Kontakta författare

4 stycken 1, 5 Volt batterier, anslutna i serie / parallell.

Introduktion: DC vs AC

Batterier finns överallt runt oss; våra bilar, våra MP3-spelare, våra mobiltelefoner och bärbara datorer. Varje bärbar enhet behöver någon energikälla, och den kommer från batterier installerade i dem.

Batterier är likströmskällor (DC). Det betyder att om utgången är ansluten till ett oscilloskop så att spänningens graf visas, kommer det att vara en plan linje belägen vid utgångsvolten. DC-ström skiljer sig mycket från de eluttag som vi har i våra hus, som ger växelström (AC); i ett växelströmssystem växlar utgången ständigt från positiv till negativ genom en sinusformad graf med samma frekvens som linjefrekvensen (60 Hz i USA, 50 Hz i större delen av Europa, etc.) och storleken densamma som linjens spänning ( 120V för USA, 220 eller 230V för europeiska länder).

Diagram som visar skillnaderna mellan DC och AC spänningskällor. Källa: Wikipedia

Seriekoppling

Batterier Egenskaper

Batterier finns i många olika storlekar, kapaciteter och typer; emellertid tekniskt alla batterier delar vissa egenskaper som härrör från deras natur som en DC-spänningskälla. Liksom alla likströmskällor har batterier en kontakt som är markerad med + och är uttaget för positiv spänning och en - kontakt där 0 V appliceras. Låt inte taggen förvirra dig, batterierna har inte negativ spänning; 0 V-kontakten anses nästan alltid som marken och är ansluten som jord i likströmskretsar. Spänningsskillnaden mellan + och - kontakterna är vad som kallas batteriets likspänning.

Förutom spänningen är ett annat avgörande kännetecken för ett batteri dess kapacitet, eller helt enkelt säkert, för hur länge batteriet kan hålla en enhet i drift. Batterikapacitet mäts vanligtvis med Ah, mAh eller Wh. Låt oss visa några exempel så att enheterna förstås:

A står för Ampere ; en ampere är 1000 mA - ampere är en enhet för elektrisk ström.
h står i timme
Enheten Ah anger för hur många timmar batteriet kan leverera en ampere innan det töms. Ett exempel:
Ett 52 Ah-batteri (om det är helt fullt) kan ge 52 A i 1 timme, eller 26 A i 2 timmar eller 13 A i 4 timmar, etc.

W står för Watt och är en kraftenhet; effekt kan beräknas när volt multipliceras med Amperes, W = V * I.
Som ett resultat kan ett batteri som är värderat till säga 100 Wh leverera, om fullt, 100 W under en timme, eller 50 W i 2 timmar, etc.

Parallell anslutning

Batterikopplingar

Batterier kan anslutas med varandra på flera sätt, för att ge olika spänningar, ha högre kapacitet eller båda.

Seriekoppling:
I en seriekoppling ansluts batteriets + -kontakt med kontakten till ett annat batteri, vilket bildar ett "nytt" batteri. I de två ändarna av detta batteri (från och med nu kallad batteribank) finns det en + och en - kontakt utan anslutning. Dessa två kontakter är bankens positiva och negativa pol. En batteribank som har bildats genom seriekoppling har samma kapacitet (Ah) som de batterier den består av men dess spänning är summan av spänningsbatterierna. Som du förstår används seriekoppling när vår krets eller apparat behöver mer spänning än den spänning ett batteri kan mata; antar att du behöver 48 volt, skulle du ansluta 4 batterier med 12V i serie.

Parallell anslutning:
I en parallell anslutning är de positiva polerna på batterierna anslutna och de negativa polerna också anslutna. Hållarna för den bildade batteribanken är vilken som helst + kontakt och alla - kontakterna med batterierna. Man skulle välja att ansluta sina batterier parallellt när han behöver högre kapacitet; batteribanken har samma spänning som batterierna den består av, men dess kapacitet är summan av batterikapaciteten. Antar att du behöver 12 V men 104 Ah, kan du ansluta två 12 V 52 Ah batterier parallellt.

Parallell anslutning:
Detta är en kombination av de tidigare anslutningsmetoderna. Du kan uppnå ökad spänning och ökad kapacitet, beroende på batterierna du ansluter.

Serie- och parallellanslutning

Råd och tips om batterier och anslutningar

1. Oavsett anslutningsmetod måste du undvika följande:

  • att ansluta batterier i olika åldrar tillsammans (hyllåldern innan du köpte dem räknas också)
  • anslutning av olika kapacitetsbatterier
  • anslutning av batterier med olika nominella spänningar
  • anslutande batterier som i anslutningstillfället har olika laddningsstatus

Allt ovanstående är typiska misstag gjorda av människor som känner sig lust att få fördelarna med en batteribank; de flesta av dem kommer inte att orsaka problem på en gång, men så småningom minskar batteriets kapacitet.
Om du till exempel ansluter ett fullt batteri med ett tomt batteri parallellt, försöker det fulla att ladda det tomma - en stor ström bildas omedelbart, vilket orsakar temperaturökning i både batterier, gnistor och möjliga isoleringsstörningar. I det värsta scenariot kan du omedelbart hamna med två batterier som är skadade.
Om ett nyligt batteri är anslutet till ett äldre, kommer det nya batteriet så småningom att förstöras snabbare eftersom det ständigt "stöder" det äldre batteriet vars kapacitet säkert har tappat över tid.

2. Anslutningar mellan stora batterier i många Ah, till exempel bilbatterier, bör åstadkommas med rätt mättråd för strömmen. Bilbatterier kan ge enorma mängder ögonström och om ledningen är tunnare än vad den borde, kan den gå sönder eller smälta och orsaka ytterligare problem i kretsen. Korrekta kontakter bör också användas, tillräckliga för kraftfördelningen. Om löd används bör fogarna stresstestas och hållas fast av ytterligare hårdvara. Säkringar med lämplig klassificering är också ett måste; skulle en kort orsakas i någon del av kretsen, kommer säkringen att smälta och bryta kretsen, eventuellt skydda andra enheter.

3. Att välja rätt sätt att ansluta batterier för att bilda en batteribank har att göra med vår applikation och enheter. Vi kan inte ha en 12V-batteribank om våra enheter behöver 24V och vi kan inte skjuta ett batteri med liten kapacitet till gränsen genom att använda konstant höga belastningar som tömmer det på några minuter.

4. Effektbetyget, i Watts, för batteribanken är alltid summan av effektbetyg för de batterier det består av, oavsett anslutningsmetod.