Sarjassa kytketyt akut ja rinnan kytketyt akut

Akunut

Akunut on sähköinen komponentti, jossa sähköpotentiaali syntyy kemiallisten reaktioiden seurauksena. Jokaisella elektrokemiallisen reaktion rajoilla on rajansa tuottaa sähköpotentiaaliero kahden elektron välillä.
Akkuakunut ovat ne, joissa nämä elektrokemialliset reaktiot tapahtuvat tuottaakseen rajatun sähköpotentiaalieron. Haluttuun sähköpotentiaalieroon akun päätepisteiden välillä saavuttaaksemme useiden sellien on kytkettävä sarjat. Siksi voidaan päätellä, että akku on monien sellien yhdistelmä, jossa selli on akun yksikkö. Esimerkiksi nikkelikadmium-akkuakunut kehittävät yleensä noin 1,2 V per solu, kun taas lyijy happoakku kehittää noin 2 V per solu. Eli 12 voltin akulla on yhteensä 6 solua sarjaan kytketty.

Akun EMF

Jos joku mitataan sähköpotentiaalieroa akun kahden pään välillä, kun akkuun ei ole kytketty kuormaa, hän tai hän saa akussa kehitetyn jännitteen, kun siitä ei virtaa. Tämä jännite viitataan yleensä elektromagneettiseksi voimaksi tai akun EMF:ksi. Se on myös tunneta kuin akun tyhjänä olevana jännitteena.

Akun päätepisteen jännite

Akun päätepisteen jännite on sen päätepisteiden välinen potentiaaliero, kun siihen vedetään virtaa. Oikeastaan, kun kuorma on kytketty akkuun, siitä virtaa kuorman virran mukana. Koska akku on sähkölaite, sillä täytyy olla jonkin verran sähköistä vastusta. Tämän akun sisäisen vastustuksen vuoksi siitä tulee jotain jänniteputoamista. Niinpä, jos joku mitattaa kuorman päätepisteen jännitteen, eli akun päätepisteen jännitteen, kun kuorma on kytketty, hän tai hän saa jännitteen, joka on pienempi kuin akun EMF akun sisäisen jänniteputoamisen vuoksi.

Jos E on akun EMF tai tyhjänä oleva jännite ja V on akun päätepisteen jännite, niin E – V = akun sisäinen jänniteputoama.
Kuten Ohmin laissa, tämä sisäinen jänniteputoama on vain sähköisen vastustuksen ja akun läpi kulkevan virran tulo.

Akun sisäinen vastus

Koko vastus, jota virta kohtaa, kun se kulkee akun läpi negatiivisesta päästekohdasta positiiviseen päästekohdaksi, on tunneta akun sisäisenä vastuksena.

Sarja- ja rinnakkaiskytkennät akkuissa

Akkuakunut voidaan kytkää sarjassa, rinnakkain sekä sekamelskan sarja- ja rinnakkaisyhdistelmässä.

Sarjakytkeytyneet akut

Kun akussa yhden solun positiivinen päätepiste on kytketty toisen solun negatiiviseen päätepisteeseen, sanotaan, että solut ovat sarjakytketty tai yksinkertaisesti sarjakytkeytyneet akut. Tässä, akun kokonais EMF on kaikkien yksittäisten sarjakytkettyjen solujen EMF:n algebrallinen summa. Mutta akun kokonaisvirta ei ylitä yksittäisen solun purkuvirtaa.

Jos E on n solun EMF:n summa ja E1, E2, E3, …………… En ovat yksittäisten solujen EMF:t.

Samoin, jos r1, r2, r3, …………… rn ovat yksittäisten solujen sisäiset vastukset, niin akun sisäinen vastus on yhtä suuri kuin yksittäisten solujen sisäisten vastusten summa eli.

Rinnakkaiskytketyt akut

Kun kaikkien solujen positiiviset päätepisteet on kytketty yhteen ja samalla näiden solujen negatiiviset päätepisteet on kytketty yhteen akussa, sanotaan, että solut on kytketty rinnakkain. Nämä yhdistelmät ovat myös tunnettuina rinnakkaiskytketyt akut. Jos jokaisen solun EMF on sama, niin n solun EMF, jotka on kytketty rinnakkain, on yhtä suuri kuin jokaisen solun EMF. Yhdistelmän sisäinen vastus on,

Akun toimittama virta on yksittäisten solujen toimittaman virran summa.

Mixityyppiset akuyhdistelmät tai sarja-rinnakkaiskytketyt akut

Kuten aiemmin mainittiin, akun solut voidaan kytkää myös sekamelskan sarja- ja rinnakkaisyhdistelmässä. Nämä yhdistelmät ovat joskus tunnettuina sarja-rinnakkaiskytketyt akut. Kuorma voi vaatia sekä jännitettä että virtaa enemmän kuin yhden akun solu tarjoaa. Haluttuun kuorman jännitteeseen pääseminen vaatii halutun määrän solujen kytkemistä sarjat ja haluttuun kuorman virran saavuttamiseksi haluttu määrä näitä sarjayhdistelmiä on kytketty rinnakkain. Olkoon m, sarjan määrä, jokainen sisältää n identtistä solua, on kytketty rinnakkain.

Oletetaan, että jokaisen solun EM