بطاریه های سری و باتری های موازی

سلبیات باتری

باتری عنصر الکتریکی است که پتانسیل الکتریکی به دلیل واکنش شیمیایی تولید می‌شود. هر واکنش الکتروشیمیایی حد تولید تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو الکترود دارد.
سلبیات باتری جاهایی هستند که این واکنش‌های الکتروشیمیایی برای تولید تفاوت پتانسیل الکتریکی محدود رخ می‌دهند. برای رسیدن به تفاوت پتانسیل الکتریکی مورد نظر در دو سمت باتری، تعداد زیادی از سلبیات باید به صورت سری متصل شوند. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که یک باتری ترکیبی از چندین سلبیت است که یک سلبیت واحد باتری است. به عنوان مثال، سلبیات باتری نیکل-کادمیوم معمولاً حدود ۱.۲ ولت در هر سلبیت تولید می‌کنند در حالی که باتری اسید سرب حدود ۲ ولت در هر سلبیت تولید می‌کند. بنابراین یک باتری ۱۲ ولتی ۶ سلبیت خواهد داشت که به صورت سری متصل شده‌اند.

پتانسیل الکتروموتوری (EMF) باتری

اگر کسی فقط تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو سمت باتری را وقتی بار به آن متصل نشده است اندازه‌گیری کند، او ولتاژ تولید شده در باتری را بدون وجود جریان در آن خواهد گرفت. این ولتاژ معمولاً به عنوان پتانسیل الکتروموتوری یا EMF باتری شناخته می‌شود. این مقدار همچنین به عنوان ولتاژ بدون بار باتری نیز شناخته می‌شود.

ولتاژ سریع باتری

ولتاژ سریع باتری تفاوت پتانسیل بین دو سریع آن است وقتی که جریان از آن عبور می‌کند. در واقع وقتی بار به باتری متصل می‌شود، جریان بار از آن عبور می‌کند. چون باتری یک تجهیزات الکتریکی است، حتماً مقاومت الکتریکی الکتریکی داخل آن دارد. به دلیل این مقاومت داخلی باتری، تفاوت ولتاژی در آن ایجاد می‌شود. بنابراین، اگر کسی ولتاژ سریع بار یعنی ولتاژ سریع باتری را وقتی بار به آن متصل است اندازه‌گیری کند، ولتاژی کمتر از EMF باتری به دلیل کاهش ولتاژ داخلی باتری خواهد گرفت.

اگر E پتانسیل الکتروموتوری یا ولتاژ بدون بار باتری و V ولتاژ سریع بار یا باتری باشد، آنگاه E – V = کاهش ولتاژ داخلی باتری.
بر اساس قانون اهم، این کاهش ولتاژ داخلی همان حاصل ضرب مقاومت الکتریکی ارائه شده توسط باتری و جریان عبوری از آن است.

مقاومت داخلی باتری

کل مقاومت که یک جریان در طول عبور از باتری از سمت منفی به مثبت مواجه می‌شود، به عنوان مقاومت داخلی باتری شناخته می‌شود.

باتری‌های سری موازی

سلبیات باتری می‌توانند به صورت سری، موازی و همچنین ترکیبی از هر دو متصل شوند.

باتری‌های سری

وقتی در یک باتری، سمت مثبت یک سلبیت با سمت منفی سلبیت بعدی متصل می‌شود، سلبیت‌ها به صورت سری متصل شده یا به عبارت دیگر باتری سری می‌گویند. در اینجا، EMF کل باتری مجموع جبری تمام سلبیت‌های متصل شده به صورت سری است. اما جریان تخلیه شده کل باتری از جریان تخلیه شده هر سلبیت فردی فراتر نمی‌رود.

اگر E پتانسیل الکتروموتوری کل باتری ترکیب شده از n سلبیت و E1, E2, E3, …………… En پتانسیل‌های الکتروموتوری سلبیت‌های فردی باشند.

به همین ترتیب، اگر r1, r2, r3, …………… rn مقاومت‌های داخلی سلبیت‌های فردی باشند، آنگاه مقاومت داخلی باتری مساوی با مجموع مقاومت‌های داخلی سلبیت‌های فردی خواهد بود یعنی:

باتری‌های موازی

وقتی سمت‌های مثبت تمام سلبیت‌ها با هم و سمت‌های منفی این سلبیت‌ها با هم در یک باتری متصل می‌شوند، سلبیت‌ها به صورت موازی متصل شده‌اند. این ترکیبات نیز به عنوان باتری‌های موازی شناخته می‌شوند. اگر EMF هر سلبیت یکسان باشد، EMF باتری ترکیب شده از n سلبیت متصل شده به صورت موازی برابر با EMF هر سلبیت خواهد بود. مقاومت داخلی نتیجه‌ای از این ترکیب،

جریان تحویل داده شده توسط باتری مجموع جریان‌های تحویل داده شده توسط سلبیت‌های فردی است.

گروه‌بندی ترکیبی باتری‌ها یا باتری‌های سری موازی

همانطور که قبلاً گفتیم، سلبیت‌ها در یک باتری می‌تو