مقالات

باتری های سری و باتری های موازی

باتری های سری و باتری های موازی

باتری های سری و باتری های موازی

باتری های سری و باتری های موازی باتری یک عنصر الکتریکی است که پتانسیل الکتریکی به دلیل واکنش شیمیایی در آن تولید می شود. هر واکنش الکتروشیمیایی محدودیت تولید پتانسیل الکتریکی بین دو الکترود را دارد.

سلولهای باتری آنهایی هستند که این واکنشهای الکترو شیمیایی برای ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی محدود در داخل آنها رخ می دهد. برای دستیابی به اختلاف پتانسیل الکتریکی مورد نظر در ترمینال های باتری ، تعداد زیادی سلول به صورت سری متصل می شوند. از این رو می توان چنین نتیجه گرفت ، یک باتری ترکیبی از چندین سلول است که یک سلول واحد باتری است. به عنوان مثال ، سلولهای باتری نیکل-کادمیوم به طور معمول حدود ۱٫۲ ولت در هر سلول تولید می کنند در حالی که باتری اسیدی حدود ۲ ولت در هر سلول تولید می کند. بنابراین یک باتری ۱۲ ولت دارای ۶ سلول است که به صورت سری متصل می شوند.

EMF باتری

اگر کسی تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو ترمینال باتری را در هنگام متصل نبودن بار به باتری اندازه گیری کند ، هنگامی که جریانی از آن عبور نکند ، ولتاژی ایجاد شده در باتری را اندازه گیری می کند. این ولتاژ معمولاً به عنوان نیروی  محرکه الکتریکی یا  emf باطری گفته می شود. ولتاژ بدون بار باتری نیز گفته می شود.

ولتاژ ترمینال باتری

ولتاژ ترمینال باتری تفاوت ولتاژ در ترمینالهای آن هنگام عبور جریان از آن است. در واقع هنگامی که بار به باتری وصل می شود ، جریان بار از طریق آن جریان می یابد. از آنجا که باتری یک وسیله الکتریکی است ، باید مقداری مقاومت الکتریکی در داخل آن داشته باشد. به دلیل این مقاومت داخلی باتری ، افت ولتاژ زیادی در آن مشاهده خواهید کرد. بنابراین ، اگر کسی ولتاژ ترمینال بار یعنی ولتاژ ترمینال باتری را هنگام اتصال بار اندازه گیری کند ، ولتاژ کمتری از emf باتری را به خاطر افت ولتاژ داخلی باتری دریافت می کند.

اگر E ولتاژ emf یا بدون بار باتری باشد و V ولتاژ ترمینال ولتاژ بار باتری است ،

E – V  = افت ولتاژ داخلی باتری.

طبق قانون اهم ، این افت ولتاژ داخلی چیزی نیست جز محصول مقاومت الکتریکی ارائه شده توسط باتری که جریان از طریق آن عبور می یابد.

مقاومت داخلی باتری

به طور کلی مقاومتی که در برابر جریان از باتری از ترمینال منفی به ترمینال مثبت سرازیر می شود ، به مقاومت داخلی باتری معروف است.

باتری های سری موازی

سلولهای باتری را می توان به صورت سری ، به صورت موازی و همچنین مخلوطی از سری و موازی وصل کرد.

باتری های سری

هنگامی که در یک باتری ، ترمینال مثبت یک سلول با ترمینال منفی سلول بعدی متصل می شود ، گفته می شود که به صورت سری متصل هستند یا به سادگی باتری هاسری هستند. در اینجا ، emf باتری به طور کلی مجموع تمام سلولهای جداگانه متصل به صورت سری است. اما جریان تخلیه کلی باتری از جریان تخلیه شده سلول های انفرادی تجاوز نمی کند.

انواع باتری

اگر E ، emf کلی باتری با تعداد n سلول و E1 ، E2 ، E3 ، En…………… ، EMF جداگانه هر سلول باشد

به همین ترتیب ، اگر r1، r2، r3، ……………  rn مقاومت داخلی سلولهای انفرادی باشند ، مقاومت داخلی باتری برابر است با مجموع مقدار مقاومت داخلی سلولهای فردی یعنی.

باتری های موازی

هنگامی که ترمینال های مثبت همه سلول ها به هم وصل شده و به طور مشابه ترمینال های منفی این سلول ها هم به هم وصل می شوند ،گفته می شود که به صورت موازی وصل شده اند. این ساختار همچنین به عنوان باتری های موازی گفته می شوند. اگر emf از هر سلول یکسان باشد ، پس از آن emf باتری با تعداد n از سلول های به طور موازی متصل شده ، برابر با emf هر سلول است. مقاومت داخلی این ترکیب برابر است با،

جریان تحویل شده توسط باتری ، مجموع جریانهایی است که توسط سلولهای انفرادی تحویل داده می شود.

گروه بندی مختلط باتری ها یا باتری های سری موازی

همانطور که قبلاً گفتیم سلولهای موجود در یک باتری نیز می توانند به صورت مخلوط از سری و موازی متصل شوند. این ترکیب ها مدتی است که به عنوان باتری موازی سری گفته می شود. یک بار می تواند ولتاژ و جریان بیشتری را بیش از یک باتری جداگانه نیاز داشته باشد. برای دستیابی به ولتاژ بار مورد نیاز ، می توان تعداد مورد نظر سلول های باتری را به صورت سری ترکیب کرد و برای دستیابی به جریان بار مورد نیاز ، تعداد مورد نظر این ترکیبات سری به صورت موازی وصل می شوند. بگذارید m ، تعداد سری ها ، هر کدام شامل n تعداد سلولهای یکسان باشد ، که به طور موازی وصل می شوند.

باطری سری موازی

دوباره فرض کنید emf هر سلول E باشد و مقاومت داخلی هر سلول r است. از آنجا که تعدادی از سلولها به صورت سری به هم وصل می شوند ، emf  هر بخش سری و همچنین باتری nE خواهد بود. مقاومت معادل سری برابر با nr خواهد بود . اگر ، m تعداد مسیر های  متصل به صورت موازی باشد  مقاومت داخلی معادل باتری های سری و موازی برابر nr/m خواهد بود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *