Baterie v sérii a baterie paralelně

Bateriové články

Baterie je elektrický prvek, kde elektrický potenciál vzniká díky chemické reakci. Každá elektrochemická reakce má svůj limit pro vytváření elektrického potenciálního rozdílu mezi dvěma elektrodami.
Bateriové články jsou ty, kde se tyto elektrochemické reakce odehrávají a vytvářejí omezený elektrický potenciální rozdíl. Pro dosažení požadovaného elektrického potenciálního rozdílu na terminálech baterie musí být spojeno několik článků v sérii. Lze tedy závěrem říct, že baterie je kombinace několika článků, kde článek je jednotka baterie. Například nikl-kadmiové bateriové články obvykle vyvíjejí asi 1,2 V na článek, zatímco ovětrná baterie vyvíjí asi 2 V na článek. Takže 12-voltová baterie bude mít celkově 6 článků spojených v sérii.

Elektromotorický síla baterie

Pokud někdo změří elektrický potenciální rozdíl mezi dvěma terminály baterie, když s baterií není připojen žádný zátěž, získá napětí vyvinuté v baterii, když neexistuje proud proudící skrz ni. Toto napětí je obecně označováno jako elektromotorická síla nebo elektromotorická síla baterie. Je také označováno jako napětí bez zátěže baterie.

Napětí na terminálech baterie

Napětí na terminálech baterie je potenciální rozdíl mezi jejími terminály, když se z ní odvádí proud. Ve skutečnosti, když je zátěž připojena k baterii, bude proudit zátěžový proud. Jelikož baterie je elektrické zařízení, musí mít nějaký elektrický odpor uvnitř. Díky tomuto vnitřnímu odporu baterie dojde k nějakému klesání napětí. Takže, pokud někdo změří napětí na terminálech zátěže, tedy napětí na terminálech baterie, když je zátěž připojena, získá napětí, které je nižší než elektromotorická síla baterie o vnitřní klesání napětí baterie.

Pokud E je elektromotorická síla nebo napětí bez zátěže baterie a V je napětí na terminálech zátěže baterie, pak E – V = vnitřní klesání napětí baterie.
Jelikož podle Ohmovu zákona, toto vnitřní klesání napětí je nic jiného než součin elektrického odporu nabízeného baterií a proudu proudícího skrz ni.

Vnitřní odpor baterie

Celý odpor, který narazí proud, když proudí skrz baterii od negativního terminálu k pozitivnímu terminálu, se nazývá vnitřní odpor baterie.

Sériové a paralelní baterie

Bateriové články lze spojit v sérii, paralelně a také jako směs obou sériového a paralelního spojení.

Sériové baterie

Když v baterii je pozitivní terminál jednoho článku spojen s negativním terminálem následujícího článku, pak se články říká, že jsou sériově spojeny, nebo jednoduše sériové baterie. Zde je celková elektromotorická síla baterie algebraickým součtem všech individuálních článků spojených v sérii. Ale celkový vybíjecí proud baterie nepřekračuje vybíjecí proud individuálních článků.

Pokud E je celková elektromotorická síla baterie složené z n článků a E1, E2, E3, …………… En jsou elektromotorické síly individuálních článků.

Podobně, pokud r1, r2, r3, …………… rn jsou vnitřní odpor individuálních článků, pak vnitřní odpor baterie bude roven součtu vnitřních odporů individuálních článků, tj.

Paralelní baterie

Když jsou pozitivní terminály všech článků spojeny spolu a stejně tak negativní terminály těchto článků jsou spojeny spolu v baterii, pak se články říká, že jsou spojeny paralelně. Tyto kombinace jsou také označovány jako paralelní baterie. Pokud elektromotorická síla každého článku je identická, pak elektromotorická síla baterie složené z n článků spojených paralelně, je rovna elektromotorické síle každého článku. Výsledný vnitřní odpor kombinace je,

Proud dodávaný baterií je součet proudů dodávaných individuálními články.

Míšené seskupení baterií nebo sériově-paralelní baterie

Jak jsme již dříve řekli, články v baterii lze také spojit v míšené sériové a paralelní spojení. Tyto kombinace někdy