З'єднання акумуляторів паралельно: схема. Що дає паралельне з'єднання акумуляторів?

Акумулятори зазвичай виготовляються з прицілом нароботу з певної стандартизованої навантаженням. Так, є батареї, що забезпечують функціонування мікроконтролерів - вони мають напругою 5 В. Для роботи з двигунами використовуються акумулятори, які можуть надати 12 В або 24 В. А що робити, якщо необхідно отримати 60 В? Батарею з такою напругою ще спробуй знайди. У такому випадку нам може допомогти з'єднання акумуляторів паралельно. Що дає такий хід? Яка схема такого підключення? Які особливі аспекти цього ходу є? Як робиться паралельне з'єднання акумуляторів? Схема для цього дії як виглядає? Всі ці, а також ряд інших питань ми з вами і розглянемо в рамках даної статті.

Що дає паралельне з'єднання акумуляторів на практиці?

Отже, для початку обрисуємо загальну схему. З'єднання акумуляторів паралельно передбачає такий підхід, щоб всі позитивні клеми приєднувалися до певній точці на електричній схемі, яка іменується плюсом. Подібне необхідно зробити і з негативними висновками. Тільки вони приєднуються до мінуса. Навіщо нам потрібна така робити? В кінцевому результаті ми маємо напругу, яка є у одного акумулятора (розглядається ситуація, що у нас однакові батареї). Але ось ємність вийшла конструкції буде дорівнює сумі цього параметра всіх джерел живлення, які є в схемі. Електрична енергія дорівнює одиничному значенню, помноженому на кількість пристроїв. Це, втім, не залежить від того, яке з'єднання використовується - паралельне або послідовне.

Навіщо акумулятори з'єднувати в батарею?

Результат таких дій ми розглянули. А чому нам може знадобитися з'єднання акумуляторів паралельно? Будь-які електричні системи або пристрої несуть омические втрати, коли частина енергії перетворюється в тепло і при цьому не відбувається корисна робота. Це через неможливість отримання коефіцієнта корисної дії 100%. При цьому з курсу шкільної фізики можна згадати, що чим більша напруга, тим менше струм при тій же потужності і менш значні омические втрати. Таким чином, чим більше високовольтні акумулятори ми використовуємо, тим кращий результат отримаємо. Але навіть з таким підходом не завжди може вистачати ємності однієї батареї. В такому випадку можна замінити її на акумулятор підвищеної ємності. Але це не завжди зручно, і іноді простіше просто поставити ще одне джерело живлення і використовувати паралельне з'єднання акумуляторів, щоб вони довше підтримували якусь систему.

Чи підходить цей варіант для джерел живлення різної ємності?

Паралельне з'єднання різних акумуляторів ненесе в собі небезпеку, якщо розглядати проблему з точки зору напруги. З клемами батарей нічого страшного не зможе статися. Розряд або заряд джерел живлення буде відбуватися синхронно в силу характеру з'єднання. А ось якщо торкнутися теми струмів, то тут вже трохи складніше. Так, необхідно подбати про те, щоб він не перевищував певної величини, яка вказується безпосередньо самим виробником.

Найбільш поширеними є показники100 А і 130 А. Причиною такого обмеження є те, що безпосередньо клеми не зможуть передавати такий струм (хоча теоретично самого акумулятора це під силу). Але це самий верх, який може бути тільки лічені секунди. Давайте розглянемо більш реалістичний варіант використання.

Технічні обмеження

Якщо подивитися на технічні характеристикидозволеної величини струму, то зазвичай тут великих чисел не побачиш. Так, звичайно не можна допускати, щоб з'єднувалися разом акумулятори, ємність яких різниться від 5 до 25 разів (це як правило). Більш того, даний аспект необхідно уважно вивчити, оскільки можливим є навіть коротке замикання. Ризик його виникнення знаходиться в діапазоні 15-70 ємностей самого малого акумулятора (залежить від марки і технічної реалізації). Грубо кажучи, чим менше часу вони функціонують, тим з більшим значенням струму можна працювати. Так, якщо різниця між ними становить 5 разів, то це означає, що вони зможуть функціонувати весь час (теоретично). Але от якщо ми працюємо з 20-кратним відмінністю, то бажано, щоб рахунок був на секунди. Багато виробників джерел живлення вказують порогові значення струму для своєї продукції. Наприклад, 2,6 А.

Чому є обмеження?

Давайте далі вивчати тему про паралельнез'єднання акумуляторів різної ємності. Раніше було зазначено, що виробники рекомендують обмеження в одиниці Ампер, хоча на практиці ця межа може бути перевищений багаторазово. Чому так? Для цього розглянемо саму будову акумулятора на прикладі свинцево-кислотної батареї. Такий вибір зроблено завдяки поширеності джерел живлення даного типу.

Отже, для успішного перебігу необхідноїелектрохімічної реакції необхідно забезпечити її якісним електролітом. Важливо також вчинення процесу у верхніх шарах і відведення продуктів. У цьому значним чином допомагає активна маса пластин акумулятора. Адже завдяки їй легше підводиться і відводиться речовина, яка бере участь в реакції. Але в міру переміщення «ресурсних матеріалів» вниз все починає відбуватися повільніше. Активно позначається і те, що в електроліті з'являється сірка. Тому з'єднання акумуляторів паралельно кращим є тільки коли батарея заряджена. Чим нижче реальний показник напруги, тим небезпечніше робота джерел живлення різної ємності. Тому бажаним є забезпечення своєчасного харчування. Найкраще буде не давати ємності впасти менше 1/3 номіналу.

Особливості зарядки при паралельному з'єднанні

Під час початку цього процесу кращоює передача досить великого зарядного струму. Адже спочатку буде відновлюватися поверхню акумулятора, а потім - нижні його верстви. Одночасно з цим бажаним є зменшення струму, оскільки знижується інтенсивність електрохімічної реакції, внаслідок чого через великої кількості енергії може «закипіти» електроліт (буде відбуватися його розкладання).

Якщо розглядати один з найпопулярніших типівакумуляторів - свинцево-кислотний, то він при порушенні даного розпорядження навряд чи відразу вийде з ладу. Але ось термін його служби явно істотно скоротиться. Взагалі, якщо говорити про зарядку джерел живлення, то варто сконцентрувати увагу на тому, що бажано користуватися заводськими приладами. Якщо експлуатувати щось інше, то можуть бути не враховані певні аспекти (або неправильно прийняті до уваги), що обернеться проблемами в майбутньому.

Інформація про акумулятор і ємності

Давайте ще заглибимося в паралельне з'єднаннярізних акумуляторів (а також однакових). Необхідно розуміти, що якщо сумарний струм не буде перевищувати встановлені обмеження, то проблем і небезпек не з'явиться.

Давайте розглянемо з'єднання двох акумуляторівпаралельно на 2 А, коли вони з однієї партії і заряджаються струмом 2 * 2 = 4 А. Тут немає небезпек, оскільки завдяки однакової конструкції струми будуть розділятися пропорційно. І ніякі рубежі не перетнуться.

А ось тепер давайте візьмемо джерела живлення,де існує значна різниця. Коли струм перевищить встановлені виробником обмеження, то потече через акумулятор, при тому, що він не розрахований на це. Думаємо, говорити про результат не потрібно. Це відноситься до всіх, а не тільки до свинцево-кислотних батарей. Навіть якщо ви хочете зробити паралельне з'єднання акумуляторів Li-Ion, які вважаються мають підвищену надійність, не нехтуйте технікою безпеки.

Розраховуємо необхідні показники

Отже, нам необхідно забезпечити значнувеличину струму із застосуванням паралельно з'єднаних елементів живлення. Як дізнатися, що нам потрібно? Для цього можна скористатися спеціальною формулою, яка зараз і буде приведена:

Т = РТОЕП * КЕПОТ

А зараз розшифровка формули:

Т - ток, який вийде. Необхідно, щоб він збігався з потрібним результатом.

РТЕЕП - розрядний струм одиниці елемента живлення. Тобто скільки може дати один акумулятор.

КЕПОТ - кількість елементів живлення одного типу.

У радіоаматорського практиці буває складно отримати необхідні значення. Ця ж формула зробить досягнення мети більш легким.

Шукаємо інші способи включення батарей

Ми приділили паралельному з'єднанню акумуляторівзначна увага. Сподіваємося, що це допоможе вирішити поставлені завдання. Але якщо під час ознайомлення зі статтею до вас прийшла думка, що описувані тут рішення не підходять під якийсь конкретний випадок, пропонуємо ознайомитися з наступним:

1. Послідовне з'єднання. Грубо кажучи, ми збільшуємо напругу, яке нам дадуть джерела безперебійного живлення.
2. Змішане з'єднання. В даному випадку відбувається одночасне збільшення і струму, і напруги. Але це досить складна схема для побудови.

висновок

Наостанок хочеться дати трохи побажань. Перш за все, дотримуйтесь техніку безпеки. Також перед роботою з акумуляторами зовсім не зайвим буде ознайомлення з інструкціями і рекомендаціями, які представляють їх виробники. Це дозволить уникнути ситуацій, які можуть негативно впливати на термін служби джерел живлення. Також дотримуйтесь особливої ​​обережності при роботі з батареями, що забезпечують значні показники. Адже в таких випадках ризик електротравми стає досить імовірним. Та й зі слабкими елементами не потрібно звертатися легковажно.