باتری های سری و باتری های موازی

سلب‌های باتری

باتری عنصر الکتریکی است که پتانسیل الکتریکی به دلیل واکنش شیمیایی در آن تولید می‌شود. هر واکنش الکتروشیمیایی محدوده خاصی برای تولید تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو الکترود دارد.
سلب‌های باتری جاهایی هستند که این واکنش‌های الکتروشیمیایی برای تولید تفاوت پتانسیل الکتریکی محدود رخ می‌دهند. برای دستیابی به تفاوت پتانسیل الکتریکی مورد نظر بین دو سر باتری، تعداد زیادی از سلب‌ها باید به صورت سری به هم متصل شوند. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که، باتری ترکیب چندین سلب است که یک سلب واحد از باتری محسوب می‌شود. به عنوان مثال، باتری سربی معمولاً حدود 2 ولت بر سلب تولید می‌کند. بنابراین یک باتری 12 ولتی شامل 6 سلب به صورت سری خواهد بود.

پتانسیل الکتروموتوری باتری

اگر کسی فقط تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو سر باتری را در حالتی که بار به باتری متصل نیست، اندازه‌گیری کند، ولتاژ تولید شده در باتری را بدون جریان جریان‌یافته در آن بدست می‌آورد. این ولتاژ معمولاً به عنوان پتانسیل الکتروموتوری یا پتانسیل الکتروموتوری باتری شناخته می‌شود. این مقدار همچنین به عنوان ولتاژ بدون بار باتری نیز شناخته می‌شود.

ولتاژ سریال باتری

ولتاژ سریال باتری تفاوت پتانسیل بین دو سر آن زمانی که جریان از آن عبور می‌کند، است. در واقع وقتی بار به باتری متصل می‌شود، جریان بار از آن عبور می‌کند. چون باتری یک تجهیزات الکتریکی است، باید مقاومت الکتریکی الکتریکی داخل آن داشته باشد. به دلیل این مقاومت داخلی باتری، تلفات ولتاژی در آن ایجاد می‌شود. بنابراین، اگر کسی ولتاژ سریال بار یعنی ولتاژ سریال باتری را در حالتی که بار متصل است، اندازه‌گیری کند، ولتاژی کمتر از پتانسیل الکتروموتوری باتری به دلیل تلفات ولتاژی داخلی باتری بدست می‌آید.

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

مقاومت داخلی باتری

تمام مقاومت که یک جریان در حال عبور از باتری از سر منفی به مثبت با آن مواجه می‌شود، به عنوان مقاومت داخلی باتری شناخته می‌شود.

باتری‌های سری موازی

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

باتری‌های سری

وقتی در یک باتری، سر مثبت یک سلب با سر منفی سلب بعدی متصل می‌شود، سلب‌ها به صورت سری متصل شده یا به طور ساده‌تر باتری سری می‌گویند. در اینجا، پتانسیل الکتروموتوری کلی باتری مجموع جبری تمام سلب‌های متصل شده به صورت سری است. اما جریان تخلیه شده کلی باتری از جریان تخلیه شده هر سلب فردی تجاوز نمی‌کند.

اگر E پتانسیل الکتروموتوری کلی باتری ترکیب شده از n سلب باشد و E1, E2, E3, …………… En پتانسیل‌های الکتروموتوری سلب‌های فردی باشند.

به طور مشابه، اگر r1, r2, r3, …………… rn مقاومت‌های داخلی سلب‌های فردی باشند، آنگاه مقاومت داخلی باتری برابر با مجموع مقاومت‌های داخلی سلب‌های فردی خواهد بود یعنی.

باتری‌های موازی

وقتی سرهای مثبت تمام سلب‌ها با هم و سرهای منفی آن‌ها با هم در یک باتری متصل می‌شوند، سلب‌ها به صورت موازی متصل شده‌اند. این ترکیبات همچنین به عنوان باتری‌های موازی شناخته می‌شوند. اگر پتانسیل الکتروموتوری هر سلب یکسان باشد، پتانسیل الکتروموتوری باتری ترکیب شده از n سلب به صورت موازی برابر با پتانسیل الکتروموتوری هر سلب خواهد بود. مقاومت داخلی نهایی ترکیب برابر است با،

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

گروه‌بندی ترکیبی باتری‌ها یا باتری‌های سری موازی

همانطور که قبلاً گفتیم، سلب‌ها در یک باتری می‌توانند به صورت ترکیبی از سر