Serie- og parallellkobling av batterier

Hvorfor koble til batterier

Et batteri, som en kondensator, kan lagre energi. I motsetning til et enkelt galvanisk batteri, der kjemiske reaksjoner som genererer elektrisitet er irreversible, kan batteriet lades. Ved å gjøre dette skilles ionene fra hverandre, og batteriets indre kjemi lades som en fjær. Deretter vil disse ionene, på grunn av den "ladede" kjemiske prosessen, donere sine ekstra elektroner til den elektriske kretsen, og selv streve tilbake til nøytraliteten til den sure elektrolytten.

Alt er bra, bare batteriet har den mengden energi det er i stand til å generere etter fulladning, avhenger av dets totale masse. Og vekten avhenger av ytelsen - det er standarder, og batterier er laget i henhold til disse standardene. Det er bra når strømforbruket er tilsvarende standardisert. For eksempel når du har en bil som tar en viss mengde strøm for å starte motoren. Vel, for deres andre behov - å mate automatene på parkeringsplassen, drive låser med tyveribeskyttelse, etc. Batteristandarder og er designet for å drive forskjellige typer kjøretøy.

Og i andre områder der det kreves en stabil konstant spenning, er etterspørselen etter effektparametere mye bredere og mer variert. Derfor, med samme type og strengt identiske batterier, kan du tenke på å bruke dem i forskjellige kombinasjoner, og mer effektive lademetoder enn det er banalt å lade dem alle etter tur.

Hvorfor koble til flere batterier

Hovedårsakene til at batterier kombineres i samlinger kan oppsummeres som følger:

1. Reduser ohmsk tap (eller varmetap under kraftoverføring) ved å øke systemmotstanden. Strømstyrke og motstand er omvendt proporsjonal med hverandre, og jo svakere strøm, desto lavere er tapet.
2. Sett sammen et batteri som er egnet for å drive enheter med høyere spenningsområder.
3. Øk batterikapasiteten.
4. Øk både kraft og spenning.

Med et ord lager de et batteri som passer til spesifikke behov. Det er lettere og mer praktisk å kombinere batteriene tilgjengelig enn å kjøpe dusinvis av forskjellige batterier. Og i noen tilfeller er det litt billigere.

REFERANSE. Elektrisiteten som akkumuleres i batteriet består av energiene til de bestanddelene. Derfor, med seriell, parallell og kombinert tilkobling, vil det være det samme hvis de samme elementene brukes i samme mengde.

Koble til strømforsyninger

I tillegg til belastninger, for eksempel lyspærer, kan batterier kobles til både parallelt og i serie.

Samtidig, som man umiddelbart kan mistenke, må noe oppsummeres. Når motstandene er koblet i serie, blir deres motstand oppsummert, strømmen på dem vil avta, men gjennom hver av dem vil det gå likt. På samme måte vil strømmen strømme den samme gjennom batteriets serielle tilkobling. Og siden det er flere av dem, vil spenningen ved batteriutgangene øke. Følgelig, med en konstant belastning, vil en større strøm strømme, som vil bruke opp kapasiteten til hele batteriet på samme tid som kapasiteten til ett batteri som er koblet til denne belastningen.

Parallell tilkobling av belastninger fører til en økning i total strøm, mens spenningen over hver av motstandene vil være den samme.Det samme er med batteriene: Spenningen på parallellforbindelsen vil være den samme som for en kilde, og strømmen kan til sammen gi mer. Eller hvis lasten forblir som den var, vil de kunne forsyne den med strøm så lenge den totale kapasiteten har økt.

Nå etter å ha slått fast at det er mulig å koble til batteriene parallelt og i serie, vil vi vurdere nærmere hvordan dette fungerer.

Måter å koble til enheter på

Spesialister innen design og organisering av varmekomplekser skiller mellom tre hovedtyper, som er forskjellige i implementeringsalgoritmen og effektiviteten. Hver av dem har sine egne fordeler, som manifesteres i spesifikke driftsforhold. Tilkobling skjer

Lateral

Det forutsetter at radiatoren er koblet til hovedledningen fra den ene siden. I dette tilfellet er vanninntaket plassert øverst, utløpet er nederst for å sikre mest mulig jevn oppvarming av seksjonene eller overflaten av panelet. Denne installasjonsmetoden anses å være effektiv, siden prosentandelen av avdekket varmevekslingsareal ikke er mer enn 10%. Som oftest utføres den serielle sidekoblingen av oppvarmingsbatterier i leiligheter i fleretasjes bygninger som er forbrukere av et sentralisert fellesnett.

Ofte suppleres en slik ordning med en bypass - et rør med mindre diameter som forbinder forsynings- og returledninger. Denne enheten suppleres med stengeventiler som kutter enheten fra systemet.

Diagonal

Lar deg maksimere varmeutvekslingsområdet til varmeren. Den resulterende kraften er en referanse og er angitt i passet for produktet. For å implementere dette tilkoblingsskjemaet, er det nødvendig å plassere inngangen til radiatoren øverst på den ene siden, utgangen nederst på den andre. På grunn av dette vil strømmen til arbeidsmediet jevnt passere gjennom alle interne kanaler.

Denne metoden er ideell for batterier med mange seksjoner. Det er den diagonale stroppen som gjør at du fullt ut kan forstå fordelene som seriekoblingen til radiatorer gir.

Blant manglene er det verdt å fremheve det

1. økte kostnader for byggematerialer sammenlignet med sideforbindelser
2. manglende evne til å skjule kommunikasjon i veggen eller gulvet
3. kompleksiteten i installasjonsarbeidet

Nedre

Den mest estetiske måten å integrere enheten i systemet er når både innløpet og utløpet av kjølevæsken er plassert i den nedre delen av huset fra forskjellige sider. I dette tilfellet er rørene ofte skjult under gulv og betongjern. I denne forbindelse er arrangementet av en slik ordning mulig på byggetrinnet og reparasjonen.

Hvis varmebatteriene er koblet i serie, er det mulig å miste opptil 15-20% av systemeffektiviteten nederst på tilkoblingen. Dette skyldes at det er noe problematisk for vann å stige gjennom de interne samlerne til den øvre delen av enhetens kropp. Som et resultat varmes det ikke opp noen områder.

Hvordan en kjemisk strømforsyning fungerer

Matkilder basert på kjemiske prosesser er primære og sekundære. Primære kilder består av faste elektroder og elektrolytter som forbinder dem kjemisk og elektrisk - flytende eller faste forbindelser. Komplekset av reaksjoner til hele enheten virker på en slik måte at den kjemiske ubalansen som ligger i den blir utladet, noe som fører til en viss balanse av komponenter. Energien som frigjøres i dette tilfellet i form av ladede partikler går ut og skaper en elektrisk spenning ved terminalene. Så lenge det ikke er utstrømning av ladede partikler utenfor, reduserer det elektriske feltet de kjemiske reaksjonene inne i kilden. Når du kobler til klemmene på kilden med noe elektrisk belastning, vil strømmen gå gjennom kretsen, og kjemiske reaksjoner vil gjenopptas med fornyet kraft, og tilføres igjen elektrisk spenning til terminalene.Dermed forblir spenningen ved kilden uendret, og avtar sakte, så lenge kjemisk ubalanse forblir i den. Dette kan observeres ved en langsom gradvis reduksjon i spenningen ved terminalene.

Dette kalles utslipp av en kjemisk kilde til elektrisitet. Opprinnelig ble et slikt kompleks funnet å reagere med to forskjellige metaller (kobber og sink) og en syre. I dette tilfellet ødelegges metaller i løpet av utslipp. Men så valgte de slike komponenter og deres interaksjon slik at hvis den etter å ha redusert spenningen ved terminalene som et resultat av utladning, blir den kunstig opprettholdt der, vil en elektrisk strøm strømme tilbake gjennom kilden, og kjemiske reaksjoner kan reversere igjen skape den forrige ikke-likevektstilstanden i komplekset.

Kilder av den første typen, der komponenter blir uopprettelig ødelagt, kalles primære eller galvaniske celler, etter oppdageren av slike prosesser, Luigi Galvani. Kilder av den andre typen, som under påvirkning av en ekstern spenning er i stand til å reversere hele mekanismen for kjemiske reaksjoner, og igjen vende tilbake til en ikke-likevektstilstand inne i kilden, kalles kilder av den andre typen, eller elektriske akkumulatorer. Fra ordet "akkumuler" - å tykne, å samle. Og deres hovedtrekk, nettopp beskrevet, kalles lading.

Imidlertid, med batterier, er ting ikke så enkelt.

Flere slike kjemiske mekanismer er funnet. Med forskjellige stoffer involvert i dem. Derfor er det flere typer batterier. Og de oppfører seg annerledes, lader og utlades. Og i noen tilfeller oppstår fenomener som er veldig kjent for folk som håndterer dem.

Og praktisk talt alle takler dem. Batterier, som autonome energikilder, brukes overalt, i et bredt utvalg av enheter. Fra små armbåndsur til kjøretøy i forskjellige størrelser: biler, trolleybusser, diesellokomotiver, motorskip.

Retningslinjer for batteridesign

• Når de er koblet i serie og parallelt, må alle batterier være av samme type, alder og fra samme produsent. Batterikapasiteten når den er seriekoblet må være den samme. Parallelt kan batterier med ulik kapasitet kobles til hverandre.
• Hvis ett batteri svikter når det er koblet i serie, må alle batteriene i batteriet byttes ut. Hvis ett batteri svikter når det er koblet parallelt, fjernes det, og de resterende brukes til de er oppbrukt. Batteriene byttes deretter ut.

Ikke varm opp batteriene for å unngå for tidlig aldring. Hver 6 ° C stiger over 20 ° C reduserer levetiden med halvparten. Installer batterier på et godt ventilert, kjølig sted og la det være et luftrom mellom dem for å stimulere til varmegenerering.

• Ikke øk batterikapasiteten med batterier installert i et annet rom. Batterier plassert på forskjellige steder vil fungere ved forskjellige omgivelsestemperaturer og lades ikke ut og lades jevnt. Dette vil ytterligere øke temperaturforskjellen og føre til for tidlig aldring og batterisvikt. Hvis batteriene blir ladet eller utladet med høy strøm, kan det oppstå termisk rømning og eksplosjon.

  
  Koble laderen til et batteri med parallellkoblede batterier.

• Hvis batteriladings- eller utladningsstrømmen er 200 A ved 12 V (100 A ved 24 V) over en lengre periode, genereres betydelig varme. Bruk tvungen ventilasjon for å spre den.For å gjøre dette, installer en brannsikker vifte i luftinntaket til batterirommet. Innløpsviften reduserer risikoen for antenning av hydrogen som genereres av batteriene. (Noen standarder krever tvungen luftventilasjon når som helst batterier kobles til en lader med en effekt som er større enn 2 kW, dvs. 167 ampere ved 12 volt eller 83 ampere ved 24 volt).
• Spenningsregulatoren til enhver kraftig lader må ha en temperatursensor som reduserer ladespenningen når batteriene blir oppvarmet.
• Batterier med stor kapasitet med høye ladnings- og utladningsstrømmer installeres kun i boliger i lukkede beholdere med utlufting.

Noen funksjoner i batterier

Det klassiske batteriet er et bilsulfatbatteri. Den produseres i form av akkumulatorer som er seriekoblet til batteriet. Dens bruk og lading / utlading er velkjent. Farlige faktorer i dem er etsende svovelsyre, som har en konsentrasjon på 25-30%, og gasser - hydrogen og oksygen - som frigjøres når ladingen fortsetter etter at den er kjemisk ferdig. En blanding av gasser som skyldes dissosiasjon av vann er nettopp den velkjente eksplosive gassen, der hydrogen er nøyaktig dobbelt så mye som oksygen. En slik blanding eksploderer ved enhver anledning - en gnist, et sterkt slag.

Batterier til moderne utstyr - mobiltelefoner, datamaskiner - er laget i miniatyrdesign; ladere av forskjellige design produseres for å lade dem. Mange av dem inneholder kontrollkretser som lar deg spore slutten av ladeprosessen eller lade alle elementene på en balansert måte, det vil si å koble fra de som allerede er ladet fra enheten.

De fleste av disse batteriene er ganske trygge, og feil utlading / lading kan bare skade dem ("minneeffekt").

Dette gjelder alle, unntatt batterier basert på metallet Li - litium. Det er bedre å ikke eksperimentere med dem, men å lade bare på ladere som er spesielt designet for det og bare arbeide med dem i henhold til instruksjonene.

Årsaken er at litium er veldig aktivt. Det er det tredje elementet i det periodiske systemet etter hydrogen, et metall som er mer aktivt enn natrium.

Når du arbeider med litiumion og andre batterier basert på den, kan litiummetall gradvis falle ut av elektrolytten og en gang kortslutte inne i cellen. Fra dette kan det ta fyr, noe som vil føre til katastrofe. Siden det IKKE kan betales av. Det brenner uten oksygen når det reagerer med vann. I dette tilfellet frigjøres en stor mengde varme, og andre stoffer tilsettes forbrenningen.

Det er kjente hendelser med brann i mobiltelefoner med litiumionbatterier.

Imidlertid går ingeniørtanken fremover og skaper stadig flere nye ladbare celler basert på litium: litiumpolymer, litiumnanotråd. Prøver å overvinne ulempene. Og de er veldig gode som batterier. Men ... borte fra synd, er det bedre å ikke gjøre med dem de enkle handlingene som er beskrevet nedenfor.

Velge koblingsskjema for oppvarming av batterier

Når valget av type varmekjele er fullført, bestemmes tilkoblingsskjemaet til varmebatteriene i huset. Det kan være ettrør eller torør.
Selve tilkoblingen av radiatorene gjøres på en av tre måter:

• bunn;
• lateral;
• diagonalt.

Hvis det ble planlagt enveisrør når du bestemmer hvordan du skal koble til oppvarmingsbatteriet, bør antall seksjoner på en enhet ikke overstige 12 for tyngdekraftvarmenett og 24 for systemer utstyrt med en sirkulasjonspumpe.

Hvis det er nødvendig å installere et større antall seksjoner, er det nødvendig å bruke en allsidig rørledning til varmeapparatene. Når du installerer varmeenheter, bør du ikke glemme gjennomstrømningen av rett rør og returrør, som avhenger av diameter og ruhetskoeffisient.

Effektiv varmeoverføring kan oppnås under forutsetning av optimal plassering av batteriene, eller rettere sagt, mens man observerer installasjonsavstanden til enhetene i forhold til vegger, gulv, vindu og vinduskarm.
Installasjonsinstruksjoner og hvordan du kobler til en radiator, gir følgende standarder:

• enheten skal være i en avstand på 10 - 12 centimeter fra gulvet;
• den skal ikke installeres nærmere 8-10 centimeter til vinduskarmen;
• bakpanelet bør ikke plasseres nærmere enn 2 centimeter fra veggen;
• når du installerer batterier, er det nødvendig å sørge for justering av graden av oppvarming, både i manuell og automatisk modus. For dette kjøpes spesielle termostater (mer detaljert: "Kontrollventiler for radiatorer, ventilinstallasjon");
• for å reparere eller bytte ut radiatoren, skal det være gitt ventiler, ventiler og manuelle kraner. De vil tillate deg å koble produktet fra varmesystemet;
• du må sette Mayevsky-kraner på enhetene, for eksempel på bildet. Med deres hjelp blir luft fanget i systemet fjernet.

Seriekobling av kilder

Dette er et velkjent batteri av celler, "bokser". Konsekvent - dette betyr at pluss av det første blir brakt ut - det vil være en positiv terminal på hele batteriet, og minus er koblet til pluss av det andre. Minusen av det andre er med pluss for det tredje. Og så videre til det siste. Minusen av den nest siste er koblet til pluss, og minus blir hentet ut - den andre batteripolen.

Når batteriene er koblet i serie, tilsettes spenningen til alle cellene, og ved utgangen - pluss og minus polene på batteriet - vil summen av spenningene bli oppnådd.

For eksempel gir et bilbatteri, som har omtrent 2,14 volt i hver ladede bank, totalt 12,84 volt av seks bokser. 12 slike bokser (batteri for dieselmotorer) vil gi 24 volt.

Og kapasiteten til en slik forbindelse forblir lik kapasiteten til en boks. Siden utgangsspenningen er høyere, vil lastens nominelle effekt øke og strømforbruket vil bli raskere. Det vil si at alle vil bli utskrevet samtidig som ett element.

Seriekobling av batterier

Disse batteriene lades også i serie. Pluss på forsyningsspenningen er koblet til pluss, minus til minus. For normal lading er det nødvendig at alle bankene er like i parametere, fra samme batch og like utladet.

Ellers, hvis de lades ut litt annerledes, vil en når ladingen fullføres før de andre, og han vil begynne å lade. Og det kan ende dårlig for ham. Det samme vil bli observert med forskjellige kapasiteter av elementene, som strengt tatt er de samme.

Seriekoblingen av batterier ble prøvd helt fra begynnelsen, nesten samtidig med oppfinnelsen av elektrokjemiske celler. Alessandro Volta skapte sin berømte voltaiske søyle fra sirkler av to metaller - kobber og sink, som han flyttet med kluter dynket i syre. Konstruksjonen viste seg å være en vellykket oppfinnelse, praktisk og til og med ga en spenning som var ganske tilstrekkelig for de daværende eksperimentene i studiet av elektrisitet - den nådde 120 V - og ble en pålitelig energikilde.

Sikkerhetsteknikk

• bruk dielektriske hansker;
• ikke berør terminalene med bare hender;
• batteriene må kobles fra lasten;
• bruke verktøy med isolerte håndtak;
• sjekk terminalene og tilkoblingsstiftene før du kobler til;
• ikke bruk batterier med forskjellige parametere og grad av slitasje;
• vær forsiktig med polaritet;
• bruk egnede ledninger for tilkoblingen;
• isoler enheten mot fuktighet

MERK FØLGENDE! Det viktigste er å beskytte deg mot elektrisk støt.

Byttefeil og deres konsekvenser

Byttefeil kan deles inn i feil i selve forbindelsen (blandet sammen pluss og minus) og feil valg av batterier og tilkoblingsledninger.

Parallell tilkobling av batterier

Med en parallell tilkobling av strømforsyninger, må alle plussene være koblet til en, og skape en positiv pol på batteriet, alle minusene til den andre, og skape et minus på batteriet.

Batteridel

Parallell forbindelse

Med en slik forbindelse bør spenningen, som vi ser, være den samme på alle elementer. Men hva er det? Hvis batteriene har forskjellige spenninger før tilkobling, så umiddelbart etter tilkobling, vil prosessen med "utjevning" umiddelbart begynne. Disse elementene med lavere spenning vil begynne å lade veldig intensivt, og trekke energi fra de med høyere spenning. Og det er bra hvis forskjellen i spenning forklares med den forskjellige utladningsgraden til de samme elementene. Men hvis de er forskjellige, med forskjellige spenningsgrader, vil en opplading begynne med alle de følgende sjarmene: oppvarming av det ladede elementet, koking av elektrolytten, tap av metall av elektrodene og så videre. Derfor, før du kobler elementene til hverandre i et parallelt batteri, er det nødvendig å måle spenningen på hver av dem med et voltmeter for å sikre at den kommende operasjonen er trygg.

Som vi kan se, er begge metodene ganske levedyktige - både parallell og seriell tilkobling av batterier. I hverdagen har vi nok av de elementene som er inkludert i gadgetene eller kameraene våre: ett batteri, eller to eller fire. De er koblet sammen slik det er definert av designet, og vi tenker ikke en gang på om dette er en parallell eller seriell forbindelse.

Men når det i teknisk praksis er nødvendig å umiddelbart gi en stor spenning, og til og med for en lang periode, er store felt med akkumulatorer bygget i lokalene.

For eksempel, for nødstrømforsyning til en radiorelékommunikasjonsstasjon med en spenning på 220 volt i løpet av den perioden en eventuell feil i strømkretsen må elimineres, tar det 3 timer ... Det er mange batterier.

Lignende artikler:

• Måter å konvertere 220 volt til 380
• Beregning av spenningstap i kabelen
• Arbeide med et megohmmeter: hva er det til og hvordan du bruker det?

Faktorer som påvirker varmeeffektiviteten

Effektiviteten til oppvarmingsstrukturen avhenger av flere faktorer:

1. Oppsett av varmesystemelementer
   ... Graden og ensartetheten av oppvarming av rommet avhenger av riktigheten av dette arbeidet, og følgelig hvor mye penger som brukes på oppvarming av et hus eller en leilighet.
2. Valg av varmeutstyr
   ... Alt som trengs for å lage et varmesystem anskaffes på grunnlag av en profesjonelt utført beregning av tekniske og økonomiske indikatorer. Faktum er at avgjørelsen om hvordan du skal koble til varmeovner og valg av riktig utstyr, bidrar til å oppnå maksimal varmeoverføring med minimum drivstofforbruk.