Connexion en série et en parallèle des batteries

Pourquoi connecter des batteries

Une batterie, comme un condensateur, peut stocker de l'énergie. Contrairement à une simple batterie galvanique, où les réactions chimiques génératrices d'électricité sont irréversibles, la batterie peut être chargée. Ce faisant, les ions sont séparés les uns des autres et la chimie interne de la batterie est chargée comme un ressort. Par la suite, ces ions, en raison du processus chimique «chargé», donneront leurs électrons supplémentaires au circuit électrique, s'efforçant eux-mêmes de revenir à la neutralité de l'électrolyte acide.

Tout va bien, seule la quantité d'énergie de la batterie qu'elle est capable de générer après une charge complète dépend de sa masse totale. Et la masse dépend des performances - il existe des normes et les batteries sont fabriquées selon ces normes. C'est bien lorsque la consommation d'électricité est normalisée de la même manière. Par exemple, lorsque vous avez une voiture qui consomme une certaine quantité d'électricité pour démarrer le moteur. Eh bien, pour leurs autres besoins - alimenter les automatismes dans le parking, alimenter les serrures avec des dispositifs antivol, etc. Normes de batterie et sont conçus pour alimenter différents types de véhicules.

Et dans d'autres domaines où une tension constante stable est requise, la demande de paramètres de puissance est beaucoup plus large et variée. Par conséquent, ayant le même type et des batteries strictement identiques, vous pouvez envisager de les utiliser dans des combinaisons différentes, et des méthodes de charge plus efficaces qu'il n'est banal de les charger toutes à tour de rôle.

Pourquoi connecter plusieurs batteries

Les principales raisons pour lesquelles les batteries sont combinées en assemblages peuvent être résumées comme suit:

1. Réduisez les pertes ohmiques (ou les pertes de chaleur lors de la transmission de puissance) en augmentant la résistance du système. L'intensité et la résistance du courant sont inversement proportionnelles l'une à l'autre, et plus le courant est faible, plus la perte est faible.
2. Assemblez une batterie adaptée pour alimenter des appareils avec des plages de tension plus élevées.
3. Augmentez la capacité de la batterie.
4. Augmentez à la fois la puissance et la tension.

En un mot, ils créent une batterie qui répond à des besoins spécifiques. Il est plus facile et plus pratique de combiner les batteries à portée de main que d'acheter des dizaines de batteries différentes. Et dans certains cas, c'est banal moins cher.

RÉFÉRENCE. L'électricité qui s'accumule dans la batterie est constituée des énergies des éléments constitutifs. Par conséquent, en cas de connexion série, parallèle et combinée, il en sera de même si les mêmes éléments sont utilisés dans la même quantité.

Connexion des alimentations

Comme les charges, par exemple les ampoules, les batteries peuvent être connectées à la fois en parallèle et en série.

En même temps, comme on peut le soupçonner immédiatement, il faut résumer quelque chose. Lorsque les résistances sont connectées en série, leur résistance est résumée, le courant sur elles diminue, mais à travers chacune d'elles, il en ira de même. De même, le courant circulera de la même manière à travers la connexion série des batteries. Et comme il y en a plus, la tension aux sorties de la batterie augmentera. Par conséquent, avec une charge constante, un courant plus important circulera, ce qui utilisera la capacité de la batterie entière en même temps que la capacité d'une batterie connectée à cette charge.

La connexion en parallèle des charges entraîne une augmentation du courant total, tandis que la tension à travers chacune des résistances sera la même.La même chose est avec les batteries: la tension sur une connexion parallèle sera la même que celle d'une source, et le courant peut tous ensemble donner plus. Ou, si la charge reste ce qu'elle était, ils pourront l'alimenter en courant tant que leur capacité totale aura augmenté.

Maintenant, après avoir établi qu'il est possible de connecter les batteries en parallèle et en série, nous examinerons plus en détail comment cela fonctionne.

Façons de connecter des appareils

Les spécialistes dans le domaine de la conception et de l'organisation des systèmes de chauffage distinguent trois types principaux, qui diffèrent par l'algorithme de mise en œuvre et l'efficacité. Chacun d'eux a ses propres avantages, qui se manifestent dans des conditions de fonctionnement spécifiques. La connexion se produit

Latéral

Il suppose que le radiateur est connecté à la ligne principale d'un côté. Dans ce cas, l'entrée d'eau est située en haut, la sortie est en bas pour assurer le chauffage le plus uniforme des profilés ou de la surface du panneau. Cette méthode d'installation est considérée comme efficace, car le pourcentage de surface d'échange de chaleur non couverte ne dépasse pas 10%. Le plus souvent, la connexion côté série des batteries de chauffage est effectuée dans des appartements d'immeubles à plusieurs étages qui sont consommateurs d'un réseau communal centralisé.

Souvent, un tel schéma est complété par une dérivation - un tuyau d'un diamètre plus petit reliant les lignes d'alimentation et de retour. Cet appareil est complété par des vannes d'arrêt qui coupent l'appareil du système.

Diagonale

Vous permet de maximiser la zone d'échange thermique du radiateur. La puissance résultante est une référence et est indiquée dans le passeport du produit. Pour mettre en œuvre ce schéma de connexion, il est nécessaire de placer l'entrée du radiateur en haut d'un côté, la sortie en bas de l'autre. Pour cette raison, le flux du fluide de travail passera uniformément à travers tous les canaux internes.

Cette méthode est idéale pour les batteries comportant de nombreuses sections. C'est le cerclage diagonal qui vous permet de réaliser pleinement les avantages que procure la connexion en série des radiateurs de chauffage.

Parmi ses lacunes, il convient de souligner

1. augmentation des coûts des matériaux de construction par rapport aux connexions latérales
2. incapacité de cacher les communications dans le mur ou le sol
3. la complexité des travaux d'installation

Plus bas

La manière la plus esthétique d'intégrer le dispositif dans le système consiste à placer à la fois l'entrée et la sortie du liquide de refroidissement dans la partie inférieure du boîtier de différents côtés. Dans ce cas, les tuyaux sont le plus souvent cachés sous le sol et la chape en béton. À cet égard, la disposition d'un tel schéma est possible au stade de la construction et de la réparation.

Si les batteries de chauffage sont connectées en série, au niveau de la connexion inférieure, une perte allant jusqu'à 15 à 20% de l'efficacité du système est possible. Cela est dû au fait qu'il est quelque peu problématique que l'eau monte à travers les collecteurs internes vers la partie supérieure du corps de l'appareil. En conséquence, certaines zones ne se réchauffent pas suffisamment.

Comment fonctionne une alimentation chimique

Les sources de nourriture basées sur des processus chimiques sont primaires et secondaires. Les sources primaires sont constituées d'électrodes solides et d'électrolytes qui les relient chimiquement et électriquement - composés liquides ou solides. Le complexe de réactions de l'ensemble de l'unité agit de telle manière que le déséquilibre chimique qui lui est inhérent est évacué, conduisant à un certain équilibre des composants. L'énergie libérée dans ce cas sous forme de particules chargées sort et crée une tension électrique aux bornes. Tant qu'il n'y a pas de sortie de particules chargées à l'extérieur, le champ électrique ralentit les réactions chimiques à l'intérieur de la source. Lorsque vous connectez les bornes de la source avec une charge électrique, le courant passera à travers le circuit et les réactions chimiques reprendront avec une vigueur renouvelée, fournissant à nouveau une tension électrique aux bornes.Ainsi, la tension à la source reste inchangée, décroissant lentement, tant qu'un déséquilibre chimique y demeure. Ceci peut être observé par une diminution lente et progressive de la tension aux bornes.

C'est ce qu'on appelle la décharge d'une source chimique d'électricité. Au départ, on a découvert qu'un tel complexe réagissait avec deux métaux différents (cuivre et zinc) et un acide. Dans ce cas, les métaux sont détruits lors du déchargement. Mais ensuite, ils ont sélectionné ces composants et leur interaction de telle sorte que si, après avoir réduit la tension aux bornes à la suite d'une décharge, elle y est artificiellement maintenue, un courant électrique refluera à travers la source et les réactions chimiques sont capables de s'inverser. , créant à nouveau l'ancien état de non-équilibre dans le complexe.

Les sources du premier type, dans lesquelles les composants sont irrémédiablement détruits, sont appelées cellules primaires ou galvaniques, d'après le découvreur de tels processus, Luigi Galvani. Les sources du second type, qui, sous l'action d'une tension externe, sont capables d'inverser tout le mécanisme des réactions chimiques, et de revenir à nouveau à un état de déséquilibre à l'intérieur de la source, sont appelées sources du second type, ou accumulateurs électriques. Du mot «accumuler» - épaissir, recueillir. Et leur principale caractéristique, qui vient d'être décrite, s'appelle la charge.

Cependant, avec les batteries, les choses ne sont pas si simples.

Plusieurs mécanismes chimiques de ce type ont été découverts. Avec différentes substances impliquées en eux. Par conséquent, il existe plusieurs types de batteries. Et ils se comportent différemment, se chargent et se déchargent. Et dans certains cas, des phénomènes surviennent qui sont très bien connus des personnes qui les traitent.

Et pratiquement tout le monde s'occupe d'eux. Les batteries, en tant que sources d'énergie autonomes, sont utilisées partout, dans une grande variété d'appareils. Des petites montres-bracelets aux véhicules de différentes tailles: voitures, trolleybus, locomotives diesel, bateaux à moteur.

Directives de conception de la batterie

• Lorsqu'elles sont connectées en série et en parallèle, toutes les batteries doivent être du même type, du même âge et du même fabricant. La capacité des batteries connectées en série doit être la même; en parallèle, des batteries de capacités différentes peuvent être connectées les unes aux autres.
• Si, lorsqu'elle est connectée en série, une batterie tombe en panne, toutes les batteries de la batterie doivent être remplacées. Si une batterie tombe en panne lorsqu'elle est connectée en parallèle, elle est retirée et les autres sont utilisées jusqu'à ce qu'elles soient épuisées. Les piles sont ensuite remplacées.

Pour éviter un vieillissement prématuré, ne chauffez pas les piles. Chaque élévation de 6 ° C au-dessus de 20 ° C réduit la durée de vie de moitié. Installez les batteries dans un endroit bien ventilé et frais et laissez un espace d'air entre elles pour stimuler la génération de chaleur.

• N'augmentez pas la capacité de la batterie avec des batteries installées dans une autre pièce. Les batteries situées à différents endroits fonctionneront à des températures ambiantes différentes et ne se déchargeront pas et ne se chargeront pas uniformément. Cela augmentera encore la différence de température et entraînera un vieillissement prématuré et une panne de la batterie. Si les batteries sont chargées ou déchargées avec un courant élevé, un emballement thermique et une explosion peuvent se produire.

  
  Connexion du chargeur à une batterie de batteries connectées en parallèle.

• Si le courant de charge ou de décharge de la batterie est de 200 A à 12 V (100 A à 24 V) pendant une période prolongée, une chaleur importante est générée. Utilisez une ventilation forcée pour le disperser.Pour ce faire, installez un ventilateur ignifuge dans l'entrée d'air du compartiment à piles. Le ventilateur d'admission réduit le risque d'inflammation de l'hydrogène généré par les batteries. (Certaines normes exigent une ventilation à air forcé chaque fois que les batteries sont connectées à un chargeur avec une puissance de sortie supérieure à 2 kW, soit 167 ampères à 12 volts ou 83 ampères à 24 volts).
• Le régulateur de tension de tout chargeur puissant doit avoir un capteur de température qui réduit la tension de charge lorsque les batteries sont chauffées.
• Les batteries de grande capacité avec des courants de charge et de décharge élevés sont installées dans des compartiments résidentiels uniquement dans des conteneurs scellés avec ventilation.

Quelques caractéristiques des batteries

La batterie classique est une batterie au sulfate de plomb automobile. Il est réalisé sous la forme d'accumulateurs connectés en série dans la batterie. Son utilisation et sa charge / décharge sont bien connues. Les facteurs dangereux en eux sont l'acide sulfurique corrosif, qui a une concentration de 25 à 30%, et les gaz - hydrogène et oxygène - qui sont libérés lorsque la charge se poursuit une fois qu'elle est chimiquement terminée. Un mélange de gaz résultant de la dissociation de l'eau est précisément le gaz explosif bien connu, où l'hydrogène est exactement le double de l'oxygène. Un tel mélange explose à toute occasion - une étincelle, un coup puissant.

Les batteries pour les équipements modernes - téléphones portables, ordinateurs - sont fabriquées dans un design miniature; des chargeurs de différentes conceptions sont produits pour les charger. Beaucoup d'entre eux contiennent des circuits de contrôle qui vous permettent de suivre la fin du processus de charge ou de charger tous les éléments de manière équilibrée, c'est-à-dire de déconnecter ceux qui ont déjà été chargés de l'appareil.

La plupart de ces batteries sont tout à fait sûres et une mauvaise décharge / charge ne peut que les endommager ("effet mémoire").

Ceci s'applique à tous, à l'exception des batteries à base de Li-lithium métallique. Il est préférable de ne pas les expérimenter, mais de ne charger que sur des chargeurs spécialement conçus pour cela et de travailler avec eux uniquement selon les instructions.

La raison en est que le lithium est très actif. C'est le troisième élément du tableau périodique après l'hydrogène, un métal plus actif que le sodium.

Lorsque vous travaillez avec du lithium-ion et d'autres batteries basées sur celui-ci, le lithium métal peut progressivement tomber de l'électrolyte et faire une fois un court-circuit à l'intérieur de la cellule. De cela, il peut prendre feu, ce qui entraînera une catastrophe. Puisqu'il NE PEUT PAS être remboursé. Il brûle sans oxygène, lorsqu'il réagit avec l'eau. Dans ce cas, une grande quantité de chaleur est libérée et d'autres substances rejoignent la combustion.

Il y a des incidents connus d'incendie dans les téléphones portables équipés de batteries lithium-ion.

Cependant, la pensée technique avance, créant de plus en plus de nouvelles cellules rechargeables à base de lithium: lithium-polymère, lithium-nanofil. Essayer de surmonter les inconvénients. Et ils sont très bons comme batteries. Mais ... loin du péché, il vaut mieux ne pas faire avec eux ces simples actions qui sont décrites ci-dessous.

Choisir un schéma de connexion pour chauffer les batteries

Lorsque le choix du type de chaudière de chauffage est terminé, le schéma de connexion des batteries de chauffage de la maison est déterminé. Il peut s'agir d'un ou deux tubes.
La connexion même des radiateurs se fait de trois manières:

• bas;
• latéral;
• diagonale.

Si, lors du choix du raccordement de la batterie de chauffage, une tuyauterie unidirectionnelle était prévue, le nombre de sections sur un appareil ne devrait pas dépasser 12 pour les réseaux de chauffage gravitationnels et 24 pour les systèmes équipés d'une pompe de circulation.

S'il est nécessaire d'installer un plus grand nombre de sections, vous devez utiliser une tuyauterie polyvalente vers les radiateurs de chauffage. Lors de l'installation d'appareils de chauffage, il ne faut pas oublier le débit du tuyau droit et du tuyau de retour, qui dépend de leur diamètre et de leur coefficient de rugosité.

Un transfert de chaleur efficace peut être obtenu dans des conditions de placement optimal des batteries, ou plutôt, tout en observant la distance d'installation des appareils par rapport aux murs, au sol, aux fenêtres et aux appuis de fenêtre.
Les instructions d'installation et comment connecter correctement un radiateur de chauffage prévoient les normes suivantes:

• l'appareil doit être à une distance de 10 à 12 centimètres du sol;
• il ne doit pas être installé à moins de 8 à 10 centimètres du rebord de la fenêtre;
• le panneau arrière ne doit pas être placé à moins de 2 centimètres du mur;
• lors de l'installation des batteries, il est nécessaire de prévoir la régulation du degré de leur échauffement, à la fois en mode manuel et en mode automatique. Pour cela, des thermostats spéciaux sont achetés (plus en détail: «Vannes de régulation pour radiateurs de chauffage, installation de vannes»);
• aux fins de réparation ou de remplacement du radiateur, des vannes, des vannes et des robinets manuels doivent être fournis. Ils vous permettront de déconnecter le produit du système de chauffage;
• vous devez mettre des robinets Mayevsky sur les appareils, comme sur la photo. Avec leur aide, l'air emprisonné dans le système est éliminé.

Connexion série des sources

Il s'agit d'une batterie bien connue de cellules, les «bidons». De manière cohérente - cela signifie que le plus du premier est mis en évidence - il y aura une borne positive de toute la batterie et le moins est connecté au plus de la seconde. Le moins du second est avec le plus du troisième. Et ainsi de suite jusqu'au dernier. Le moins de l'avant-dernier est connecté à son plus, et son moins est mis en évidence - la deuxième borne de la batterie.

Lorsque les batteries sont connectées en série, la tension de toutes les cellules est ajoutée et à la sortie - les bornes plus et moins de la batterie - la somme des tensions sera obtenue.

Par exemple, une batterie de voiture, ayant environ 2,14 volts dans chaque banque chargée, donne un total de 12,84 volts sur six canettes. 12 bidons de ce type (batterie pour moteurs diesel) donneront 24 volts.

Et la capacité d'un tel composé reste égale à la capacité d'un bidon. Lorsque la tension de sortie est plus élevée, la puissance nominale de la charge augmentera et la consommation d'énergie sera plus rapide. Autrement dit, tout le monde sera déchargé à la fois ensemble comme un seul élément.

Connexion en série des batteries

Ces batteries sont également chargées en série. Le plus de la tension d'alimentation est connecté au plus, le moins au moins. Pour une charge normale, il est nécessaire que tous les bancs soient les mêmes en paramètres, à partir du même lot et également déchargés à l'unisson.

Sinon, s'ils sont déchargés légèrement différemment, alors lors de la charge, l'un terminera la charge avant les autres et il commencera à se recharger. Et cela pourrait mal finir pour lui. On observera la même chose avec différentes capacités des éléments, qui, à proprement parler, sont les mêmes.

La connexion en série des batteries a été essayée dès le début, presque simultanément avec l'invention des cellules électrochimiques. Alessandro Volta a créé son célèbre pilier voltaïque à partir de cercles de deux métaux - le cuivre et le zinc, qu'il déplaçait avec des tissus imbibés d'acide. La construction s'est avérée être une invention réussie, pratique, et a même donné une tension qui était tout à fait suffisante pour les expériences alors audacieuses dans l'étude de l'électricité - elle atteignait 120 V - et est devenue une source d'énergie fiable.

Ingénierie de sécurité

• utilisez des gants diélectriques;
• ne touchez pas les bornes à mains nues;
• les batteries doivent être déconnectées des charges;
• utiliser des outils avec des poignées isolées;
• vérifiez les bornes et les broches de connexion avant de procéder à la connexion;
• n'utilisez pas de piles avec des paramètres et un degré d'usure différents;
• soyez prudent avec la polarité;
• utilisez des fils appropriés pour la connexion;
• isoler l'assemblage de l'humidité

ATTENTION! L'essentiel est de vous protéger des chocs électriques.

Erreurs de commutation et leurs conséquences

Les erreurs de commutation peuvent être divisées en erreurs de connexion elle-même (mélangées plus et moins) et un mauvais choix de batteries et de fils de connexion.

Connexion parallèle des batteries

Avec une connexion parallèle des alimentations, tous les avantages doivent être connectés à l'un, créant un pôle positif de la batterie, tous les inconvénients à l'autre, créant un moins de la batterie.

Partie batterie

Connexion parallèle

Avec une telle connexion, la tension, comme on le voit, devrait être la même sur tous les éléments. Mais qu'est-ce que c'est? Si les batteries ont des tensions différentes avant la connexion, alors immédiatement après la connexion, le processus d '«égalisation» commencera immédiatement. Les éléments avec une tension plus basse commenceront à se recharger très intensément, puisant l'énergie de ceux avec une tension plus élevée. Et c'est bien si la différence de tension s'explique par le degré de décharge différent des mêmes éléments. Mais s'ils sont différents, avec des tensions nominales différentes, alors une recharge commencera, avec tous les charmes qui s'ensuivent: chauffage de l'élément chargé, ébullition de l'électrolyte, perte du métal des électrodes, etc. Par conséquent, avant de connecter les éléments les uns aux autres dans une batterie parallèle, il est nécessaire de mesurer la tension sur chacun d'eux avec un voltmètre pour s'assurer que l'opération à venir est sûre.

Comme nous pouvons le voir, les deux méthodes sont tout à fait viables - connexion parallèle et série des batteries. Dans la vie de tous les jours, nous avons assez d'éléments inclus dans nos gadgets ou appareils photo: une batterie, ou deux ou quatre. Ils sont connectés de la manière définie par la conception, et nous ne nous demandons même pas s'il s'agit d'une connexion parallèle ou série.

Mais lorsque, dans la pratique technique, il est nécessaire de fournir immédiatement une tension élevée, et même pendant une longue période, d'énormes champs d'accumulateurs sont construits dans les locaux.

Par exemple, pour l'alimentation de secours d'une station de communication à relais radio avec une tension de 220 volts pendant la période où toute panne du circuit de puissance doit être éliminée, cela prend 3 heures ... Il y a beaucoup de batteries.

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Facteurs affectant l'efficacité du chauffage

L'efficacité de la structure chauffante dépend de plusieurs facteurs:

1. Disposition des éléments du système de chauffage
   ... Le degré et l'uniformité du chauffage de la pièce dépendent de l'exactitude de ces travaux et, par conséquent, du montant dépensé pour chauffer une maison ou un appartement.
2. Sélection d'équipements de chauffage
   ... Tout ce qui est nécessaire pour créer un système de chauffage est acquis sur la base d'un calcul professionnel d'indicateurs techniques et financiers. Le fait est que la décision de connecter correctement les radiateurs de chauffage et le choix de l'équipement approprié contribuent à l'obtention d'un transfert de chaleur maximal avec une consommation de carburant minimale.