Conţinut
Reîncărcarea bateriilor se poate dovedi utilă pentru proiectele pe termen lung și economisirea de energie. Procesul de încărcare a bateriilor folosind un dispozitiv precum un încărcător înseamnă crearea unui circuit electric pentru a crește încărcarea stocată în bateriile individuale. Puteți afla mai multe despre aceste circuite astfel încât, de asemenea, să puteți afla cele mai bune modalități de a încărca bateriile atunci când utilizați un încărcător.
Aceste tutoriale și explicații despre cum se încarcă bateriile în linie una cu cealaltă înseamnă că veți construi circuite electrice care pot profita de modul în care încărcătoarele funcționează pentru a încărca corespunzător bateriile.
Aveți grijă când lucrați cu circuite, deoarece nu trebuie să atingeți capetele sârmei, dacă nu sunt izolate pentru a se proteja și pentru a evita atingerea circuitului dacă firele sau bateriile sunt ude. Nu amestecați dimensiuni de baterii care au tensiuni diferite sau capacități de amperi (AH) și folosiți mănuși de cauciuc dacă este necesar pentru a vă izola mâinile de electricitate și pentru a vă proteja.
Circuite de serie curent pe o singură direcție în jurul unei bucle în timp ce circuitele paralele sunt curente pe căi diferite de-a lungul ramurilor. Seria și metodele paralele înseamnă că încărcarea bateriilor de 12 volți (12 V) în linie poate folosi fie o serie, fie un circuit paralel. În circuitele de serie, curentul este constant pe întregul circuit, iar tensiunea se schimbă pe fiecare element al circuitului.
În circuite paralele, căderea de tensiune prin fiecare ramură a circuitului este aceeași în timp ce curentul se schimbă pe întregul circuit.
Încărcarea bateriilor în serie
Când încărcați 3 baterii de 12V în serie unul cu altul, fiecare tensiune a fiecărei baterii va crește într-o cantitate dictată de Legea lui Ohm V = IR pentru tensiune V (în volți), curent eu (în amperi) și rezistență R (în ohmi). Acest lucru face ca încărcarea bateriei să fie dificilă, deoarece creșterea tensiunii va oferi sarcini diferite fiecărei baterii.
Puteți utiliza un încărcător pentru bateriile în sine, care utilizează puterea de tensiune crescută mai eficient, dar conectarea bateriilor în serie nu afectează capacitatea AH a circuitului, o măsurare a cantității de energie pe care o poate stoca bateria. Aceasta înseamnă că ar trebui să vă concentrați asupra tensiunii crescute și a modalităților de utilizare a acesteia pentru a încărca mai multe baterii de 12 V utilizând, de exemplu, un încărcător cu aceeași tensiune ca fiecare baterie.
O configurație de bază pentru încărcarea bateriilor din serie este conectarea la ieșirea încărcătorului pozitiv (în roșu) la capătul pozitiv al uneia dintre baterii. Apoi, conectați capătul negativ al bateriei la sfârșitul pozitiv al următoarei și continuați să faceți acest lucru pentru restul bateriilor.
Pentru bateria finală, conectați capătul negativ al bateriei la ieșirea negativă (în negru) a încărcătorului. Dacă aveți doi încărcători, puteți conecta în schimb ambele ieșiri ale încărcătorului pozitiv și negativ pentru primul încărcător la prima baterie și conectați ieșirile încărcătorului pozitiv și negativ pentru cel de-al doilea încărcător la bateria finală.
În cazul utilizării a două sau mai multe încărcătoare, puteți găsi tensiunea totală a sursei bateriei prin însumarea fiecărui încărcător. Dacă găsiți un încărcător pentru fiecare baterie, acest lucru vă poate asigura că fiecare baterie va fi încărcată la întreaga capacitate. Utilizarea mai multor încărcătoare poate fi mai ideală, deoarece vă asigurați că fiecare baterie va fi încărcată simultan, dar depinde de nevoile dvs. Pentru încărcarea bateriilor de 6 volți în serie cu un încărcător de 12 volți, puteți utiliza un singur încărcător.
Cunoașterea diferenței dintre circuite în serie și paralele pentru încărcarea bateriilor vă poate ajuta să îmbunătățiți eficiența bateriilor dvs. prin diferite metode, ca urmare a fizicii variate între circuite în serie și paralele. În timp ce încărcarea bateriilor în serie poate restabili încărcarea la ele, crescând tensiunea pe fiecare dintre ele, încărcând bateriile în funcții paralele în mod diferit.
Încărcarea bateriilor în paralel
Când încărcați bateriile în paralel, nu încărcați tensiunea bateriilor, ci, mai degrabă, capacitate amp-oră a bateriilor. Capacitatea AH, cunoscută și sub denumirea de specificații sau rating AH, vă indică produsul curentului bateriei în cât timp poate produce bateria. Valoarea AH se schimbă, de asemenea, în funcție de cât timp este utilizată bateria. Un raport „100 AH la 2 ore” vă spune că o baterie poate furniza 5 amperi de curent timp de 20 de ore. Calculați aceste valori pentru a determina modul în care circuitul paralel schimbă capacitatea AH.
Rețineți durata corespunzătoare de timp asociată cu fiecare capacitate de AH. O baterie marcată ca 100 AH nu va oferi 100 amperi de curent pentru o oră. Probabil va furniza aproximativ 40 de minute de curent la 100 de amperi. Acest lucru se datorează faptului că bateriile cu plumb pierd pierderea capacității de a permite curgerea curentului, deoarece rata de descărcare crește ca urmare a Legea Peukerts.
În paralel, bateriile au o capacitate crescută de AH chiar și atunci când tensiunea este aceeași pe fiecare baterie. Configurarea paralelă a circuitului poate folosi ramurile sale pentru a crește cât timp o baterie poate alimenta elemente la capacitatea AH. Dacă doriți să configurați un circuit de încărcare paralel, bateriile vor alimenta numai până la tensiunea lor standard. Încărcarea bateriilor într-un circuit paralel înseamnă că ar trebui să luați în considerare modul în care capacitatea AH va crește.
Un exemplu de metodă de încărcare a bateriilor în paralel este utilizarea unei ramuri a circuitului paralel pentru a încărca fiecare baterie cu un singur încărcător. Conectați ieșirea pozitivă a încărcătorului la borna pozitivă a primei baterii și conectați terminalul pozitiv la borna pozitivă a celei de-a doua baterii. Continuați acest lucru până când toate bateriile sunt conectate. Apoi, conectați ieșirea negativă a încărcătoarelor la capătul negativ al primei baterii și continuați să conectați fiecare capăt negativ la fel cum ați făcut-o pentru capetele pozitive.
Aplicații ale acestor metode
Există și alte modalități de conectare a circuitelor pentru încărcarea bateriilor. În timp ce aceste exemple au folosit serii pure și circuite paralele pure, puteți conecta bateriile folosind hibrizi cu circuite paralele în serie. Aceste tipuri de circuite folosesc elemente care creează bucle închise pe care le găsiți în circuitele în serie, precum și ramuri pentru a distribui curentul pe diferite căi în circuite paralele.
O modalitate de a demonstra un circuit paralel în serie este de a folosi patru baterii cu un singur încărcător. Conectați ieșirea pozitivă a încărcătorului la borna pozitivă a primei baterii și apoi conectați borna pozitivă a bateriei la borna pozitivă a celei de-a doua baterii.
În mod similar, conectați ieșirea negativă a încărcătorului la borna negativă a celei de-a treia baterii, apoi conectați borna negativă a celei de-a treia baterii la borna negativă a celei de-a patra. În cele din urmă, conectați terminalele negative ale primei și celei de-a doua baterii la bornele pozitive ale celei de-a treia și, respectiv, a patra baterie.
Această configurare creează circuite de serie între două baterii în sine, conectând în același timp două dintre baterii în paralel între ele. Dacă ar trebui să rezolvați acest circuit folosind ecuații de fizică și matematică pentru a descrie curentul și tensiunea, ar trebui să tratați componentele seriei ca curgând în serie unul cu celălalt, iar componentele paralele în paralel.
Această configurație, cunoscută sub numele de 2s2p pentru seria și componentele paralele, este de fapt folosită în celulele energetice cu patru celule, profitând corespunzător de tensiunea de creștere și capacitatea AH. Aceste circuite sunt reglate în continuare cu circuite integrate, cipuri de circuite microscopice ale rezistențelor, condensatoarelor, tranzistoarelor și altor elemente de pe un semiconductor (material care poate conduce electricitate), care au fost inventate pentru a reduce componentele necesare într-un circuit până la un singur cip.
Ionii de litiu folosesc în special o combinație de celule în paralel și le adaugă în serie pentru a reduce complexitatea tensiunilor și a menține celulele la valori normale ale tensiunii.