Innhold
Å lade batterier kan være nyttig for langsiktige prosjekter og spare energi. Prosessen med å lade batterier ved å bruke en enhet som en lader betyr å lage en elektrisk krets for å øke ladningen som er lagret i de enkelte batteriene. Du kan finne ut mer om disse kretsene, slik at du også kan lære de beste måtene å lade batterier når du bruker en lader.
Disse veiledningene og forklaringene på hvordan du lader batterier på linje med hverandre, betyr at du skal bygge elektriske kretser som kan dra nytte av hvordan ladere jobber for å lade batterier på riktig måte.
Vær forsiktig når du jobber med kretsløp, da du ikke skal berøre endene av ledningen med mindre de er isolert for å beskytte seg og unngå å berøre kretsen hvis ledningene eller batteriene er våte. Ikke bland størrelser på batterier som har forskjellige spenninger eller amp-hour (AH) kapasiteter, og bruk gummihansker om nødvendig for å isolere hendene dine mot strøm og beskytte deg selv.
Seriekretser strøm i en enkelt retning rundt en sløyfe mens parallelle kretsløp strømmer i forskjellige baner på tvers av grener. Serier og parallelle metoder betyr at lading av 12 volt (12 V) batterier i linjen kan bruke enten en serie eller en parallell krets. I seriekretser er strømmen konstant gjennom hele kretsen og spenningen endres over hvert element i kretsen.
I parallelle kretsløp, spenningsfallet gjennom hver gren av kretsen er den samme mens strømmen endres gjennom hele kretsen.
Lade batterier i serien
Når du lader 3 12V-batterier i serie med hverandre, vil hver spenning på hvert batteri øke i en mengde som er diktert av Ohms lov V = IR for spenning V (i volt), strøm Jeg (i ampere) og motstand R (i ohm). Dette vanskeliggjør lading av batteriet fordi økningen i spenning vil gi forskjellige ladinger for hvert batteri.
Du kan bruke en lader for selve batteriene som bruker den økte spenningsutgangen mer effektivt, men å koble batterier i serie påvirker ikke kretsens AH-kapasitet, en måling av hvor mye energi batteriet kan lagre. Dette betyr at du bør fokusere på den økte spenningen og måtene å bruke det på for å lade flere 12 V-batterier ved å bruke for eksempel en lader med samme spenning som hvert batteri.
En grunnleggende konfigurasjon for å lade batterier i serie er å koble den positive laderutgangen (i rødt) til den positive enden av et av batteriene. Koble deretter den negative enden av batteriet til den positive enden av den neste, og fortsett å gjøre det for resten av batteriene.
For det endelige batteriet, koble batteriets negative ende til den negative utgangen (i svart) på laderen. Hvis du har to ladere, kan du i stedet koble både positive og negative laderutganger for den første laderen til det første batteriet og koble både positive og negative laderutganger for den andre laderen til sluttbatteriet.
Når du bruker to eller flere ladere, kan du finne den totale spenningen til batterikilden ved å oppsummere hver lader. Hvis du kan finne en lader for hvert batteri, kan det sikre at hvert batteri blir fulladet. Å bruke flere ladere kan være mer ideelt, da det sørger for at hvert batteri blir ladet samtidig, men det avhenger av dine behov. For å lade 6-volts batterier i serie med en 12-volts lader, kan du bruke en enkelt lader.
Å vite forskjellen mellom serie- og parallelle kretsløp for å lade batterier kan hjelpe deg med å forbedre effektiviteten til batteriene dine gjennom forskjellige metoder som et resultat av den varierende fysikken mellom serie- og parallelle kretsløp. Mens lading av batterier i serie kan gjenopprette lading til dem ved å øke spenningen over hver av dem, fungerer lading av batterier parallelt på en annen måte.
Lade batterier i parallell
Når du lader batterier parallelt, lader du ikke spenningen på batteriene, men snarere amp-hour kapasitet av batteriene. AH-kapasiteten, også kjent som AH-spesifikasjon eller -klassifisering, forteller deg batteriets strøm etter hvor lenge batteriet kan produsere den aktuelle strømmen. AH-verdien endres også basert på hvor lenge batteriet brukes til. En "100 AH på 2 timer" -gradering forteller deg at et batteri kan gi 5 ampere strøm i 20 timer. Beregn disse verdiene for å bestemme hvordan parallellkrets endrer AH-kapasiteten.
Husk de tilsvarende tidene som er knyttet til hver AH-kapasitet. Et batteri som er merket som 100 AH vil ikke gi 100 ampere strøm i en time. Det vil sannsynligvis bare gi omtrent 40 minutter strøm ved 100 ampere. Dette er fordi blybatterier mister kapasiteten til å la strømmen strømme når utladningshastigheten øker som følge av Peukerts lov.
Parallelt har batteriene økt AH-kapasitet selv når spenningen er den samme på hvert batteri. Det parallelle oppsettet av kretsen kan bruke grenene sine til å øke hvor lenge et batteri kan strømforsyne elementer med AH-kapasiteten. Hvis du vil sette opp en parallell ladekrets, vil batteriene fortsatt bare være oppe til standard spenning. Å lade batterier i en parallell krets betyr at du bør vurdere hvordan AH-kapasiteten vil øke.
En eksempel metode for å lade batterier parallelt er å bruke en gren av parallellkretsen for å lade hvert batteri med en enkelt lader. Koble den positive utgangen fra laderen til den positive terminalen til det første batteriet, og koble den positive terminalen til den positive terminalen til det andre batteriet. Fortsett dette til alle batteriene er koblet til. Deretter kobler du laderenes negative utgang til den negative enden av det første batteriet, og fortsetter med å koble hver negative ende på samme måte som du gjorde for de positive endene.
Bruksområder av disse metodene
Det er andre måter å koble kretser til å lade batterier. Selv om disse eksemplene har brukt rene serier og rene parallelle kretsløp, kan du koble til batterier ved hjelp av serien-parallelle kretshybrider. Denne typen krets bruker elementer som lager lukkede løkker som du finner i seriekretser, så vel som grener for å fordele strøm gjennom forskjellige baner i parallelle kretsløp.
En måte å demonstrere en serie-parallell krets er å bruke fire batterier med en enkelt lader. Koble den positive utgangen fra laderen til den positive terminalen til det første batteriet, og koble deretter batteriets positive terminal til den positive terminalen til det andre batteriet.
På samme måte kobler du den negative utgangen fra laderen til den negative terminalen til det tredje batteriet, og deretter kobler den negative terminalen til det tredje batteriet til den negative terminalen på det fjerde. Til slutt, koble de negative terminalene til det første og det andre batteriet til de positive terminalene til henholdsvis det tredje og det fjerde batteriet.
Dette oppsettet lager seriekretser mellom to av batteriene selv, samtidig som to av batteriene kobles parallelt med hverandre. Hvis du skulle løse denne kretsen ved å bruke ligninger av fysikk og matematikk for å beskrive strøm og spenning, må du behandle seriekomponentene som flyter i serie med hverandre og de parallelle komponentene i parallell.
Denne konfigurasjonen, kjent som en 2s2p for serien og parallelle komponenter, brukes faktisk i fire-cellers energiceller ved å dra nytte av økningsspenningen og AH-kapasiteten på riktig måte. Disse kretsene er videre regulert med integrerte kretsløp, mikroskopkretsbrikker av motstander, kondensatorer, transistorer og andre elementer på en halvleder (materiale som kan lede strøm) som ble oppfunnet for å redusere de nødvendige komponentene i en krets ned til en enkelt brikke.
Spesielt litiumioner bruker en kombinasjon av celler parallelt og legger dem i serie for å redusere kompleksiteten i spenninger og holde cellene på normale spenningsverdier.