Batéria, ako názov napovedá, je zariadením na ukladanie elektrickej energie. Táto energia v správnom čase rozsvieti LED alebo žiarovky v svietidlách, poháňa elektrické motory, poháňa elektronické zariadenia a poskytuje nepretržité napájacie jednotky.
Paralelné a sériové, ako aj kombinované pripojenia batérií sa používajú na zostavenie batérií s rôznymi charakteristikami.
Druhy výrobkov na rôzne účely
Prečo pripojiť zdroje napájania
Kombináciou samostatných zdrojov energie získate niekoľko výhod:
- Zvýšte napájacie napätie.
- Znížte alebo zvýšte prúd v spotrebiteľskom obvode.
- Zvýšte celkovú kapacitu batérie.
Spotreba energie sa rovná súčtu napätia privedeného na zákazníka a prúdiaceho v prúdovom obvode.
Teda zvýšením napájacieho napätia je možné znížiť zaťaženie vodičov prúdiacim prúdom. Je ľahké vidieť, že čím väčší je aktuálny parameter, tým viac je zahrievaných vodičov. Kúrenie nevyvoláva žiadnu prácu, čo znamená, že celková účinnosť elektrického zariadenia je znížená.
Dôležité! Zvýšením napájacieho napätia a znížením tečúceho prúdu sa energia ušetrí znížením tepelných strát v okruhu.
Kľúčové vlastnosti nabíjateľných batérií
Pred začatím „experimentov“ a pripojením batérií musíte pochopiť, aké vlastnosti majú a čo dáva každý typ pripojenia.
Prvou charakteristikou je menovité napätie. Parameter určuje, aké napätie môže byť medzi kladnými a zápornými svorkami. Táto charakteristika nie je konštantná a nominálna hodnota sa do obvodu vydáva iba z plne nabitého zdroja energie, pretože vybíjanie a pri zaťažení klesá elektromotorická sila (EMF).
Dnes sú najobľúbenejšie hodnoty 1,2, 2,4, 6 alebo 12 voltov.
Venujte pozornosť! Minimálne napätie pohonov je 1,2 voltu a nie 1,5 V ako pri „jednorazových“ batériách.
Spojením viacerých zdrojov v sérii dosiahnu zvýšené napätie na výstupe zo zostavy.
Kapacita udáva, koľko elektrickej energie je zariadenie schopné dodať pred dosiahnutím minimálnej prijateľnej úrovne vybitia, a meria sa v ampéroch za hodinu.
Napríklad označenie 50 A / h znamená, že pri prúde rovnom 1 A bude batéria poskytovať energiu po dobu 50 hodín alebo pri prúde 2 A bude pracovať 25 hodín až do nasledujúceho nabíjania.
Uvedený výpočet je približný a platí iba pre nízke prietokové prúdy. Vysoký prúd vybíja batériu rýchlejšie. Charakteristiku môžete spresniť pomocou diagramov charakteristík výboja pripojených k výrobkom.
Príklad charakteristiky vybíjania v závislosti od zaťažovacieho prúdu
Celková kapacita pre akýkoľvek typ pripojenia sa bude rovnať celkovým ukazovateľom všetkých batérií zahrnutých v obvode.
Sériové pripojenie
Schéma sériového pripojenia zahŕňa vodič spájajúci kladný pól prvého zdroja a záporný druhý. Ďalej je kladný výstup druhého zdroja energie spojený so záporným signálom tretieho zdroja atď. Montážne svorky sú záporné svorky prvej batérie a kladné svorky v obvode.
Sériové pripojenie
Celkové napätie takejto zostavy sa bude rovnať súčtu EMF všetkých zdrojov zahrnutých v sieti. Ak sú do batérie zahrnuté jednotky s rovnakou kapacitou, celková hodnota zostane rovnaká ako charakteristika jedného zdroja.
Napríklad, keď sú 3 produkty zapojené do série pri 1,2 V, celkové napätie medzi výstupnými svorkami prvého a tretieho pripojeného zdroja bude 3,6 V.
Keď je elektrický prúd pripojený k obvodu prijímača, prúdi sériový obvod prúdom, ktorý nepresahuje kapacitu 1 zdroja elektriny. Napríklad, ak je zostava vyrobená z rovnakých 2000 mAh batérií, potom celková hodnota pre ľubovoľný počet „buniek“ v obvode zostane na rovnakej hodnote.
Účelom sériového pripojenia je zvýšenie napätia v sieti a pri nízkych prúdoch na výstupe zvýšený výkon.
Funkcie postupného začlenenia
Pri postupnom zapnutí striktne dodržiavajú pravidlá, ktorých zlyhanie vedie k rýchlemu zlyhaniu batérie av niektorých prípadoch je nebezpečné pre zdravie používateľa.
Každý napájací zdroj má vnútorný odpor. V prípade výrobkov vyrobených podľa rovnakej technológie s použitím rovnakých komponentov a rovnakých vlastností je vnútorný odpor približne rovnaký a závisí hlavne od stupňa náboja.
V prípade batérií rovnakej výroby, ale rôznej kapacity, je vnútorný odpor veľmi odlišný. To isté platí pre batérie odlišné vo výrobnej technológii.
Aké je riziko pripojenia napájacích zdrojov s rôznymi charakteristikami pri nabíjaní a vybíjaní sériovo zapojených výrobkov.
nabíjanie
Keď zapnete sériovo zapojené batérie rôznej kapacity, každá z nich bude nabitá jedným prúdom, čo poskytne nabíjačku. Pri rozdiele kapacity na polovicu sa menšie disky budú nabíjať asi trikrát rýchlejšie ako veľké disky.
Po určitom čase teda niektoré batérie získajú plné nabitie, zatiaľ čo veľké batérie budú potrebovať ďalšie napájanie nabíjacieho prúdu.
Možné sú dva výsledky:
- Vykladanie „veľkých“ zdrojov, ak je nabíjačka vypnutá. V dôsledku toho v budúcnosti pripojení spotrebitelia nebudú dlho pracovať.
- Ak nie je nabíjanie odpojené, nabite menšiu batériu. Výsledkom je prehrievanie. Vriaci elektrolyt, porucha produktu. Môže dôjsť k výbuchu.
Varovanie! Nabíjanie postupne pripojených pohonov je povolené iba vtedy, ak majú rovnakú kapacitu a napätie.
kategórie
Proces vybíjania nie je o nič nebezpečnejší pre rôzne zdroje. Prúd v každom bode sériového obvodu je rovnaký. Batéria s menšou kapacitou sa vybíja rýchlejšie ako výkonnejšie zariadenia pripojené k nej v sérii. Ak je v obvode zariadenie na ochranu pred hlbokým vybitím, potom sa napájanie spotrebiteľa zastaví, keď sú stále schopné napájať silné batérie. Účinnosť valného zhromaždenia sa niekoľkokrát zníži.
Ak zariadenie nie je vybavené ochranou, potom bude pokračovať prúd. V dôsledku hlbokého vybitia najmenšie zariadenie nevyhnutne zlyhá.
Paralelné pripojenie
Pri paralelnom pripojení musia byť všetky výhody napájacích zdrojov pripojené k jednému bodu. To isté urobte s negatívnymi pólmi.
Paralelné pripojenie
Pri pripájaní tohto typu platia iné pravidlá na určovanie charakteristík zostavy.
Je povolené používať paralelné pripojenie pre batérie rôznej kapacity za predpokladu, že menovité napätie výrobkov je rovnaké.
Príklad paralelne sa meniacich charakteristík
Celková kapacita paralelnej zostavy sa rovná súčtu kapacít všetkých zahrnutých výrobkov. Paralelným pripojením dvoch rovnakých batérií sa získa dvojnásobná kapacita batérie. Každý zo zdrojov je vybitý a nabitý prijateľným prúdom.Malé rozdiely v počiatočných fázach cyklov nemajú významný vplyv na čas dobrej prevádzky.
Pri prvom pripojení je dôležité, aby bol stupeň nabitia a tým aj napätie na svorkách pripojených výrobkov rovnaké.
Je to spôsobené skutočnosťou, že ak je menšia batéria nabitá viac (vyššie výstupné napätie), potom sa väčšia batéria stane spotrebiteľom elektriny (malá batéria sa začne „nabíjať“ väčšia). Je to plné nadprúdu a ničenia. Rovnaký efekt bude pozorovaný, ak je napätie vyššie na batérii s väčšou kapacitou. V tomto prípade sa zdroj so zníženou úrovňou napätia stane záťažou, pretečie ním prúd blízky hodnote skratu.
Varovanie! Je zakázané paralelne spájať batérie s rôznymi menovitými napätiami.
Okrem zlyhania veľkých pohonov bude v čase pripojenia medzi terminálmi a spojovacími vodičmi prúdiť veľký prúd. To môže následne viesť k poškodeniu alebo dokonca k zničeniu. Iskanie medzi dvoma zdrojmi s rôznym napätím je zdrojom ultrafialového žiarenia, ktoré je nebezpečné pre ľudské videnie.
Batérie zapojte do paralelného obvodu až po predbežnom nastavení EMF.
Paralelné sériové pripojenie
Paralelne sa na vytváranie napájacích zdrojov pre rôzne prenosné elektrické náradie často používa konzistentný spôsob pripojenia batérií. Táto metóda umožňuje získať „vysoké“ napätie s veľkou kapacitou.
Paralelné so sériovým pripojením
Niekoľko výrobkov je zapojených do série, čím sa získa požadované napätie. Potom sú tieto reťazce spojené paralelne a vyhrávajú v kapacite valného zhromaždenia.
Pravidlá pripojenia platia rovnako ako v prípade vyššie opísaných metód zahrnutia. V takýchto zariadeniach je zvyčajné spájať batérie s rovnakými charakteristikami. Použitím „batérií“ z jednej šarže sa získa približne rovnaký vnútorný odpor komponentov.
Na zabezpečenie prevádzky rôznych zariadení vyžadujúcich autonómny výkon sú potrebné rôzne schémy prepínania. Na základe poznatkov získaných v tomto článku môžete vytvoriť nezávislé pripojenia potrebné pre správnu činnosť zariadenia.
