Serie og parallel tilslutning af batterier

Hvorfor tilslutte batterier

Et batteri, som en kondensator, kan lagre energi. I modsætning til et simpelt galvanisk batteri, hvor de kemiske reaktioner, der genererer elektricitet er irreversible, kan batteriet oplades. Dermed er ionerne skilt fra hinanden, og batteriets interne kemi oplades som en fjeder. Efterfølgende vil disse ioner på grund af den "ladede" kemiske proces donere deres ekstra elektroner til det elektriske kredsløb og stræber selv tilbage til neutraliteten af ​​den sure elektrolyt.

Alt er i orden, kun den mængde energi fra batteriet, som det er i stand til at generere efter en fuld opladning, afhænger af dets samlede masse. Og vægten afhænger af ydeevnen - der er standarder, og batterier fremstilles i henhold til disse standarder. Det er godt, når elforbruget er ens standardiseret. For eksempel når du har en bil, der tager en vis mængde elektricitet til at starte motoren. Nå, til deres andre behov - fodring af automatik på parkeringspladsen, strømforsyning af låse med tyverisikringsenheder osv. Batteristandarder og er designet til at drive forskellige typer køretøjer.

Og i andre områder, hvor der kræves en stabil konstant spænding, er efterspørgslen efter effektparametre meget bredere og mere varieret. Derfor, hvis du har samme type og strengt identiske batterier, kan du overveje at bruge dem i forskellige kombinationer og mere effektive opladningsmetoder, end det er banalt at oplade dem alle igen.

Hvorfor tilslutte flere batterier

Hovedårsagerne til, at batterier kombineres i samlinger, kan sammenfattes som følger:

1. Reducer ohmsk tab (eller varmetab under kraftoverførsel) ved at øge systemmodstanden. Strømstyrke og modstand er omvendt proportional med hinanden, og jo svagere strøm, jo ​​lavere er tabet.
2. Saml et batteri, der er egnet til at drive enheder med højere spændingsområder.
3. Forøg batterikapaciteten.
4. Forøg både strøm og spænding.

Med et ord skaber de et batteri, der passer til specifikke behov. Det er lettere og mere praktisk at kombinere batterierne ved hånden end at købe snesevis af forskellige batterier. Og i nogle tilfælde er det banalt billigere.

REFERENCE. Den elektricitet, der akkumuleres i batteriet, består af energien i de bestanddele. Derfor, med seriel, parallel og kombineret forbindelse, vil det være det samme, hvis de samme elementer bruges i samme mængde.

Tilslutning af strømforsyninger

Som belastninger, for eksempel pærer, kan batterier tilsluttes både parallelt og i serie.

På samme tid, som man straks kan have mistanke om, skal noget sammenfattes. Når modstandene er forbundet i serie, opsummeres deres modstand, strømmen på dem falder, men gennem hver af dem vil det gå det samme. Ligeledes vil strømmen strømme den samme gennem batteriets serielle forbindelse. Og da der er flere af dem, vil spændingen ved batteriudgangene stige. Derfor strømmer en større strøm med en konstant belastning, som bruger hele batteriets kapacitet på samme tid som kapaciteten på et batteri, der er forbundet til denne belastning.

Parallel forbindelse af belastninger fører til en stigning i den samlede strøm, mens spændingen over hver af modstandene vil være den samme.Det samme er med batterier: spændingen på en parallel forbindelse vil være den samme som for en kilde, og strømmen kan tilsammen give mere. Eller hvis belastningen forbliver, hvad den var, vil de være i stand til at forsyne den med strøm, så længe deres samlede kapacitet er steget.

Efter at have konstateret, at det er muligt at forbinde batterierne parallelt og i serie, vil vi overveje mere detaljeret, hvordan dette fungerer.

Måder at forbinde enheder på

Specialister inden for design og organisering af varmesystemer skelner mellem tre hovedtyper, som adskiller sig i implementeringsalgoritmen og effektiviteten. Hver af dem har sine egne fordele, som manifesteres i specifikke driftsforhold. Forbindelse sker

Tværgående

Det antages, at radiatoren er forbundet til hovedledningen fra den ene side. I dette tilfælde er vandindløbet placeret øverst, udløbet er i bunden for at sikre den mest ensartede opvarmning af sektionerne eller panelets overflade. Denne installationsmetode anses for effektiv, da procentdelen af ​​udækket varmevekslingsareal ikke er mere end 10%. Oftest udføres den serielle sideforbindelse af varmebatterier i lejligheder i flere etagers bygninger, der er forbrugere af et centraliseret kommunalt netværk.

Ofte suppleres en sådan ordning med en bypass - et rør med en mindre diameter, der forbinder forsynings- og returledningerne. Denne enhed suppleres med lukkeventiler, der afbryder enheden fra systemet.

Diagonal

Giver dig mulighed for at maksimere varmerens varmevekslingsareal. Den resulterende effekt er en reference og er angivet i produktets pas. For at implementere dette forbindelsesdiagram er det nødvendigt at placere indgangen til radiatoren øverst på den ene side, udgangen i bunden på den anden. På grund af dette vil arbejdsmediets strømning jævnt passere gennem alle interne kanaler.

Denne metode er ideel til batterier med mange sektioner. Det er den diagonale fastspænding, der giver dig mulighed for fuldt ud at indse de fordele, som den serielle tilslutning af radiatorer giver.

Blandt dens mangler er det værd at fremhæve det

1. øgede omkostninger til byggematerialer sammenlignet med sideforbindelser
2. manglende evne til at skjule kommunikation i væggen eller gulvet
3. kompleksiteten af ​​installationsarbejdet

Nederste

Den mest æstetiske måde at integrere enheden i systemet på er, når både indløb og udløb af kølevæske er placeret i den nederste del af huset fra forskellige sider. I dette tilfælde er rørene ofte skjult under gulvet og betonbelægningen. I denne henseende er arrangementet af en sådan ordning mulig på konstruktions- og reparationsstadiet.

Hvis varmebatterierne er tilsluttet i serie, er det muligt at tabe op til 15-20% af systemets effektivitet i bundtilslutningen. Dette skyldes, at det er noget problematisk for vand at stige gennem de interne samlere til den øverste del af enhedens legeme. Som et resultat varmes nogle områder ikke op nok.

Sådan fungerer en kemisk strømforsyning

Fødevarekilder baseret på kemiske processer er primære og sekundære. Primære kilder består af faste elektroder og elektrolytter, der forbinder dem kemisk og elektrisk - flydende eller faste forbindelser. Reaktionskomplekset i hele enheden fungerer på en sådan måde, at den kemiske ubalance, der er forbundet med den, udledes, hvilket fører til en vis balance mellem komponenter. Energien frigivet i dette tilfælde i form af ladede partikler går ud og skaber en elektrisk spænding ved terminalerne. Så længe der ikke er nogen udstrømning af ladede partikler udenfor, nedsætter det elektriske felt de kemiske reaktioner inde i kilden. Når du forbinder kildens terminaler med en vis elektrisk belastning, løber strømmen gennem kredsløbet, og kemiske reaktioner genoptages med fornyet kraft og forsyner igen elektrisk spænding til terminalerne.Således forbliver spændingen ved kilden uændret og falder langsomt, så længe der forbliver kemisk ubalance i den. Dette kan observeres ved et langsomt, gradvist fald i spændingen over terminalerne.

Dette kaldes udledning af en kemisk energikilde. Oprindeligt viste det sig, at et sådant kompleks reagerede med to forskellige metaller (kobber og zink) og en syre. I dette tilfælde ødelægges metaller under afladningsprocessen. Men så valgte de sådanne komponenter og deres interaktion sådan, at hvis den efter reduktion af spændingen ved terminalerne som et resultat af afladning kunstigt opretholdes der, så strømmer en elektrisk strøm tilbage gennem kilden, og kemiske reaktioner kan vende igen skaber den tidligere ikke-ligevægtstilstand i komplekset.

Kilder af den første type, hvor komponenter uigenkaldeligt ødelægges, kaldes primære eller galvaniske celler efter opdageren af ​​sådanne processer, Luigi Galvani. Kilder af den anden art, som under påvirkning af en ekstern spænding er i stand til at vende hele mekanismen for kemiske reaktioner og igen vende tilbage til en ikke-ligevægtstilstand inde i kilden kaldes kilder af den anden art eller elektriske akkumulatorer. Fra ordet "akkumulere" - at tykne, at samle. Og deres hovedfunktion, lige beskrevet, kaldes opladning.

Men med batterier er tingene ikke så enkle.

Flere sådanne kemiske mekanismer er fundet. Med forskellige stoffer involveret i dem. Derfor er der flere typer batterier. Og de opfører sig anderledes, oplader og aflades. Og i nogle tilfælde opstår fænomener, der er meget velkendte for mennesker, der beskæftiger sig med dem.

Og næsten alle beskæftiger sig med dem. Batterier, som autonome energikilder, bruges overalt i en lang række enheder. Fra små armbåndsure til køretøjer i forskellige størrelser: biler, trolleybusser, diesellokomotiver, motorskibe.

Retningslinjer for design af batterier

• Ved tilslutning i serie og parallelt skal alle batterier være af samme type, alder og fra samme producent. Batteriernes kapacitet, når de er tilsluttet i serie, skal være den samme; parallelt kan batterier med forskellige kapaciteter forbindes til hinanden.
• Hvis et batteri svigter, når det er tilsluttet i serie, skal alle batterierne i batteriet udskiftes. Hvis et batteri svigter, når det er tilsluttet parallelt, fjernes det, og de resterende bruges, indtil de er opbrugte. Batterierne udskiftes derefter.

Opvarm ikke batterierne for at undgå for tidlig ældning. Hver 6 ° C stiger over 20 ° C reducerer levetiden med halvdelen. Installer batterier et godt ventileret, køligt sted, og lad et luftrum være imellem dem for at stimulere varmeproduktion.

• Forøg ikke batterikapaciteten med batterier installeret i et andet rum. Batterier placeret forskellige steder fungerer ved forskellige omgivelsestemperaturer og aflades ikke og oplades jævnt. Dette øger temperaturforskellen yderligere og fører til for tidlig ældning og batterisvigt. Hvis batterier oplades eller aflades med høj strøm, kan der opstå termisk løb og eksplosion.

  
  Tilslutning af opladeren til et batteri med paralleltilsluttede batterier.

• Hvis batteriets opladnings- eller afladningsstrøm er 200 A ved 12 V (100 A ved 24 V) i en længere periode, genereres der betydelig varme. Brug tvungen ventilation til at sprede den.For at gøre dette skal du installere en brandsikker ventilator i luftindgangen til batterirummet. Indtagsventilatoren reducerer risikoen for antændelse af brint, der genereres af batterierne. (Nogle standarder kræver tvungen luftventilation, når som helst batterier tilsluttes en oplader med en effekt på mere end 2 kW, dvs. 167 ampere ved 12 volt eller 83 ampere ved 24 volt).
• Spændingsregulatoren på enhver kraftig oplader skal have en temperaturføler, der reducerer opladningsspændingen, når batterierne opvarmes.
• Batterier med stor kapacitet med høj opladnings- og afladningsstrøm installeres kun i boliger i lukkede beholdere med udluftning.

Nogle funktioner i batterier

Det klassiske batteri er et blysulfatbatteri til biler. Det produceres i form af akkumulatorer, der er forbundet i serie med batteriet. Dens anvendelse og opladning / afladning er velkendt. Farlige faktorer i dem er ætsende svovlsyre, som har en koncentration på 25-30%, og gasser - brint og ilt - som frigøres, når opladningen fortsætter, efter at den er kemisk færdig. En blanding af gasser som følge af dissociation af vand er netop den velkendte eksplosive gas, hvor brint er nøjagtigt dobbelt så meget som ilt. En sådan blanding eksploderer ved enhver lejlighed - en gnist, et stærkt slag.

Batterier til moderne udstyr - mobiltelefoner, computere - er lavet i et miniaturedesign; der produceres opladere i forskellige designs til opladning. Mange af dem indeholder kontrolkredsløb, der giver dig mulighed for at spore slutningen af ​​opladningsprocessen eller oplade alle elementerne på en afbalanceret måde, dvs. frakoble dem, der allerede er blevet opladet fra enheden.

De fleste af disse batterier er ret sikre, og forkert afladning / opladning kan kun beskadige dem ("hukommelseseffekt").

Dette gælder alle undtagen batterier baseret på metal Li - lithium. Det er bedre ikke at eksperimentere med dem, men kun at oplade opladere, der er specielt designet til det og kun arbejde med dem i henhold til instruktionerne.

Årsagen er, at lithium er meget aktivt. Det er det tredje element i det periodiske system efter hydrogen, et metal, der er mere aktivt end natrium.

Når du arbejder med lithium-ion og andre batterier baseret på det, kan lithiummetal gradvist falde ud af elektrolytten og en gang kortslutte inde i cellen. Fra dette kan det tage ild, hvilket vil føre til katastrofe. Da det IKKE kan betales. Det brænder uden ilt, når det reagerer med vand. I dette tilfælde frigøres en stor mængde varme, og andre stoffer tilsættes forbrændingen.

Der er kendte hændelser af brand i mobiltelefoner med lithium-ion-batterier.

Imidlertid går den tekniske tanke fremad og skaber flere og flere nye opladelige celler baseret på lithium: lithium-polymer, lithium-nanotråd. Forsøger at overvinde ulemperne. Og de er meget gode som batterier. Men ... væk fra synd, er det bedre ikke at gøre med dem de enkle handlinger, der er beskrevet nedenfor.

Valg af tilslutningsdiagram til opvarmning af batterier

Når valget af typen af ​​varmekedel er afsluttet, bestemmes forbindelsesdiagrammet for varmebatterierne i huset. Det kan være et eller to rør.
Selve forbindelsen mellem radiatorerne foregår på en af ​​tre måder:

• bund;
• tværgående;
• diagonal.

Hvis der blev planlagt envejsrør, når man beslutter, hvordan man tilslutter varmebatteriet, bør antallet af sektioner på en enhed ikke overstige 12 for tyngdekraftvarmenetværk og 24 for systemer udstyret med en cirkulationspumpe.

Hvis det er nødvendigt at installere et større antal sektioner, skal du bruge en alsidig rørledning til radiatorerne. Når du installerer varmeenheder, skal du ikke glemme gennemløbet af det lige rør og returrøret, hvilket afhænger af deres diameter og ruhedskoefficient.

Effektiv varmeoverførsel kan opnås under den betingelse, at batterierne placeres optimalt, eller rettere, under overholdelse af enhedernes installationsafstand i forhold til vægge, gulve, vindue og vindueskarm.
Installationsinstruktioner og hvordan man tilslutter en varmelegeme korrekt giver følgende standarder:

• enheden skal være i en afstand på 10 - 12 centimeter fra gulvet;
• det skal installeres ikke tættere end 8-10 centimeter på vindueskarmen;
• bagpanelet bør ikke placeres tættere end 2 centimeter fra væggen;
• når du installerer batterier, er det nødvendigt at sørge for regulering af graden af ​​opvarmning, både i manuel og automatisk tilstand. Til dette købes specielle termostater (mere detaljeret: "Kontrolventiler til radiatorer, ventilinstallation");
• med henblik på reparation eller udskiftning af radiatoren, skal der findes ventiler, ventiler og manuelle vandhaner. De giver dig mulighed for at afbryde produktet fra varmesystemet;
• du skal sætte Mayevsky-haner på enhederne, som f.eks. på billedet. Med deres hjælp fjernes luft fanget i systemet.

Seriel forbindelse af kilder

Dette er et velkendt batteri af celler, "dåser". Konsekvent - det betyder, at plus af den første er bragt ud - der vil være en positiv terminal på hele batteriet, og minus er forbundet til plus af det andet. Minus af det andet er med plus af det tredje. Og så videre til sidste. Minusen af ​​den næstsidste er forbundet med dens plus, og dens minus bringes ud - batteriets anden terminal.

Når batterierne er tilsluttet i serie, tilføjes spændingen i alle cellerne, og ved udgangen - plus- og minusklemmerne på batteriet - opnås summen af ​​spændingerne.

For eksempel giver et bilbatteri, der har ca. 2,14 volt i hver opladet bank, i alt 12,84 volt ud af seks dåser. 12 sådanne dåser (batteri til dieselmotorer) giver 24 volt.

Og kapaciteten af ​​en sådan forbindelse forbliver lig med kapaciteten af ​​en dåse. Da udgangsspændingen er højere, øges belastningens nominelle effekt, og strømforbruget bliver hurtigere. Det vil sige, at alle vil aflade på én gang sammen som et element.

Serieforbindelse af batterier

Disse batterier oplades også i serie. Forsyningsspændingens plus er forbundet med plus, minus til minus. For normal opladning er det nødvendigt, at alle banker er ens i parametre, fra samme batch og lige afladet i fællesskab.

Ellers, hvis de aflades lidt anderledes, slutter en opladning før de andre, når han oplades, og han begynder at genoplade. Og det kunne ende dårligt for ham. Det samme vil blive observeret med forskellige kapaciteter af elementerne, som strengt taget er de samme.

Serieforbindelsen af ​​batterier blev prøvet helt fra starten næsten næsten samtidig med opfindelsen af ​​elektrokemiske celler. Alessandro Volta skabte sin berømte voltaiske søjle fra cirkler af to metaller - kobber og zink, som han flyttede med klude gennemblødt i syre. Konstruktionen viste sig at være en vellykket opfindelse, praktisk og gav endda en spænding, der var helt tilstrækkelig til de daværende dristige eksperimenter i studiet af elektricitet - den nåede 120 V - og blev en pålidelig energikilde.

Sikkerhedsteknik

• brug dielektriske handsker
• rør ikke ved terminalerne med bare hænder;
• batterier skal frakobles belastninger;
• bruge værktøjer med isolerede håndtag
• Kontroller terminaler og forbindelsesstifter inden tilslutning;
• Brug ikke batterier med forskellige parametre og slidgrad
• være forsigtig med polaritet;
• brug egnede ledninger til forbindelsen
• isoler enheden mod fugt

OPMÆRKSOMHED! Det vigtigste er at beskytte dig mod elektrisk stød.

Skiftfejl og deres konsekvenser

Omskiftningsfejl kan opdeles i fejl i selve forbindelsen (blandet plus og minus) og det forkerte valg af batterier og tilslutningsledninger.

Parallel tilslutning af batterier

Med en parallel tilslutning af strømforsyninger skal alle plusser være forbundet til den ene, hvilket skaber en positiv pol på batteriet, alle minus til den anden, hvilket skaber et minus på batteriet.

Batteridel

Parallel forbindelse

Med en sådan forbindelse skal spændingen, som vi kan se, være den samme på alle elementer. Men hvad er det? Hvis batterierne har forskellige spændinger før tilslutning, begynder processen med "udligning" straks efter tilslutning. Disse elementer med en lavere spænding begynder at oplades meget intensivt og trækker energi fra dem med en højere spænding. Og det er godt, hvis forskellen i spændinger forklares med den forskellige grad af afladning af de samme elementer. Men hvis de er forskellige med forskellige spændingsgrader, begynder en genopladning med alle de efterfølgende charme: opvarmning af det opladede element, kogning af elektrolytten, tab af metal af elektroderne og så videre. Derfor, inden du forbinder elementerne til hinanden i et parallelt batteri, er det nødvendigt at måle spændingen på hver af dem med et voltmeter for at sikre, at den kommende operation er sikker.

Som vi kan se, er begge metoder ret levedygtige - både parallel og seriel forbindelse af batterier. I hverdagen har vi nok af de elementer, der er inkluderet i vores gadgets eller kameraer: et batteri eller to eller fire. De er forbundet, som det er defineret af designet, og vi tænker ikke engang på, om dette er en parallel eller seriel forbindelse.

Men når det i teknisk praksis er det nødvendigt straks at give en stor spænding, og selv i en lang periode bygges der store akkumulatorfelter i lokalerne.

For eksempel til nødstrømsforsyning til en radiorelækommunikationsstation med en spænding på 220 volt i den periode, hvor enhver fejl i strømkredsen skal fjernes, tager det 3 timer ... Der er mange batterier.

Lignende artikler:

• Metoder til konvertering af 220 volt til 380
• Beregning af spændingstab i kablet
• Arbejde med et megohmmeter: hvad er det til, og hvordan man bruger det?

Faktorer, der påvirker varmeeffektiviteten

Effektiviteten af ​​varmestrukturen afhænger af flere faktorer:

1. Layout af varmesystemelementer
   ... Graden og ensartetheden af ​​opvarmning af rummet og følgelig mængden af ​​penge brugt til opvarmning af et hus eller en lejlighed afhænger af rigtigheden af ​​dette arbejde.
2. Valg af varmeudstyr
   ... Alt, hvad der er nødvendigt for at skabe et varmesystem, erhverves på baggrund af en professionelt udført beregning af tekniske og økonomiske indikatorer. Faktum er, at beslutningen om, hvordan man tilslutter varmelegemer korrekt og valget af passende udstyr, bidrager til opnåelsen af ​​maksimal varmeoverførsel med minimalt brændstofforbrug.