необходимо соблюдать определенные условия при заряде последовательно подключенных батарей:

  • идентичная емкость;
  • один уровень разряда;
  • общая конструкция.

Если аккумуляторы сильно различаются по названным параметрам, это может привести к превышению предельного тока и напряжения заряда на отдельных элементах, что вызовет их повреждение.

Параллельное соединение

Если автомобилю требуется больше пусковой мощности, чем может обеспечить батарея, соединяются несколько аккумуляторов параллельно.

Схема параллельного соединения аккумуляторов

По практическим соображениям (в основном, вес и размер корпуса) АКБ имеют ограниченную емкость. 12-вольтовые аккумуляторы производятся емкостью до нескольких сотен Ач. Хорошая батарея на 200 Ач весит 60-70 кг. Из-за этого главным образом используются аккумуляторы до 250 Ач. Однако очень часто потребности превышают данную емкость. В таких случаях можно применить параллельное соединение аккумуляторов. Благодаря этому решению, блоки с батарейками не имеют ограничения по пропускной способности, и в то же время их сборка, разборка, перемещение возможны без грузоподъемного оборудования.

Например, чтобы получить емкость 400 Ач и 12 В, надо соединить следующие аккумуляторы:

  • две батареи 200 Ач (2 х 200 Ач = 400 Ач);
  • пять батарей 80 Ач (5 х 80 Ач = 400 Ач);
  • две батареи 100 Ач и одна 200 Ач (2 х 100 Ач + 200 Ач = 400 Ач).

Аналогично любые другие комбинации.

Емкость созданного таким образом набора равна сумме емкостей отдельных аккумуляторов. При этом надо соединить одноименные полюса батарей.

Подключение аккумулятора

Как подключить аккумулятор к нагрузке, зависит от числа элементов и нагрузочного тока:

  1. При небольшом количестве аккумуляторов и нагрузке или зарядке с малым током различия в отдаче энергии отдельных элементов будут незначительны. Можно подключать нагрузку и зарядку к первой батарее;
  2. Способ подсоединения, когда «минус» к нагрузке и зарядке подсоединяется от первой батареи, а «плюс» – от последней, рекомендуется для балансировки аккумуляторов под нагрузкой во время зарядки с высоким током или, когда в параллель подключается много элементов. Это позволяет оптимизировать распределение напряжения.

Предпочтительное подключение параллельно соединенных элементов

Важно! Второй способ подключения аккумулятора подходит для всех случаев.

Принципы параллельного подключения

Наилучшие результаты можно получить, объединив аккумуляторы с одинаковыми параметрами:

  • емкость;
  • степень износа;
  • внутреннее сопротивление.

Хотя требования к аналогичности параметров в данном случае намного ниже, чем, когда используется последовательное соединение аккумуляторов. Основным условием является идентичное номинальное напряжение. Но можно комбинировать:

  • батареи различной емкости;
  • аккумуляторы разных производителей;
  • даже значительно отличающиеся по степени износа.

Важно! В случае параллельного подключения нельзя использовать поврежденные батареи с низким внутренним сопротивлением. Применение поврежденных или сильно изношенных аккумуляторов экономически необоснованно – они потребляют энергию оставшихся элементов, что снижает доступную мощность всего комплекта.

Проверка подключения

Перед сборкой нескольких аккумуляторов следует проверить каждую батарею отдельно. Это позволит избежать потерь и даже выхода из строя элементов.

  1. Использование батареи с очень низкой емкостью не опасно, но не имеет смысла, так как не способно увеличивать мощность, однако возрастет риск будущих проблем;
  2. Если оставить комбинацию параллельных батарей подключенной, при одной из них с низким током короткого замыкания и потребляющей много энергии, то сохранение этого состояния в течение длительного времени приведет к разрядке других батарей и ограничению эффективности;
  3. Аккумулятор с небольшим током короткого замыкания, но имеющий значительную емкость может быть полезен, только если энергия потребляется в течение короткого времени после окончания зарядки. Такой комплект требует постоянного контроля, поскольку сопротивление нагрузки может упасть до опасного уровня;
  4. Проверенные батареи следует заряжать так, чтобы их напряжение было одинаковым. Параллельное соединение заряженных и разряженных аккумуляторов приводит к внезапному сильному току. Заряженный элемент будет быстро разряжаться, а разряженный еще быстрее. Масштаб этого явления зависит от разности напряжений и мощностей.
Читайте также:  Дисплеи на органических светодиодах

Например, для аккумулятора 200 Ач не будет опасным подключение второго на 7 Ач, независимо от уровня разряда. В то же время с разностью напряжения во время подключения небольшая батарея будет испытывать значительную потерю мощности, что может довести вплоть до повреждения ее корпуса.

Советы по подключению

Подсоединять аккумулятор к машине при использовании различных схем соединения надо с соблюдением следующих правил:

  1. Использовать батареи того же производителя, по типу, сроку эксплуатации;
  2. Так как при параллельном соединении можно увеличить потребляемый ток, надо убедиться, что поперечное сечение кабелей достаточно, чтобы его выдержать;
  3. Перед установкой необходимо зачистить все контакты и использовать только надежные зажимы;
  4. Регулярно проверять соединения.

Советы по установке аккумулятора

  1. Проверить правильное закрепление аккумулятора в машине, чтобы предотвратить его смещения и удары;
  2. Аксессуары с высокой потребляемой мощностью надо подсоединять только к верхним клеммам, не используя для этого боковые зажимы;
  3. Заменить кабели и соединения, подвергшиеся коррозии или механическим повреждениям;
  4. Не поднимать и не перемещать батареи, пользуясь их выходными зажимами.

Комбинация последовательного и параллельного соединения

Комбинация последовательного и параллельного соединения аккумуляторов обеспечивает большую гибкость в форме батареи. Требуемое напряжение и мощность становятся возможными с использованием стандартных ячеек. Высоковольтные батареи требуют тщательного сочленения, особенно при тяжелых нагрузках или при работе в условиях низких температур.

Видео

Сила тока при параллельном соединении аккумуляторов

§ 26. Соединение химических источников э.д.с.

Химические источники э.д.с. (аккумуляторы, элементы) включаются между собой последовательно, параллельно и смешанно.

1. Последовательное соединение источников э.д.с. На рис. 56, а представлены три соединенных между собой аккумулятора. Такое соединение аккумуляторов, когда минус каждого предыдущего источника соединен с плюсом последующего источника, называется последовательным соединением. Группа соединенных между собой аккумуляторов или элементов называется батареей.


Рис. 56. Последовательное соединение аккумуляторов

Схематически последовательное соединение трех аккумуляторов в батарею показано на рис. 56, б. Так как э.д.с. аккумуляторов в этом случае совпадают по направлению, э.д.с. всей батареи равна их сумме

Внутреннее сопротивление батареи равно сумме внутренних сопротивлений отдельных аккумуляторов:

Если батарея окажется замкнутой на внешнее сопротивление r, то ток в цепи будет найден по формуле

Последовательно соединяют аккумуляторы в том случае, когда напряжение потребителя выше э.д.с. одного аккумулятора.

Практически приходится соединять между собой в батареи только однотипные аккумуляторы, т. е. имеющие одинаковые э.д.с., внутренние сопротивления и емкости.

В этом случае э.д.с. батареи, состоящей из n аккумуляторов, равна:

Внутреннее сопротивление батареи

Ток батареи, замкнутой на внешнее сопротивление, будет

Пример 1. Батарея из пяти аккумуляторов, обладающих э.д.с. 1,2 в и внутренним сопротивлением 0,2 ом, замкнута на внешнее сопротивление 11 ом. Определить ток, отдаваемый батареей в сеть:

2. Параллельное соединение источников э.д.с. Если положительные зажимы (плюсы) нескольких аккумуляторов соединить между собой и вывести общий плюс, а отрицательные зажимы (минусы) этих же аккумуляторов также соединить между собой и вывести общий минус, то такое соединение будет называться параллельным. На рис. 57, а представлено параллельное соединение трех аккумуляторов, а на рис. 57, б дана схема того же соединения.


Рис. 57. Параллельное соединение аккумуляторов

Обязательным условием для параллельного соединения аккумуляторов является равенство их э.д.с., внутренних сопротивлений и емкостей, так как иначе между аккумуляторами будут протекать уравнительные токи, вредные для батареи.

Э.д.с. батареи при параллельном соединении равна э.д.с. одного аккумулятора:

При параллельном соединении аккумуляторов батарея в целом может отдать в сеть ток, больший, чем каждый аккумулятор в отдельности.

Внутреннее сопротивление батареи, состоящей из n параллельно включенных аккумуляторов, будет и в n раз меньше сопротивления каждого аккумулятора:

Ток, отдаваемый батареей в сеть, будет

Параллельное соединение аккумуляторов применяется в том случае, когда напряжение потребителя равно э.д.с. аккумулятора, а ток, необходимый потребителю, больше разрядного тока одного аккумулятора.

Пример 2. Определить ток, отдаваемый в сеть батареей, состоящей из двух параллельно включенных аккумуляторов, если э.д.с. каждого аккумулятора равна 2 в, а внутреннее сопротивление – 0,02 ом. Внешнее сопротивление равно 1,99 ом:

3. Смешанное соединение источников э.д.с. Комбинируя последовательное и параллельное соединения, мы получим смешанное соединение аккумуляторов. На рис. 58, а представлено смешанное соединение четырех аккумуляторов из двух параллельных групп по два элемента в каждой группе, а на рис. 58, б дана схема этого соединения. э.д.с. батареи со смешанным соединением аккумуляторов равна сумме э.д.с. элементов, последовательно включенных в каждую группу (n):


Рис. 58. Смешанное соединение аккумуляторов

Внутреннее сопротивление аккумуляторов в группе

Внутреннее сопротивление батареи, состоящей из m групп,

Ток, отдаваемый батареей в сеть сопротивлением r ом,

Смешанное соединение аккумуляторов применяется в том случае, когда напряжение и ток потребителя соответственно больше э.д.с. и разрядного тока одного аккумулятора.

Пример 3. Имеется батарея, состоящая из двух параллельно соединенных групп аккумуляторов по три аккумулятора в группе. Батарея замкнута на сопротивление 1,65 ом, э.д.с. аккумулятора 1,2 б, внутреннее сопротивление 0,1 ом. Определить ток во внешней цепи:

Мы разобрали ряд случаев соединения источников э.д.с. Какой же способ является наиболее выгодным с точки зрения максимальной отдачи мощности во внешней цепи? Математическое исследование дает ответ на этот вопрос. Оказывается, что для получения во внешней цепи максимальной мощности необходимо равенство сопротивлений внутренней и внешней части цепи:

Как зарядить два аккумулятора одновременно

Приходится ли вам использовать энергию стартового аккумулятора иначе чем для запуска двигателя? Если да, то вы подвергаете себя опасности. Пропустите момент, когда напряжение аккумулятора опустится ниже критического уровня и окажетесь обездвиженным посреди водоема. Останется звонить с просьбой о помощи на берег или уповать на проходящее мимо судно.

Гораздо разумнее установить дополнительный аккумулятор, подключить к нему бортовое оборудование и без опасений пользоваться отопителем, холодильником, эхолотом или музыкальным центром как на ходу, так и на стоянках. Но прежде чем это делать необходимо решить, как заряжать обе аккумуляторные батареи

Последовательно соединенные аккумуляторы

У последовательно соединенных аккумуляторов напряжение увеличивается, а емкость остается прежней.

Два последовательно соединенных 12-вольтовых аккумулятора заряжают 24-вольтовым зарядным устройством

При последовательном соединенные аккумуляторы должны быть одного типа и возраста. Емкость и производитель так же должны быть одинаковыми. Если один из аккумуляторов до этого использовался, то скорее всего его емкость уже меньше номинальной и во время зарядки он зарядится первым. Но зарядное устройство может не «заметить» этого и попытается полностью зарядить оставшиеся. Температура и давление в корпусе старого аккумулятора возрастут. Начнет выделяться газ, а активный материал пластин станет разрушаться.

Под нагрузкой износ старого аккумулятора усилится. После того как слабые ячейки израсходуют заряд, хорошие еще продолжать давать ток. Напряжение на разряженных ячейках упадет до нуля, а затем их полярность поменяется на противоположную (чаще всего это происходит в больших батареях). Последует неконтролируемы рост давления и температуры и наступит катастрофа.

Заменять батарею последовательно соединенных аккумуляторов рекомендуется целиком. Если меняете только один, состояние заряда всех аккумуляторов должно остаться одинаковым. Небольшую разницу устранит зарядное устройство на этапе абсорбции. При больших отличиях сильнее заряженный аккумулятор будет перезаряжаться, а в не дозаряженном начнется сульфатация.

Два последовательно соединенных 12-вольтовых аккумулятора заряжают 24-вольтовым зарядным устройством. Три – 36-вольтовым.

Параллельно соединенные аккумуляторы

При параллельном соединении аккумуляторов увеличивается емкость, а напряжение не меняется. Аккумуляторы в батарее должны быть одного типа и возраста, а соединяющие их кабели, короткими и толстыми, чтобы уменьшить падение напряжения.

Несколько параллельно соединенных 12-вольтовых аккумуляторов заряжают 12-вольтовым зарядным устройством. Время зарядки батареи при этом будет больше, чем отдельно взятого аккумулятора

Устройства зарядки нескольких аккумуляторов

Для одновременной зарядки нескольких групп аккумуляторов используют следующие устройства

Переключатели аккумуляторов

Проще всего два разных по назначению аккумулятора подключить к устройству зарядки с помощью ручного переключателя. Как правило используют рассчитанные на высокий ток четырехпозиционные модели. В положении 1 + 2 переключатель соединяет аккумуляторы параллельно, в остальных разъединяет их. Четырехпозиционный переключатель устанавливают на катерах и яхтах с двумя аккумуляторами, попеременно используемыми и для запуска двигателя, и для питания бортовой нагрузки

К переключателю не рекомендуется подсоединять дополнительную нагрузку со стороны аккумуляторов, чтобы не нарушать его изолирующие функции. Однако на практике для устройств 24-часой готовности (помпа, зарядное устройство и т.д.) делают исключение.

Генератор двигателя соединяют с переключателем или со стороны нагрузки, или со стороны сервисной батареи. В первом случае аккумуляторы можно заряжать вместе или по отдельности, но генератору нужна защита. Перевод ручки переключателя во время работы двигателя в положении OFF приведет к скачку напряжения, который может вывести диоды выпрямителя из строя. При втором способе опасности для генератора нет, но аккумуляторы будут заряжаться только одновременно.

Характеристики переключателей АКБ:

Система с ручным переключателем не застрахована от человеческих ошибок. Если во время работы генератора аккумуляторы разъединены, один из них не зарядится. Если соединены при заглушенном двигателе, оба разрядятся и в следующий раз двигатель не запустится.

Четырехпозиционный переключатель, попеременно подключающий стартовый и сервисный аккумуляторы встречается на катерах очень часто. Однако, если аккумуляторы разного типа, например, гелевый и с жидким электролитом, то один из них будет постоянно перезаряжен, а другой недозаряжен и оба раньше времени выйдут из строя.

Диодные изоляторы

Изоляторы аккумуляторов используют свойство диодов пропускать ток только в одном направлении. Ток идет от источника зарядки к обоим аккумуляторам, а изолятор не дает ему проходить между аккумуляторами и предохраняет батареи от разряда.

Читайте также:  Исследователи изобрели "сахарную" батарею

Самый большой недостаток изоляторов на диодах – падение напряжения. Разница между полностью заряженным и разряженным 12-вольтовым аккумулятором — 0,8-1 вольт, поэтому потеря 0,6-1 вольт на диодах означает, что напряжение на сервисных аккумуляторах всегда будет меньше, чем необходимого для нормальной зарядки

Стандартный регулятор получает данные о напряжении в электрической системе с выхода генератора, а не с клемм аккумулятора. Если в цепи есть диоды, то регулятор «не знает», что на аккумуляторах 13,6-13,8 вольт, а не 14,2 как на генераторе. Если потери напряжения не компенсировать, генератор прекратить зарядку задолго до того, как аккумуляторы зарядятся до 100%. В результате — хроническая недозарядка, сульфатация и уменьшение емкости.

Развязывающее реле

В отличии от диодного изолятора реле развязки не делит ток между аккумуляторами, а соединяет их параллельно. Реле срабатывает, и подключает второй аккумулятор, когда напряжение на первом превышает установленный порог. После того как напряжение снижается, реле размыкается и изолирует батареи. Развязывающее реле лишено недостатков диодного изолятора — падение напряжения на нем не превышает сотых долей вольта

Моделей реле развязки множество. Самое простое активируется контрольным напряжением, например, от замка зажигания. Аналоговые реле соединяют и разъединяют аккумуляторы автоматически, но имеют фиксированное напряжение срабатывания. Цифровые модели позволяют регулировать напряжение срабатывания с шагом 0,1-0,2 вольта. Такие устройства отслеживают тренд напряжения и «принимают решение» о переключении только когда он длится определенное время. Благодаря этому удается избежать «дребезга» реле при кратковременных колебания напряжения.

Отдельная группа — бистабильные развязывающие реле. Они не потребляют ток в замкнутом состоянии и их удобно использовать для одновременной зарядки нескольких аккумуляторов от маломощных источников электрической энергии – солнечных панелей или ветрогенераторов.

Контроллеры аккумуляторов

К этой группе относят управляемые микроконтроллером устройства на MOSFET транзисторах, падение напряжения на которых даже при максимальном токе не превышает 0,03-0,01 вольт.

В отличии от батарейных изоляторов и реле, пытающихся одновременно зарядить два разных аккумулятора микропроцессорный разделитель изолирует аккумуляторы. Источник зарядки получает реальное представление о состоянии заряжаемой батареи и скорость зарядки возрастает. После того как первый аккумулятор заряжен, подключается второй, и зарядка продолжается. Подробнее о современных зарядных изоляторах аккумуляторов.

Сравнительные характеристики переключателя, реле и делителя аккумуляторов:

Последовательное и параллельное соединение

В реальной жизни сложно себе представить существование в электрической цепи одного единственного потребителя. Такие цепи существуют, но всегда очень примитивны. Например, если мы с вами включим в розетку одну единственную лампочку, то в цепи лампочка-розетка, мы будем иметь одно единственное устройство-потребитель. Но на практике таких устройств всегда гораздо больше и если рассмотреть ту же самую цепь в разрезе электростанция-лампочка, то схема подключения будет содержать уже множество дополнительных потребителей.

Внутри электрических устройств также используются целые схемы, которые содержат в своем составе множество элементов. Например, управляющая схема телевизора состоит из множества резисторов, транзисторов, диодов и других элементов. Достаточно взглянуть на любую печатную плату и обратить внимание на количество вспомогательных «дорожек». Все они соединены последовательно или параллельно. Кроме того, типы соединений могут смешиваться.

Каждый тип соединения подразумевает определенное соотношение между основными параметрами, такими как напряжение, сила тока и сопротивление.

Типов соединения бывает всего два, а третий – это комбинированный вариант подключения.

Первый вариант соединения – это последовательное подключение. Второй вариант – параллельное подключение. Эти подключения могут комбинироваться в реальной практике.

Чем отличаются параллельное и последовательное подключения

Последовательное подключение представляет собой последовательное соединение проводников в одной общей электрической цепи.

Почему оно последовательное?

Всё очень просто – проводники располагаются в электрической цепи аналогично птицам, которые сидят на проводе – один за другим. В данном случае представим, что птицы держатся за лапы – каждая птица держит своей левой лапой правую лапу ближайшей птицы. Получаем ёлочную гирлянду. Все сидят последовательно.

Кстати говоря, если свободные лапы крайних птиц прислонить к источнику питания, то выйдет фейерверк :)…

Представим, например, светодиод, который имеет + и -. Для того, чтобы объединить такие светодиоды в единую последовательную цепь, мы должны соединить ножку + первого светодиода с плюсом источника постоянного тока, а ножку – соединить с ножкой + следующего светодиода. Ножку – следующего светодиода мы подключаем также к ножке + следующего светодиода, а – подключаем к – источника постоянного тока. Вот мы и собрали простейшую последовательную цепь из трех элементов.

Параллельное подключение выглядит немного иначе.

Если вернуться к примеру с птицами, то птицы уже не сидят на проводе одна за другой, а держат друг друга лапами.

Причем, птицы так извернулись, что одна птица держит своей правой лапой, правую лапу соседней птицы, а левой лапой левую лапу этой же птицы.

Для того, чтобы зажарить таких птиц, остаётся только прислонить букет из этих соответствующих друг другу лап к полюсам источника тока.

Здесь мы берем, скажем, два светодиода, которые имеют ножки + и – соответственно, и соединяем сначала ножки светодиодов по принципу + к + и – к -.

Собранную цепь мы подключаем к источнику тока соответственно полюсам, т.е. общий плюс от двух светодиодов присоединяем к + источника тока, а общий – к минусу источника тока. В результате получили параллельную цепь.

Смешанное соединение сочетает в себе как параллельное, так и последовательные соединения. В зависимости от цели, эти комбинации могут быть различными.

На практике чаще всего используются именно смешанные схемы. Часто анализ такого соединения вызывает затруднения у студентов и школьников.

На самом же деле, тут нет ничего сложного.

Для того, чтобы разобраться во всех параметрах, нужно попросту разложить цепь на удобные фрагменты.

Так, если мы имеем ряд последовательно подключенных резисторов, которые скомпонованы вместе с параллельно соединенными резисторами, то цепь можно разбить на два обобщенных условных участка, где и определить значимый параметр.

Часто испуг вызывает появление в схеме поворотов, углов и изгибов. Человек теряется и не понимает, что от смены направления линии соединительных проводов, логика не меняется.

Основные параметры последовательного и параллельного подключений

Типы подключений следует различать из-за особенностей основных параметров электрической цепи при таких подключениях.

При параллельном подключении, напряжение на элементах цепи всегда будет постоянным, а сила тока суммируется из токов на каждом элементе. Есть еще такой параметр, как сопротивление. Мы не рекомендуем заучивать наизусть все формулы, а руководствоваться законом Ома, предположив, что один из параметров будет постоянным. Но для ускорения решения задач заучить выкладку может быть полезно. Собственно, там отношение единицы к сопротивлению цепи, равно сумме отношений 1 к каждому из сопротивлений.

При последовательном подключении, напряжение на каждом элементе будет суммироваться, а сила тока будет постоянной. Сопротивление мы также можем узнать из закона Ома. Или же запомнить, что сопротивление равно сумме сопротивлений элементов цепи.

Особенности параметров при последовательном и параллельном подключениях можно легко запомнить, если представить, что соединительные провода – это трубы, а электрический ток вода. Сравнить с водой тут можно именно силу тока. Почему же силу тока? Потому что ток характеризуется количеством заряженных частиц (читай, как наличие воды в трубе).

Представим, что в случае последовательного подключения мы соединяем две трубы одинакового сечения (представим именно одинаковое сечение, т.к. дальше уже начинают влиять такие параметры, как сопротивление) и в каждой трубе есть вода при её наличии в водопроводе. Если же мы соединим две трубы параллельно, то поток распределится равномерно (а на деле в соответствии с геометрическими параметрами труб) между двумя трубами, т.е сила тока будет суммироваться из всех участков.

Почему всё происходит именно так и почему при параллельном подключении ток распределяется именно по двум проводникам и суммируется? Это сложный фундаментальный вопрос, обсуждение которого займет ни одну статью. На данный момент предлагаю считать, что это просто свойство, которое нужно знать. Как и то, что лёд ощущается холодным, а огонь горячим.

При смешанном подключении мы предварительно должны разбить цепь на простые для понимания участки, а затем проанализировать, как они в итоге будут соединены. Соответственно, на выходе мы получим простой вариант несложного подключения, которое однозначно будет или последовательное, или параллельное.

Зная все эти параметры, мы легко можем проанализировать любую электрическую цепь и собрать новую с нужными параметрами.

Как пользоваться знаниями про особенности параллельного и последовательного подключений

Наверное, самый главный вопрос, который встаёт перед учеником – это зачем вообще всё это знать?

Тут всё довольно просто. Зная эти параметры, можно легко собрать нужную цепь. Например, представим, что мы хотим соединить два аккумулятора, напряжение каждого из которых 6 В для подключения автомобильного светодиода, рассчитанного на 12 В. Как соединить аккумуляторы? Если параллельно, то получим повышенную емкость и напряжение 6 В. Диод не «раскурится». Если же использовать последовательное подключение, то на выходе будем иметь сумму 6 В + 6 В = 12 В. Задача решена. Таких примеров можно привести очень и очень много.

Ещё один вопрос, как рассчитывать другие параметры (емкость, мощность, индуктивность) при последовательном и параллельном соединении проводников.

Например, если мы подключим последовательно 5 конденсаторов, как узнать общую емкость этой цепи? Конечно же, можно, опять-таки, заучить формулы. На практике вы их забудете сразу, как перестанете решать подобные задачи. Поэтому, гораздо важнее держать в уме физическое определение ёмкости, а уже из него выводить конкретный частный случай, помня, что при последовательном подключении сила тока всегда одинакова, а напряжение суммируется.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector