Connexió de bateries en sèrie i paral·lela

Per què connectar les bateries?

Una bateria, com un condensador, pot emmagatzemar energia. A diferència d’una simple bateria galvànica, on les reaccions químiques que generen electricitat són irreversibles, es pot carregar la bateria. En fer-ho, els ions es divorcien entre ells i la química interna de la bateria es carrega com un moll. Posteriorment, aquests ions, a causa del procés químic "carregat", donaran els seus electrons addicionals al circuit elèctric, lluitant ells mateixos per tornar a la neutralitat de l'electròlit àcid.

Tot està bé, només la quantitat d'energia de la bateria que pot generar després d'una càrrega completa depèn de la seva massa total. I el pes depèn del rendiment: hi ha estàndards i les bateries es fabriquen segons aquests estàndards. És bo quan el consum d’electricitat està normalitzat de la mateixa manera. Per exemple, quan es té un cotxe que necessita una certa quantitat d’electricitat per engegar el motor. Bé, per a les seves altres necessitats: alimentar els automàtics al pàrquing, alimentar panys amb dispositius antirobatori, etc. Estàndard de bateria i està dissenyat per alimentar diversos tipus de vehicles.

I en altres zones on es requereix una tensió constant estable, la demanda de paràmetres de potència és molt més àmplia i variada. Per tant, tenint el mateix tipus i bateries estrictament idèntiques, podeu pensar en utilitzar-les en diferents combinacions i en mètodes de càrrega més eficients que no és normal carregar-los tots al seu torn.

Per què connectar diverses bateries?

Els principals motius pels quals les bateries es combinen en conjunts es poden resumir de la següent manera:

1. Reduïu les pèrdues òhmiques (o les pèrdues de calor durant la transmissió de potència) augmentant la resistència del sistema. La força i la resistència del corrent són inversament proporcionals entre si i, com més feble és el corrent, menor serà la pèrdua.
2. Muntar una bateria adequada per alimentar dispositius amb rangs de voltatge més alts.
3. Augmenteu la capacitat de la bateria.
4. Augmenteu tant la potència com la tensió.

En una paraula, creen una bateria que s’adapta a necessitats específiques. És més fàcil i còmode combinar les bateries disponibles que comprar dotzenes de bateries diferents. I en alguns casos és molt més barat.

REFERÈNCIA. L’electricitat que s’acumula a la bateria està formada per les energies dels elements constitutius. Per tant, amb connexions sèrie, paral·lela i combinada, serà el mateix si s’utilitzen els mateixos elements en la mateixa quantitat.

Connexió de fonts d'alimentació

Igual que les càrregues, per exemple, les bombetes, les bateries es poden connectar en paral·lel i en sèrie.

Al mateix temps, com es pot sospitar immediatament, cal resumir alguna cosa. Quan les resistències es connecten en sèrie, la seva resistència es resumeix, el corrent sobre elles disminuirà, però a través de cadascuna d'elles passarà igual. De la mateixa manera, el corrent fluirà igual a través de la connexió en sèrie de les bateries. I com que n’hi ha més, el voltatge a les sortides de la bateria augmentarà. En conseqüència, amb una càrrega constant, fluirà un corrent més gran, que consumirà la capacitat de tota la bateria al mateix temps que la capacitat d’una bateria connectada a aquesta càrrega.

La connexió paral·lela de càrregues condueix a un augment del corrent total, mentre que la tensió a través de cadascuna de les resistències serà la mateixa.El mateix passa amb les bateries: el voltatge d’una connexió paral·lela serà el mateix que el d’una font i el corrent pot donar més. O bé, si la càrrega continua sent la que era, podran subministrar-la amb corrent mentre augmenti la seva capacitat total.

Ara, un cop establert que és possible connectar les bateries en paral·lel i en sèrie, considerarem amb més detall com funciona.

Maneres de connectar dispositius

Els especialistes en el camp del disseny i organització de sistemes de calefacció distingeixen tres tipus principals, que difereixen en l’algorisme d’implementació i l’eficiència. Cadascun d’ells té els seus propis avantatges, que es manifesten en condicions de funcionament específiques. La connexió passa

Lateral

Suposa que el radiador està connectat a la línia principal per un costat. En aquest cas, l’entrada d’aigua es troba a la part superior, la sortida es troba a la part inferior per garantir un escalfament més uniforme de les seccions o de la superfície del panell. Aquest mètode d’instal·lació es considera eficaç, ja que el percentatge d’àrea d’intercanvi de calor descoberta no és superior al 10%. Molt sovint, la connexió serial de les bateries de calefacció es realitza en apartaments d’edificis de diversos pisos consumidors d’una xarxa comunitària centralitzada.

Sovint, aquest esquema es complementa amb una derivació: una canonada d’un diàmetre menor que connecta les línies de subministrament i de retorn. Aquest dispositiu es complementa amb vàlvules d’aturada que tallen el dispositiu del sistema.

Diagonal

Us permet maximitzar la zona d’intercanvi de calor de l’escalfador. La potència resultant és una referència i s’indica al passaport del producte. Per implementar aquest esquema de connexió, cal col·locar l’entrada del radiador a la part superior per un costat, la sortida a la part inferior per l’altre. A causa d'això, el flux del medi de treball passarà uniformement per tots els canals interns.

Aquest mètode és ideal per a bateries amb moltes seccions. És el fleix diagonal que permet adonar-se completament dels avantatges que proporciona la connexió en sèrie dels radiadors de calefacció.

Entre les seves mancances, cal destacar

1. augment dels costos de materials de construcció en comparació amb les connexions laterals
2. incapacitat per amagar comunicacions a la paret o al terra
3. la complexitat del treball d’instal·lació

Més baix

La forma més estètica d'integrar el dispositiu al sistema és quan tant l'entrada com la sortida del refrigerant es troben a la part inferior de la carcassa des de diferents costats. En aquest cas, les canonades s’amaguen sovint sota el paviment i la solera de formigó. En aquest sentit, l’arranjament d’aquest esquema és possible en la fase de construcció i reparació.

Si les bateries de calefacció estan connectades en sèrie, a la connexió inferior, és possible una pèrdua de fins al 15-20% de l'eficiència del sistema. Això es deu al fet que és una mica problemàtic que l'aigua pugi a través dels col·lectors interns fins a la part superior del cos del dispositiu. Com a resultat, algunes zones no escalfen prou.

Com funciona una font d'alimentació química

Les fonts alimentàries basades en processos químics són primàries i secundàries. Les fonts primàries consisteixen en elèctrodes i electròlits sòlids que els connecten químicament i elèctricament: compostos líquids o sòlids. El complex de reaccions de tota la unitat actua de manera que es descarrega el desequilibri químic inherent a ella, cosa que provoca un cert equilibri de components. L’energia alliberada en aquest cas en forma de partícules carregades s’apaga i crea una tensió elèctrica als terminals. Mentre no hi hagi cap sortida de partícules carregades a l’exterior, el camp elèctric alenteix les reaccions químiques a l’interior de la font. Quan connecteu els terminals de la font amb una mica de càrrega elèctrica, el corrent passarà pel circuit i les reaccions químiques es reprendran amb un vigor renovat, subministrant de nou tensió elèctrica als terminals.Per tant, la tensió a la font es manté inalterada, disminuint lentament, sempre que es mantingui un desequilibri químic. Això es pot observar mitjançant una disminució lenta i gradual de la tensió a través dels terminals.

Això s’anomena descàrrega d’una font química d’electricitat. Inicialment, es va trobar que aquest complex reaccionava amb dos metalls diferents (coure i zinc) i un àcid. En aquest cas, els metalls es destrueixen en el procés de descàrrega. Però després van seleccionar aquests components i la seva interacció de manera que si, després de reduir la tensió als terminals com a conseqüència de la descàrrega, es manté artificialment allà, llavors un corrent elèctric tornarà a fluir a través de la font i les reaccions químiques es poden revertir. creant l’estat de desequilibri anterior al complex.

Les fonts del primer tipus, en què els components són destruïts irremeiablement, s’anomenen cèl·lules primàries o galvàniques, després del descobridor d’aquests processos, Luigi Galvani. Les fonts del segon tipus, que, sota l’acció d’una tensió externa, són capaces d’invertir tot el mecanisme de les reaccions químiques, i tornar de nou a un estat de desequilibri dins de la font, s’anomenen fonts del segon tipus, o acumuladors elèctrics. De la paraula "acumular": espessir, recollir. I la seva característica principal, que s’acaba de descriure, s’anomena càrrega.

Tot i això, amb les bateries les coses no són tan senzilles.

S'han trobat diversos mecanismes químics d'aquest tipus. Amb diferents substàncies que hi intervenen. Per tant, hi ha diversos tipus de bateries. I es comporten de manera diferent, es carreguen i es descarreguen. I en alguns casos, sorgeixen fenòmens molt coneguts per les persones que s’hi ocupen.

I pràcticament tothom s’hi ocupa. Les bateries, com a fonts d’energia autònomes, s’utilitzen a tot arreu, en una gran varietat de dispositius. Des de petits rellotges de polsera fins a vehicles de diverses mides: cotxes, troleibusos, locomotores dièsel, vaixells a motor.

Directrius de disseny de bateries

• Quan es connecten en sèrie i en paral·lel, totes les bateries han de ser del mateix tipus, antiguitat i del mateix fabricant. La capacitat de les bateries quan es connecten en sèrie ha de ser la mateixa; en paral·lel, es poden connectar bateries de diferents capacitats entre si.
• Si, quan es connecta en sèrie, falla una bateria, cal substituir totes les bateries de la bateria. Si una bateria falla quan es connecta en paral·lel, es retira i les restants s’utilitzen fins que s’esgoten. Després es canvien les bateries.

Per evitar l'envelliment prematur, no escalfeu les piles. Cada pujada de 6 ° C per sobre de 20 ° C redueix la vida útil a la meitat. Instal·leu les bateries en un lloc fresc i ben ventilat i deixeu un espai d’aire entre elles per estimular la generació de calor.

• No augmenteu la capacitat de la bateria amb les bateries instal·lades en una altra habitació. Les bateries ubicades a diferents llocs funcionaran a diferents temperatures ambientals i no es descarregaran ni es carregaran de manera uniforme. Això augmentarà encara més la diferència de temperatura i provocarà un envelliment prematur i una fallada de la bateria. Si les bateries es carreguen o es descarreguen amb un alt corrent, es poden produir fugides tèrmiques i explosions.

  
  Connexió del carregador a una bateria de bateries connectades en paral·lel.

• Si el corrent de càrrega o descàrrega de la bateria és de 200 A a 12 V (100 A a 24 V) durant un període de temps prolongat, es genera calor significatiu. Utilitzeu ventilació forçada per dispersar-la.Per fer-ho, instal·leu un ventilador ignífug a l’entrada d’aire del compartiment de la bateria. El ventilador d’entrada redueix el risc d’encesa d’hidrogen generat per les bateries. (Alguns estàndards requereixen ventilació forçada de l'aire cada vegada que les bateries es connecten a un carregador amb una potència de sortida superior a 2 kW, és a dir, 167 amperes a 12 volts o 83 amperes a 24 volts).
• El regulador de tensió de qualsevol carregador potent ha de tenir un sensor de temperatura que redueixi la tensió de càrrega quan s’escalfen les bateries.
• Les bateries de gran capacitat amb grans corrents de càrrega i descàrrega s’instal·len als compartiments residencials només en contenidors tancats amb ventilació.

Algunes característiques de les bateries

La bateria clàssica és una bateria automàtica de sulfat de plom. Es produeix en forma d’acumuladors connectats en sèrie a la bateria. El seu ús i càrrega / descàrrega són ben coneguts. Els factors perillosos són l’àcid sulfúric corrosiu, que té una concentració del 25-30%, i els gasos (hidrogen i oxigen) que s’alliberen quan la càrrega continua després que s’acabi químicament. Una barreja de gasos resultant de la dissociació de l’aigua és precisament el conegut gas explosiu, on l’hidrogen és exactament el doble que l’oxigen. Aquesta mescla explota en qualsevol oportunitat: una espurna, un fort cop.

Les bateries per a equips moderns (telèfons mòbils, ordinadors) es fabriquen en un disseny en miniatura; es produeixen carregadors de diversos dissenys per carregar-los. Molts d’ells contenen circuits de control que permeten fer un seguiment del final del procés de càrrega o carregar tots els elements de manera equilibrada, és a dir, desconnectant els que ja s’han carregat del dispositiu.

La majoria d’aquestes bateries són força segures i la descàrrega / càrrega inadequada només pot danyar-les (“efecte memòria”).

Això s'aplica a tots, excepte a les bateries basades en el metall de liti-liti. És millor no experimentar amb ells, sinó carregar-los només amb carregadors especialment dissenyats per a això i treballar-hi només segons les instruccions.

La raó és que el liti és molt actiu. És el tercer element de la taula periòdica després de l’hidrogen, un metall més actiu que el sodi.

Quan es treballa amb ions de liti i altres bateries basades en ell, el liti metàl·lic pot caure gradualment de l’electròlit i fer un curtcircuit a l’interior de la cel·la. A partir d’això es pot incendiar, cosa que provocarà un desastre. Com que NO ES POT pagar. Es crema sense oxigen, quan reacciona amb l’aigua. En aquest cas, s’allibera una gran quantitat de calor i s’afegeixen altres substàncies a la combustió.

Es coneixen incidents d'incendi en telèfons mòbils amb bateries de ions de liti.

No obstant això, el pensament de l’enginyeria avança, creant cada vegada més cèl·lules carregables basades en el liti: liti-polímer, liti-nanofil. Intentar superar els desavantatges. I són molt bones com a bateries. Però ... lluny del pecat, és millor no fer amb elles aquelles accions simples que es descriuen a continuació.

Escollir un diagrama de connexió per escalfar bateries

Quan es completa l'elecció del tipus de caldera de calefacció, es determina l'esquema de connexió de les bateries de calefacció de la casa. Pot ser d’un tub o de dos tubs.
La connexió mateixa dels radiadors es fa de tres maneres:

• inferior;
• lateral;
• diagonal.

Si, a l’hora de decidir com connectar la bateria de calefacció, es preveia una canonada unidireccional, el nombre de seccions d’un dispositiu no hauria de ser superior a 12 per a xarxes de calefacció gravitatòria i 24 per a sistemes equipats amb una bomba de circulació.

Si és necessari instal·lar un nombre més gran de seccions, haureu d’utilitzar una canonada versàtil als radiadors de calefacció. Quan s’instal·len dispositius de calefacció, no s’ha d’oblidar del rendiment de la canonada recta i la de retorn, que depèn del seu diàmetre i del seu coeficient de rugositat.

Es pot aconseguir una transferència de calor efectiva amb la condició d’ubicació òptima de les bateries, o millor dit, tot observant la distància d’instal·lació dels dispositius en relació amb les parets, el terra, la finestra i l’ampit de la finestra.
Les instruccions d’instal·lació i la manera de connectar correctament un radiador de calefacció preveuen les normes següents:

• el dispositiu ha d’estar a una distància de 10 a 12 centímetres del terra;
• no s'ha d'instal·lar a menys de 8-10 centímetres del davall de la finestra;
• el tauler posterior no s’ha de col·locar a més de 2 centímetres de la paret;
• a l’hora d’instal·lar bateries, cal preveure la regulació del grau de calefacció, tant en mode manual com automàtic. Per a això, es compren termòstats especials (amb més detall: "Vàlvules de control per a calefacció de radiadors, instal·lació de vàlvules");
• per tal de reparar o substituir el radiador, s'han de proporcionar vàlvules, vàlvules i aixetes manuals. Us permetran desconnectar el producte del sistema de calefacció;
• heu de posar claus de Mayevsky als dispositius, com ara a la foto. Amb la seva ajuda, s’elimina l’aire atrapat al sistema.

Connexió en sèrie de fonts

Es tracta d’una coneguda bateria de cel·les, “llaunes”. De manera coherent (això significa que es treu el plus de la primera), hi haurà un terminal positiu de tota la bateria i el menys està connectat al plus de la segona. El menys del segon és amb el plus del tercer. I així fins a l'últim. El menys del penúltim està connectat al seu avantatge i es treu el segon, el segon terminal de la bateria.

Quan les bateries es connecten en sèrie, s’afegeix el voltatge de totes les cel·les i a la sortida (els terminals més i menys de la bateria) s’obtindrà la suma de les tensions.

Per exemple, una bateria de cotxe, que té uns 2,14 volts a cada banc carregat, dóna un total de 12,84 volts de sis llaunes. 12 llaunes d’aquest tipus (bateria per a motors dièsel) donaran 24 volts.

I la capacitat d’aquest compost roman igual a la capacitat d’una llauna. Com que el voltatge de sortida és més alt, la potència nominal de la càrrega augmentarà i el consum d'energia serà més ràpid. És a dir, tothom es descarregarà alhora alhora com un element.

Connexió en sèrie de bateries

Aquestes bateries també es carreguen en sèrie. El plus de la tensió d’alimentació està connectat al plus, el menys al menys. Per a la càrrega normal, és necessari que tots els bancs siguin iguals en paràmetres, del mateix lot i igualment descarregats a l'uníson.

En cas contrari, si es descarreguen lleugerament de manera diferent, al carregar-se, un acabarà de carregar-se abans que els altres i començarà a carregar-se. I això podria acabar malament per a ell. S’observarà el mateix amb diferents capacitats dels elements, que, en sentit estricte, són iguals.

La connexió en sèrie de bateries es va provar des del principi, gairebé simultàniament a la invenció de cèl·lules electroquímiques. Alessandro Volta va crear el seu famós pilar voltaic a partir de cercles de dos metalls: coure i zinc, que va moure amb draps amarats d’àcid. La construcció va resultar ser un invent reeixit, pràctic, i fins i tot va donar un voltatge que era bastant suficient per als atrevits experiments de llavors en l’estudi de l’electricitat (va arribar als 120 V) i es va convertir en una font d’energia fiable.

Enginyeria de seguretat

• utilitzar guants dielèctrics;
• no toqueu els terminals amb les mans nues;
• les bateries s'han de desconnectar de les càrregues;
• utilitzar eines amb nanses aïllades;
• comproveu els terminals i els pins de connexió abans de connectar-vos;
• no utilitzeu bateries amb paràmetres i graus de desgast diferents;
• vés amb compte amb la polaritat;
• utilitzar cables adequats per a la connexió;
• aïllar el conjunt de la humitat

ATENCIÓ! El més important és protegir-se de les descàrregues elèctriques.

Errors de commutació i les seves conseqüències

Els errors de commutació es poden dividir en errors de connexió en si (barrejats més i menys) i una elecció incorrecta de bateries i cables de connexió.

Connexió paral·lela de bateries

Amb una connexió paral·lela de fonts d’alimentació, tots els avantatges s’han de connectar a una, creant un pol positiu de la bateria, tots els menys a l’altre, creant un menys de la bateria.

Part de la bateria

Connexió paral·lela

Amb aquesta connexió, el voltatge, com podem veure, hauria de ser el mateix en tots els elements. Però, què és? Si les bateries tenen tensions diferents abans de la connexió, immediatament després de la connexió, començarà immediatament el procés d'equalització. Aquells elements amb un voltatge més baix començaran a recarregar-se molt intensament, traient energia dels que tenen un voltatge més alt. I és bo si la diferència de tensions s’explica pel diferent grau de descàrrega dels mateixos elements. Però si són diferents, amb diferents tensions nominals, començarà una recàrrega, amb tots els encants següents: escalfament de l’element carregat, ebullició de l’electròlit, pèrdua del metall dels elèctrodes, etc. Per tant, abans de connectar els elements entre si en una bateria paral·lela, cal mesurar el voltatge de cadascun d’ells amb un voltímetre per assegurar-se que la propera operació sigui segura.

Com podem veure, tots dos mètodes són bastant viables, tant en connexió paral·lela com en sèrie de bateries. A la vida quotidiana, tenim prou d’aquests elements que s’inclouen als nostres aparells o càmeres: una bateria, dues o quatre. Estan connectats de la manera que el defineix el disseny i ni tan sols pensem en si es tracta d’una connexió en paral·lel o en sèrie.

Però quan a la pràctica tècnica és necessari subministrar immediatament una gran tensió, i fins i tot durant un llarg període, es construeixen enormes camps d’acumuladors a les instal·lacions.

Per exemple, per a l’alimentació d’emergència d’una estació de comunicació de relé de ràdio amb una tensió de 220 volts durant el període en què s’ha d’eliminar qualsevol avaria al circuit d’alimentació, es triga 3 hores ... Hi ha moltes bateries.

Articles similars:

• Mètodes per convertir 220 volts a 380
• Càlcul de pèrdues de tensió al cable
• Treballar amb un megohmmeter: per a què serveix i com utilitzar-lo?

Factors que afecten l'eficiència de la calefacció

L'eficiència de l'estructura de calefacció depèn de diversos factors:

1. Disposició dels elements del sistema de calefacció
   ... El grau i la uniformitat de la calefacció de l'habitació i, en conseqüència, la quantitat de diners gastats en la calefacció d'una casa o apartament depèn de la correcció d'aquest treball.
2. Selecció d'equips de calefacció
   ... Tot el necessari per crear un sistema de calefacció s’adquireix a partir d’un càlcul realitzat professionalment d’indicadors tècnics i financers. El fet és que la decisió sobre com connectar adequadament els radiadors de calefacció i l’elecció de l’equip adequat contribueix a assolir la màxima transferència de calor amb un mínim consum de combustible.