Varför ansluta batterier
Ett batteri, som en kondensator, kan lagra energi. Till skillnad från ett enkelt galvaniskt batteri, där kemiska reaktioner som genererar elektricitet är irreversibla, kan batteriet laddas. På så sätt skiljs jonerna från varandra och batteriets interna kemi laddas som en fjäder. Därefter kommer dessa joner, på grund av den "laddade" kemiska processen, att donera sina extra elektroner till den elektriska kretsen och själva sträva tillbaka till neutraliteten hos den sura elektrolyten.
Allt är bra, bara mängden energi från batteriet som det kan generera efter full laddning beror på dess totala massa. Och vikten beror på prestanda - det finns standarder och batterier tillverkas enligt dessa standarder. Det är bra när elförbrukningen är standardiserad på samma sätt. Till exempel när du har en bil som tar en viss mängd el för att starta motorn. Tja, för deras andra behov - mata automaten på parkeringen, driva lås med stöldskydd etc. Batteristandarder och är utformade för att driva olika typer av fordon.
Och i andra områden där en stabil konstant spänning krävs, är efterfrågan på effektparametrar mycket bredare och mer varierad. Därför, med samma typ och strikt identiska batterier, kan du tänka på att använda dem i olika kombinationer och mer effektiva laddningsmetoder än det är banalt att ladda dem alla i tur och ordning.
Ansluta nätaggregat
Liksom laster, till exempel glödlampor, kan batterier anslutas både parallellt och i serie.
Samtidigt, som man omedelbart kan misstänka, måste något sammanfattas. När motstånden är seriekopplade summeras deras motstånd, strömmen på dem kommer att minska, men genom var och en av dem kommer det att gå detsamma. På samma sätt kommer strömmen att flöda densamma genom batteriets seriella anslutning. Och eftersom det finns fler av dem kommer spänningen vid batteriutgångarna att öka. Följaktligen, med en konstant belastning, kommer en större ström att strömma, vilket kommer att använda hela batteriets kapacitet samtidigt som kapaciteten för ett batteri som är anslutet till denna belastning.
Parallell anslutning av belastningar leder till en ökning av den totala strömmen, medan spänningen över vart och ett av motstånden kommer att vara densamma. Detsamma gäller för batterier: spänningen vid en parallellanslutning kommer att vara densamma som för en källa, och strömmen kan tillsammans ge mer. Eller om lasten förblir vad den var, kommer de att kunna förse den med ström så länge deras totala kapacitet har ökat.
Nu när vi har konstaterat att det är möjligt att ansluta batterierna parallellt och i serie kommer vi att överväga mer detaljerat hur detta fungerar.
Enrörsanslutning av värmeelement
Ett rörs anslutningsdiagram för kylare är det enklaste. Kylvätskan levereras och tas bort i samma rör. Men installationens lätthet kompenseras av bristerna i ett sådant system - alla radiatorer i nätverket värms upp ojämnt, den första av dem får mer värme, den sista mindre. Temperaturskillnaden på radiatorerna i olika ändar av nätverket kan vara ganska märkbar och nå tio grader.
Av denna anledning används enrörsanslutning av värmeelement bäst på gjutjärnsbatterier. När du installerar radiatorer av aluminium eller bimetall ökar temperaturskillnaden.
Bristen på systemet kan delvis korrigeras genom att installera en bypass som överför kylvätskan från det övre tilloppsröret till det nedre utloppsröret. En ventil eller termostat är placerad mellan kylarinloppet och bypass för automatiseringskontroll.
Hur en kemisk strömförsörjning fungerar
Livsmedelskällor baserade på kemiska processer är primära och sekundära. Primära källor består av fasta elektroder och elektrolyter som förbinder dem kemiskt och elektriskt - flytande eller fasta föreningar. Reaktionskomplexet i hela enheten fungerar på ett sådant sätt att den kemiska obalansen som finns i den släpps ut, vilket leder till en viss balans av komponenter. Den energi som frigörs i detta fall i form av laddade partiklar slocknar och skapar en elektrisk spänning vid terminalerna. Så länge det inte finns något utflöde av laddade partiklar utanför, saktar det elektriska fältet ner de kemiska reaktionerna inuti källan. När du ansluter källans terminaler med en viss elektrisk belastning kommer strömmen att gå genom kretsen, och kemiska reaktioner kommer att återupptas med förnyad kraft och återigen leverera elektrisk spänning till terminalerna. Således förblir spänningen vid källan oförändrad och minskar långsamt så länge kemisk obalans kvarstår i den. Detta kan observeras genom en långsam, gradvis minskning av spänningen över terminalerna.
Detta kallas urladdning av en kemisk energikälla. Ursprungligen visade sig ett sådant komplex reagera med två olika metaller (koppar och zink) och en syra. I detta fall förstörs metaller under urladdningsprocessen. Men sedan valde de sådana komponenter och deras interaktion så att den, efter att ha minskat spänningen vid terminalerna som ett resultat av urladdning, upprätthålls den där, kommer en elektrisk ström att strömma tillbaka genom källan och kemiska reaktioner kan återvända skapa det tidigare icke-jämviktstillståndet i komplexet.
Källor av den första typen, där komponenter oåterkalleligt förstörs, kallas primära eller galvaniska celler, efter upptäckten av sådana processer, Luigi Galvani. Källor av den andra typen, som, under inverkan av en extern spänning, kan vända hela mekanismen för kemiska reaktioner och återigen återgå till ett icke-jämviktstillstånd inuti källan, kallas källor av den andra typen eller elektriska ackumulatorer. Från ordet "ackumulera" - att tjockna, att samla. Och deras huvudsakliga funktion, precis beskriven, kallas laddning.
Men med batterier är det inte så enkelt.
Flera sådana kemiska mekanismer har hittats. Med olika ämnen inblandade i dem. Därför finns det flera typer av batterier. Och de beter sig annorlunda, laddar och lossar. Och i vissa fall uppstår fenomen som är mycket välkända för människor som hanterar dem.
Och praktiskt taget alla hanterar dem. Batterier, som autonoma energikällor, används överallt, i en mängd olika enheter. Från små armbandsur till fordon i olika storlekar: bilar, trolleybussar, diesellok, motorfartyg.
Vissa funktioner i batterier
Det klassiska batteriet är ett bilbly-sulfatbatteri. Den produceras i form av ackumulatorer som är seriekopplade till batteriet. Dess användning och laddning / urladdning är välkänd. Farliga faktorer i dem är frätande svavelsyra, som har en koncentration på 25-30%, och gaser - väte och syre - som frigörs när laddningen fortsätter efter att den är kemiskt klar. En blandning av gaser som härrör från dissociation av vatten är just den välkända explosiva gasen, där väte är exakt dubbelt så mycket som syre. En sådan blandning exploderar vid varje tillfälle - en gnista, ett starkt slag.
Batterier för modern utrustning - mobiltelefoner, datorer - är gjorda i miniatyrdesign; laddare av olika mönster tillverkas för laddning. Många av dem innehåller kontrollkretsar som låter dig spåra slutet av laddningsprocessen eller ladda alla element på ett balanserat sätt, det vill säga koppla bort de som redan har laddats från enheten.
De flesta av dessa batterier är ganska säkra och felaktig urladdning / laddning kan bara skada dem ("minneseffekt").
Detta gäller alla utom batterier baserade på metall litium. Det är bättre att inte experimentera med dem, utan bara ladda på laddare som är speciellt utformade för det och bara arbeta med dem enligt instruktionerna.
Anledningen är att litium är mycket aktivt. Det är det tredje elementet i det periodiska systemet efter väte, en metall som är mer aktiv än natrium.
När du arbetar med litiumjon och andra batterier baserade på den kan litiummetall gradvis falla ut ur elektrolyten och en gång göra en kortslutning inuti cellen. Från detta kan det ta eld, vilket kommer att leda till katastrof. Eftersom det INTE kan betalas av. Det brinner utan syre när det reagerar med vatten. I detta fall frigörs en stor mängd värme och andra ämnen tillsätts förbränningen.
Det finns kända brandincidenter i mobiltelefoner med litiumjonbatterier.
Ingenjörstanken går dock framåt och skapar fler och fler nya laddningsbara celler baserade på litium: litium-polymer, litium-nanotråd. Försöker övervinna nackdelarna. Och de är mycket bra som batterier. Men ... borta från synd, är det bättre att inte göra med dem de enkla handlingarna som beskrivs nedan.
Tvårörsanslutning av värmeelement
Tvårörssystem har två rörledningar i sin design - direkt och retur. Det kylda vattnet från kylaren återförs till pannan genom utloppsröret. Ett sådant värmesystem är mycket bekvämt eftersom det gör att du kan säkerställa enhetlig uppvärmning av alla radiatorer i nätverket och reglera deras effekt separat.
Tvårörssystem kan vara horisontella eller vertikala. I det horisontella utförs anslutningen med topp- eller bottenledningar. Vertikala system är praktiska i hus med varierande antal våningar.
Idag anses tvårörsanslutning av värmeradiatorer vara mer progressiv och bidrar till en ökad levnadskomfort för människor. Dessutom ger de en modernare inredning och är praktiska för dolda packningar.
Seriell anslutning av källor
Detta är ett välkänt batteri av celler, "burkar". Konsekvent - detta innebär att plus av den första tas ut - det kommer att finnas en positiv terminal på hela batteriet, och minus är ansluten till plus på den andra. Minus av den andra är med plus av den tredje. Och så till sist. Minuset av den näst sista är ansluten till dess plus, och dess minus tas ut - batteriets andra terminal.
När batterierna är anslutna i serie läggs spänningen till alla celler till och vid utgången - plus- och minuspolerna på batteriet - erhålls summan av spänningarna.
Till exempel ger ett bilbatteri, som har cirka 2,14 volt i varje laddad bank, totalt 12,84 volt av sex burkar. 12 sådana burkar (batteri för dieselmotorer) ger 24 volt.
Och kapaciteten hos en sådan anslutning förblir lika med kapaciteten hos en burk. Eftersom utspänningen är högre ökar lastens märkeffekt och strömförbrukningen blir snabbare. Det vill säga att alla kommer att släppas ut samtidigt som ett element.
Serieanslutning av batterier
Dessa batterier laddas också i serie. Matningsspänningens plus är ansluten till plus, minus till minus.För normal laddning är det nödvändigt att alla banker är desamma i parametrar, från samma sats och lika urladdade unisont.
Annars, om de laddas ur något annorlunda, kommer laddningen att slutföras före de andra när de laddas och han börjar ladda. Och det kan sluta dåligt för honom. Samma kommer att observeras med olika kapaciteter hos elementen, som strängt taget är desamma.
Seriekopplingen av batterier testades från början, nästan samtidigt med uppfinningen av elektrokemiska celler. Alessandro Volta skapade sin berömda voltaiska pelare från cirklar av två metaller - koppar och zink, som han flyttade med trasor indränkta i syra. Konstruktionen visade sig vara en framgångsrik uppfinning, praktisk och gav till och med en spänning som var tillräckligt för de då vågade experimenten i studien av el - den nådde 120 V - och blev en pålitlig energikälla.
Diagonal anslutning av värmeelement
Diagonal anslutning av batterier med en värmeledning
Diagonal anslutning av radiatorer är det mest effektiva alternativet för värmesystemets funktion. Med denna anslutning tillförs det heta kylmediet genom det övre röret på ena sidan av batteriet och det kylda vattnet återförs till stigaren genom det nedre röret på den andra sidan. En sådan anslutning ger maximal värmeöverföring från kylaren och rekommenderas för användning i förhållande till flersnittsstrukturer.
Bristen på den diagonala anslutningen av värmeelement har sin oattraktiva design. Utseendet på ett extra värmerör runt kylaren ser inte särskilt estetiskt ut, särskilt i kontors- och presentationsrummen. Oftast implementeras denna typ av anslutning i privat bostadsbyggande, där stor vikt läggs vid att öka värmesystemets effektivitet och designfrågor ges en sekundär roll.
Parallell anslutning av batterier
Med en parallellanslutning av strömförsörjningen måste alla plussignaler vara anslutna till en, vilket skapar en positiv pol på batteriet, alla minus till den andra, vilket skapar ett minus av batteriet.
Batteridel
Parallell anslutning
Med en sådan anslutning bör spänningen, som vi kan se, vara densamma på alla element. Men vad är det? Om batterierna har olika spänningar före anslutning, börjar omedelbart efter anslutning "utjämningsprocessen". De elementen med lägre spänning börjar ladda mycket intensivt och drar energi från dem med högre spänning. Och det är bra om skillnaden i spänningar förklaras av olika urladdningsgrad för samma element. Men om de är olika, med olika spänningsvärden, kommer en laddning att börja med alla efterföljande charmar: uppvärmning av det laddade elementet, kokning av elektrolyten, förlust av elektrodernas metall och så vidare. Innan du ansluter elementen till varandra i ett parallellt batteri är det därför nödvändigt att mäta spänningen på var och en med en voltmeter för att säkerställa säkerheten vid den kommande operationen.
Som vi kan se är båda metoderna ganska livskraftiga - både parallell och seriell anslutning av batterier. I vardagen har vi tillräckligt med de element som ingår i våra prylar eller kameror: ett batteri, eller två eller fyra. De är kopplade så som det definieras av designen, och vi tänker inte ens på om det här är en parallell eller seriell anslutning.
Men när det i teknisk praxis är nödvändigt att omedelbart tillhandahålla en stor spänning, och även under en lång period byggs stora fält med ackumulatorer i lokalen.
Till exempel, för nödströmförsörjning av en radioreläkommunikationsstation med en spänning på 220 volt under den period då eventuella fel i strömkretsen måste elimineras tar det 3 timmar ... Det finns många batterier.
Liknande artiklar:
- Metoder för omvandling av 220 volt till 380
- Beräkning av spänningsförluster i kabeln
- Arbeta med en megohmmeter: vad är det för och hur man använder det?
Bottenanslutning av värmeelement
Anslutning på nedre kylare
Ett sådant system för anslutning av värmeradiatorer anses vara det minst effektiva när det gäller värmeöverföring. Den termiska effekten hos radiatorer när den används minskar avsevärt och värmeförlusten når 10-15%. Av denna anledning undviks användning av radiatorer med bottenanslutning. Men i de fall där den estetiska sidan av frågan tilldelas en viktig roll i det inre av lokalerna, till exempel i lokalerna för företagskontor, är ett sådant system mycket bekvämt. Antingen vid installation av designradiatorer med komplexa former eller icke-standardplacering. Det döljer effektivt rörledningar, som oftast är maskerade med baseboards eller inbäddade i golvbeläggningen.
En sådan rörledning är motiverad när man använder bimetall- eller aluminiumstrålare, där den höga värmeledningsförmågan hos tillverkningsmaterialet hjälper till att minska värmeöverföringsförlusterna.
