סדרה וחיבור מקבילי של סוללות

מדוע לחבר סוללות

סוללה, כמו קבלים, יכולה לאגור אנרגיה. בניגוד לסוללה גלוונית פשוטה, שבה התגובות הכימיות המייצרות חשמל אינן הפיכות, ניתן לטעון את הסוללה. בכך היונים גרושים זה מזה, והכימיה הפנימית של הסוללה טעונה כמו קפיץ. לאחר מכן, יונים אלה, עקב התהליך הכימי "הטעון", יתרמו את האלקטרונים הנוספים שלהם למעגל החשמלי, והם חותרים בעצמם חזרה לניטרליות של האלקטרוליט החומצי.

הכל בסדר, רק לסוללה יש את כמות האנרגיה שהיא מסוגלת לייצר לאחר טעינה מלאה תלויה במסה הכוללת שלה. והמשקל תלוי בביצועים - יש תקנים, וסוללות מיוצרות על פי תקנים אלה. זה טוב כאשר צריכת החשמל סטנדרטית דומה. לדוגמא, כשיש לך מכונית שלוקחת כמות מסוימת של חשמל בכדי להתניע את המנוע. ובכן, לצרכיהם האחרים - הזנת האוטומטיקה בחניה, הפעלת מנעולים במכשירים נגד גניבה וכו '. תקני מצבר ומיועדים להפעלת רכבים מסוגים שונים.

ובתחומים אחרים בהם נדרש מתח קבוע יציב, הדרישה לפרמטרי הספק רחבה ומגוונת בהרבה. לכן, אם יש לך אותו סוג וסוללות זהות לחלוטין, אתה יכול לחשוב להשתמש בהם בצירופים שונים, ושיטות טעינה יעילות יותר מכפי שבנאלי לטעון את כולם בתורם.

מדוע לחבר סוללות מרובות

ניתן לסכם את הסיבות העיקריות לכך שמשלבים סוללות למכלולים באופן הבא:

1. צמצם את הפסדי האום (או את הפסדי החום במהלך העברת הכוח) על ידי הגברת התנגדות המערכת. חוזק ועמידות זרם הם ביחס הפוך זה לזה, וככל שהזרם חלש יותר, כך ההפסד נמוך יותר.
2. הרכיבו סוללה המתאימה להפעלת מכשירים עם טווחי מתח גבוהים יותר.
3. הגדל את קיבולת הסוללה.
4. הגדל את הספק ואת המתח.

במילה אחת, הם יוצרים סוללה שמתאימה לצרכים ספציפיים. קל ונוח יותר לשלב את הסוללות בהישג יד מאשר לקנות עשרות סוללות שונות. ובמקרים מסוימים זה זול יותר.

התייחסות. החשמל המצטבר בסוללה מורכב מהאנרגיות של היסודות המרכיבים. לכן, עם חיבור סדרתי, מקביל ומשולב, זה יהיה זהה אם משתמשים באותם אלמנטים באותה כמות.

חיבור ספקי כוח

כמו גם עומסים, למשל, נורות, סוללות ניתן לחבר הן במקביל והן בסדרה.

יחד עם זאת, כפי שאפשר לחשוד מיד, יש לסכם משהו. כאשר הנגדים מחוברים בסדרה ההתנגדות שלהם מסוכמת, הזרם עליהם יקטן, אך דרך כל אחד מהם זה ילך אותו הדבר. כמו כן, הזרם יזרום אותו דרך החיבור הסדרתי של הסוללות. ומכיוון שיש יותר כאלה, המתח ביציאות הסוללה יגדל. כתוצאה מכך, עם עומס קבוע, יזרום זרם גדול יותר, אשר ישתמש בקיבולת הסוללה כולה באותו זמן כמו הקיבולת של סוללה אחת המחוברת לעומס זה.

חיבור עומסים מקביל מוביל לעלייה בזרם הכולל, בעוד שהמתח על כל אחד מההתנגדויות יהיה זהה.אותו הדבר לגבי הסוללות: המתח בחיבור המקביל יהיה זהה לזה של מקור אחד, והזרם יכול יחד לתת יותר. לחלופין, אם העומס יישאר מה שהיה, הם יוכלו לספק לו זרם כל עוד הקיבולת הכוללת שלהם גדלה.

כעת, לאחר שקבענו כי ניתן לחבר את הסוללות במקביל ובסדרה, נשקול ביתר פירוט כיצד זה עובד.

דרכים לחיבור מכשירים

מומחים בתחום תכנון וארגון מתחמי חימום מבחינים בשלושה סוגים עיקריים, אשר נבדלים באלגוריתם היישום וביעילותם. לכל אחד מהם יתרונות משלו, המתבטאים בתנאי הפעלה ספציפיים. חיבור קורה

צְדָדִי

הוא מניח שהרדיאטור מחובר לקו הראשי מצד אחד. במקרה זה, כניסת המים ממוקמת בחלקה העליון, היציאה נמצאת בתחתית כדי להבטיח חימום אחיד ביותר של החלקים או את פני הלוח. שיטת התקנה זו נחשבת ליעילה, מכיוון שאחוז שטח החלפת החום הלא מכוסה אינו עולה על 10%. לרוב, חיבור הצד הסדרתי של סוללות החימום מתבצע בדירות של בניינים רבי קומות שהם צרכנים של רשת קהילתית מרכזית.

לעתים קרובות, תוכנית כזו מתווספת על ידי מעקף - צינור בקוטר קטן יותר המחבר את קווי האספקה ​​והחזרה. למכשיר זה משלימים שסתומי כיבוי המנתקים את המכשיר מהמערכת.

אֲלַכסוֹנִי

מאפשר לך למקסם את שטח החלפת החום של התנור. הכוח המתקבל הוא הפניה ומצוין בדרכון למוצר. כדי ליישם דיאגרמת חיבור זו, יש צורך למקם את הכניסה לרדיאטור בחלקו העליון מצד אחד, את היציאה בתחתית מצד שני. בשל כך, זרימת אמצעי העבודה תעבור באופן שווה בכל הערוצים הפנימיים.

שיטה זו אידיאלית עבור סוללות עם הרבה חלקים. הרצועה האלכסונית היא שמאפשרת לך לממש היטב את היתרונות שהחיבור הטורי של רדיאטורי חימום נותן.

בין חסרונותיה, כדאי להדגיש

1. עלויות מוגברות לחומרי בניין בהשוואה לחיבורים רוחביים
2. חוסר יכולת להסתיר תקשורת בקיר או ברצפה
3. המורכבות של עבודות ההתקנה

נמוך יותר

הדרך האסתטית ביותר לשילוב המכשיר במערכת היא כאשר גם כניסת הנוזל של קירור הממוקמת בחלקו התחתון של הבית, מצדדים שונים. במקרה זה, הצינורות מוסתרים לרוב מתחת לריצוף ומגהץ הבטון. בהקשר זה, הסדר של תוכנית כזו אפשרי בשלב הבנייה והתיקון.

אם סוללות החימום מחוברות בסדרה, בחיבור התחתון, יתכן אובדן של עד 15-20% מיעילות המערכת. זאת בשל העובדה כי בעייתי במקצת מים לעלות דרך הקולטים הפנימיים לחלק העליון של גוף המכשיר. כתוצאה מכך, אזורים מסוימים אינם מתחממים מספיק.

איך עובד ספק כוח כימי

מקורות מזון המבוססים על תהליכים כימיים הם ראשוניים ומשניים. מקורות ראשוניים מורכבים מאלקטרודות מוצקות ואלקטרוליטים המחברים ביניהם כימית וחשמלית - תרכובות נוזליות או מוצקות. מכלול התגובות של היחידה כולה פועל באופן שהחוסר איזון הכימי הטמון בה מתפרק, מה שמוביל לאיזון מסוים של רכיבים. האנרגיה המשתחררת במקרה זה בצורת חלקיקים טעונים יוצאת ויוצרת מתח חשמלי במסופים. כל עוד אין זרימה של חלקיקים טעונים בחוץ, השדה החשמלי מאט את התגובות הכימיות בתוך המקור. כאשר אתה מחבר את מסופי המקור עם עומס חשמלי כלשהו, ​​הזרם יעבור במעגל, ותגובות כימיות יתחדשו בעוצמה מחודשת, שוב יספקו מתח חשמלי למסופים.לפיכך, המתח במקור נותר ללא שינוי, יורד לאט כל עוד נותר בו חוסר איזון כימי. ניתן לראות זאת על ידי ירידה הדרגתית איטית במתח במסופים.

זה נקרא פריקה של מקור כימי של חשמל. בתחילה נמצא שמתחם כזה מגיב עם שתי מתכות שונות (נחושת ואבץ) וחומצה. במקרה זה, מתכות נהרסות בתהליך הפריקה. אבל אז הם בחרו רכיבים כאלה ואת האינטראקציה שלהם כך שאם לאחר הפחתת המתח במסופים כתוצאה מהפריקה הוא נשמר שם באופן מלאכותי, אז זרם חשמלי יזרום חזרה דרך המקור, ותגובות כימיות יכולות להפוך, שוב יצירת מצב חוסר השוויון הקודם במתחם.

מקורות מהסוג הראשון, בהם רכיבים נהרסים ללא תקנה, נקראים תאים ראשוניים או גלווניים, על שם מגלה תהליכים כאלה, לואיג'י גלוואני. מקורות מהסוג השני, אשר, תחת פעולת מתח חיצוני, מסוגלים להפוך את כל מנגנון התגובות הכימיות, ושוב לחזור למצב ללא שיווי משקל בתוך המקור, נקראים מקורות מהסוג השני, או מצברים חשמליים. מהמילה "צבר" - לעבות, לאסוף. והתכונה העיקרית שלהם, שתוארה זה עתה, נקראת טעינה.

עם זאת, עם סוללות הדברים לא כל כך פשוטים.

נמצאו כמה מנגנונים כימיים כאלה. עם חומרים שונים המעורבים בהם. לכן, ישנם מספר סוגים של סוללות. והם מתנהגים אחרת, טוענים ומשתחררים. ובמקרים מסוימים נוצרות תופעות המוכרות מאוד לאנשים העוסקים בהן.

ולמעשה כולם מתמודדים איתם. סוללות, כמקורות אנרגיה אוטונומיים, משמשות בכל מקום, במגוון רחב של מכשירים. משעוני יד קטנים וכלה ברכבים בגדלים שונים: מכוניות, טרולי, קטרי דיזל, ספינות מנוע.

הנחיות לתכנון סוללות

• כאשר הם מחוברים בסדרה ובמקביל, כל הסוללות חייבות להיות מאותו סוג, מגיל ומאותו יצרן. קיבולת הסוללות כאשר הם מחוברים בסדרה חייבת להיות זהה; במקביל, ניתן לחבר סוללות בעלות יכולות שונות זו לזו.
• אם, כאשר מחברים אתכם בסדרה, סוללה אחת נכשלת, יש להחליף את כל הסוללות בסוללה. אם סוללה אחת נכשלת כאשר היא מחוברת במקביל, היא מוסרת, והנותרים משמשים עד שנגמרה. לאחר מכן מחליפים את הסוללות.

כדי למנוע הזדקנות מוקדמת, אל תחמם סוללות. כל עלייה של 6 מעלות צלזיוס מעל 20 מעלות צלזיוס מקצרת את חיי השירות בחצי. התקן סוללות במקום מאוורר וקריר והשאיר מרווח אוויר ביניהן כדי לעורר ייצור חום.

• אל תגדיל את קיבולת הסוללה עם סוללות המותקנות בחדר אחר. סוללות הממוקמות במקומות שונים יפעלו בטמפרטורות סביבה שונות ולא יתפרקו ונטענו באופן שווה. זה יגדיל עוד יותר את הפרש הטמפרטורות ויוביל להזדקנות מוקדמת ולכשל בסוללה. אם סוללות נטענות או מרוקנות בזרם גבוה, עלול להימלט בורח ופיצוץ.

  
  חיבור המטען לסוללת סוללות המחוברות במקביל.

• אם זרם הטעינה או הפריקה של הסוללה הוא 200 A ב 12 V (100 A ב 24 V) למשך פרק זמן ממושך, נוצר חום משמעותי. השתמש באוורור מאולץ לפיזורו.לשם כך, התקן מאוורר חסין אש בכניסת האוויר של תא הסוללה. מאוורר הכניסה מפחית את הסיכון להצתה של מימן שנוצר על ידי הסוללות. (תקנים מסוימים דורשים אוורור אוויר מאולץ בכל פעם שמצברים מחוברים למטען עם הספק של יותר מ -2 קילוואט, כלומר 167 אמפר ב 12 וולט או 83 אמפר ב 24 וולט).
• מווסת המתח של כל מטען עוצמתי חייב להיות בעל חיישן טמפרטורה המפחית את מתח הטעינה בעת חימום הסוללות.
• סוללות בעלות קיבולת גדולה עם זרמי טעינה ופריקה גבוהים מותקנות בתאי מגורים רק במיכלים אטומים עם אוורור שהוצא החוצה.

כמה תכונות של סוללות

המצבר הקלאסי הוא סוללת עופרת סולפט לרכב. הוא מיוצר בצורה של מצברים המחוברים בסדרה לסוללה. השימוש והטעינה / פריקה שלו ידועים. גורמים מסוכנים בהם הם חומצה גופרתית מאכלת, שיש לה ריכוז של 25-30%, וגזים - מימן וחמצן - המשתחררים כאשר הטעינה נמשכת לאחר סיומה הכימי. תערובת של גזים הנובעת מניתוק מים היא בדיוק הגז הנפץ הידוע, שבו מימן הוא כפול בדיוק מחמצן. תערובת כזו מתפוצצת בכל הזדמנות - ניצוץ, מכה חזקה.

סוללות לציוד מודרני - טלפונים ניידים, מחשבים - מיוצרות בעיצוב מיניאטורי; מטענים בעיצובים שונים מיוצרים להטענתם. רבים מהם מכילים מעגלי בקרה המאפשרים לעקוב אחר סיום תהליך הטעינה או לטעון את כל האלמנטים בצורה מאוזנת, כלומר לנתק את אלו שכבר טעונו מהמכשיר.

מרבית הסוללות הללו די בטוחות ופריקה / טעינה לא נכונים עלולים רק לפגוע בהן ("אפקט זיכרון").

זה חל על כולם, למעט סוללות המבוססות על מתכת הלי - ליתיום. עדיף לא להתנסות איתם, אלא לחייב רק על מטענים שתוכננו במיוחד עבורם ולעבוד איתם רק על פי ההוראות.

הסיבה היא שליתיום פעיל מאוד. זהו היסוד השלישי בטבלה המחזורית אחרי מימן, מתכת הפעילה יותר מנתרן.

כשעובדים עם ליתיום-יון וסוללות אחרות שמבוססות עליו, מתכת ליתיום יכולה ליפול בהדרגה מהאלקטרוליט ולעשות פעם קצר בתוך התא. מכאן הוא יכול להתלקח, מה שיוביל לאסון. מכיוון שלא ניתן לשלם את זה. הוא נשרף ללא חמצן, כאשר הוא מגיב עם מים. במקרה זה, משתחררת כמות גדולה של חום, וחומרים אחרים מוסיפים לשריפה.

ידועים מקרים של שריפה בטלפונים ניידים עם סוללות ליתיום-יון.

עם זאת, המחשבה ההנדסית נעה קדימה, ויוצרת יותר ויותר תאים טעונים חדשים המבוססים על ליתיום: פולימר ליתיום, ננו ליתיום. מנסים להתגבר על החסרונות. והם טובים מאוד כסוללות. אבל ... הרחק מהחטא, עדיף לא לעשות איתם את הפעולות הפשוטות המתוארות להלן.

בחירת תרשים חיבור לסוללות חימום

לאחר השלמת הבחירה בסוג דוד החימום, נקבעת דיאגרמת החיבור של סוללות החימום בבית. זה יכול להיות צינור אחד או שני צינורות.
עצם החיבור של הרדיאטורים נעשה באחת משלוש דרכים:

• תַחתִית;
• צְדָדִי;
• אֲלַכסוֹנִי.

אם, כאשר מחליטים כיצד לחבר את סוללת החימום, תוכנן צנרת חד כיוונית, אז מספר החלקים במכשיר אחד לא יעלה על 12 עבור רשתות חימום כבידה ו -24 עבור מערכות המצוידות במשאבת זרימה.

אם יש צורך להתקין מספר גדול יותר של קטעים, יש צורך להשתמש בצנרת רב-תכליתית לרדיאטורי החימום. בעת התקנת מכשירי חימום, אסור לשכוח את התפוקה של הצינור הישר וצינור ההחזרה, שתלוי בקוטר ומקדם החספוס שלהם.

ניתן להשיג העברת חום יעילה בתנאי למיקום אופטימלי של הסוללות, או ליתר דיוק, תוך התבוננות במרחק ההתקנה של המכשירים ביחס לקירות, לריצוף, לחלון ולאדן החלון.
הוראות התקנה וכיצד לחבר כראוי רדיאטור חימום מספקים את הסטנדרטים הבאים:

• המכשיר צריך להיות במרחק של 10 - 12 ס"מ מהרצפה;
• יש להתקין אותו קרוב יותר מ 8-10 ס"מ לאדן החלון;
• אין למקם את הלוח האחורי קרוב ל -2 סנטימטרים מהקיר;
• בעת התקנת סוללות, יש צורך להתאים את מידת החימום שלהן, הן במצב ידני והן במצב אוטומטי. לשם כך נרכשים תרמוסטטים מיוחדים (בפירוט רב יותר: "שסתומי בקרה לרדיאטורים לחימום, התקנת שסתומים");
• לצורך תיקון או החלפה של הרדיאטור, יש לספק שסתומים, שסתומים וברזים ידניים. הם יאפשרו לך לנתק את המוצר ממערכת החימום;
• אתה צריך לשים ברזים של מייבסקי על המכשירים, כמו למשל בתצלום. בעזרתם מסירים אוויר שנלכד במערכת.

חיבור סדרתי של מקורות

זוהי סוללת תאים ידועה, "קופסאות שימורים". באופן עקבי - זה אומר שהפלוס של הראשון מוציא - יהיה מסוף חיובי של הסוללה כולה, והמינוס מחובר לפלוס של השנייה. המינוס של השנייה הוא עם הפלוס של השלישי. וכך עד האחרון. המינוס של הלפני אחרון מחובר לפלוס שלו, והמינוס שלו מוציא החוצה - מסוף הסוללה השני.

כאשר מחברים את הסוללות בסדרה, מתווסף המתח של כל התאים, ובפלט - מסופי הפלוס והמינוס של הסוללה - יתקבל סכום המתחים.

לדוגמא, מצבר לרכב, המכיל כ -2.14 וולט בכל בנק טעון, נותן סך של 12.84 וולט מתוך שש פחיות. 12 פחיות כאלה (סוללה למנועי דיזל) יתנו 24 וולט.

והיכולת של תרכובת כזו נותרת שווה ליכולת של פחית. מכיוון שמתח המוצא גבוה יותר, הכוח המדורג של העומס יגדל וצריכת החשמל תהיה מהירה יותר. כלומר, כולם ישוחררו בבת אחת כאלמנט אחד.

חיבור סדרתי של סוללות

סוללות אלה נטענות גם בסדרות. פלוס מתח האספקה ​​מחובר לפלוס, מינוס למינוס. לצורך טעינה רגילה, נדרש שכל הבנקים יהיו זהים בפרמטרים, מאותה אצווה ומשוחררים באותה מידה.

אחרת, אם הם משוחררים מעט אחרת, אז בעת הטעינה, אחד יסיים לטעון לפני האחרים והוא יתחיל להיטען. וזה יכול להסתיים רע מבחינתו. אותו הדבר נצפה עם יכולות שונות של היסודות, שלמעשה, הם זהים.

חיבור הסוללות בסדרה נוסה כבר מההתחלה, כמעט במקביל להמצאת תאים אלקטרוכימיים. אלסנדרו וולטה יצר את העמוד הוולטאי המפורסם שלו ממעגלים של שתי מתכות - נחושת ואבץ, אותם העביר עם מטליות ספוגות חומצה. הבנייה התגלתה כהמצאה מוצלחת, מעשית ואף נתנה מתח שהספיק למדי לניסויים הנועזים דאז בחקר החשמל - הוא הגיע ל -120 וולט - והפך למקור אנרגיה אמין.

הנדסת בטיחות

• השתמש בכפפות דיאלקטריות;
• אל תיגע במסופים בידיים חשופות;
• יש לנתק סוללות מעומסים;
• השתמש בכלים עם ידיות מבודדות;
• בדוק את המסופים ואת סיכות החיבור לפני החיבור;
• אין להשתמש בסוללות עם פרמטרים שונים ומידת שחיקה;
• היזהר בקוטביות;
• השתמש בחוטים מתאימים לחיבור;
• לבודד את המכלול מלחות

תשומת הלב! העיקר הוא להגן על עצמך מפני התחשמלות.

טעויות החלפה ותוצאותיהן

ניתן לחלק שגיאות מיתוג לשגיאות של החיבור עצמו (מעורב פלוס ומינוס) ובחירה לא נכונה של סוללות וחוטי חיבור.

חיבור מקביל של סוללות

עם חיבור מקביל של ספקי כוח, כל הפלוסים חייבים להיות מחוברים לאחד, ויוצרים מוט חיובי של הסוללה, כל המינוסים לאחרים, ויוצרים מינוס של הסוללה.

חלק סוללה

חיבור מקביל

עם חיבור כזה, המתח, כפי שאנו רואים, צריך להיות זהה בכל האלמנטים. אבל מה זה? אם לסוללות יש מתח שונה לפני החיבור, אז מיד לאחר החיבור יתחיל מיד התהליך של "שוויון". אותם אלמנטים עם מתח נמוך יותר יתחילו להיטען בצורה אינטנסיבית מאוד, תוך שאיבת אנרגיה מאלה עם מתח גבוה יותר. וזה טוב אם ההבדל במתח מוסבר על ידי דרגת הפריקה השונה של אותם אלמנטים. אבל אם הם שונים, עם דירוגי מתח שונים, אז יתחיל טעינה מחדש, עם כל הקסמים הבאים: חימום האלמנט הטעון, רתיחה של האלקטרוליט, אובדן מתכת האלקטרודות וכו '. לכן, לפני חיבור האלמנטים זה לזה בסוללה מקבילה, יש צורך למדוד את המתח על כל אחד מהם באמצעות מד מתח כדי לוודא שהפעולה הקרובה בטוחה.

כפי שאנו רואים, שתי השיטות קיימות למדי - הן חיבור מקבילי והן סדרתי של סוללות. בחיי היומיום, יש לנו מספיק מאותם אלמנטים הכלולים בגאדג'טים או במצלמות שלנו: סוללה אחת, או שתיים או ארבע. הם מחוברים כפי שהוא מוגדר על ידי העיצוב, ואנחנו אפילו לא חושבים אם זה חיבור מקביל או סדרתי.

אך כאשר בתרגול הטכני יש צורך לספק מיידית מתח גדול, ואפילו לתקופה ארוכה, נבנים במקום שדות ענק של מצברים.

לדוגמא, לאספקת חירום של תחנת תקשורת ממסר רדיו עם מתח של 220 וולט בתקופה בה יש לבטל כל תקלה במעגל החשמל, זה לוקח 3 שעות ... יש הרבה סוללות.

מאמרים דומים:

• דרכים להמיר 220 וולט ל -380
• חישוב הפסדי מתח בכבל
• עבודה עם מד מגה: למה הוא מיועד וכיצד להשתמש בו?

גורמים המשפיעים על יעילות החימום

היעילות של מבנה החימום תלויה במספר גורמים:

1. פריסת אלמנטים של מערכת החימום
   ... מידת ואחידות החימום של החדר תלויה בנכונות העבודה, ובהתאם לסכום הכסף שהוצא על חימום בית או דירה.
2. מבחר ציוד חימום
   ... כל מה שדרוש ליצירת מערכת חימום נרכש על בסיס חישוב מקצועי של מדדים טכניים ופיננסיים. העובדה היא שההחלטה כיצד לחבר כראוי רדיאטורי חימום ובחירת הציוד המתאים תורמת להשגת העברת חום מקסימאלית עם צריכת דלק מינימלית.