Sorban kötött akkumulátorok és párhuzamosan kötött akkumulátorok

Akkumulátor cellák

Akkumulátor olyan elektromos elem, amelyben elektrokémiai reakciók eredményeként keletkezik elektromos potenciál. Minden elektrokémiai reakció korlátozott mennyiségű elektromos potenciált különbséget képes előállítani két elektrod között.
Akkumulátor cellák azok, ahol ezek az elektrokémiai reakciók történnek, hogy korlátozott mennyiségű elektromos potenciált különbséget hozzanak létre. A kívánt elektromos potenciált különbség eléréséhez több cellát kell sorban kötni. Tehát egy akkumulátor több cella kombinációja, ahol a cella a batteri egysége. Például a nikel-kadmium akkumulátor cellák általában 1,2 V-ot fejtenek ki cellánként, míg a olaj savas akkumulátor körülbelül 2 V-ot fejti ki cellánként. Így egy 12 voltos akkumulátor összesen hat cellát tartalmaz sorban.

Akkumulátor EMF-e

Ha valaki mérni próbálja a két terminál közötti elektromos potenciált különbséget egy akkumulátoron, amikor nincs terhelés csatlakoztatva, akkor a teljesítményt kapja, amikor nincs áram áthaladó benne. Ez a feszültség általában elektromos gerjesztőerőnek vagy akkumulátor EMF-nek nevezik. Ezt szintén üres terhelési feszültségnek is emlegetik.

Akkumulátor terminál feszültsége

Akkumulátor terminál feszültsége a két terminál közötti potenciál különbség, amikor áram jár rajta. Valójában, amikor terhelést kötünk az akkumulátorhoz, akkor áram fog áthaladni rajta. Mivel az akkumulátor elektromos eszköz, biztosan van benne némi elektromos ellenállás. Ennek a akkumulátor belső ellenállása miatt, a terminál feszültség alacsonyabb lesz, mint az akkumulátor EMF-e, a belső feszültségcsökkenés miatt.

Ha E az akkumulátor EMF-e vagy üres terhelési feszültsége, és V a terminál feszültsége, akkor E – V = az akkumulátor belső feszültségcsökkenése.
Az Ohm törvénye szerint ez a belső feszültségcsökkenés nem más, mint az akkumulátor által kínált elektromos ellenállás és a rajta áthaladó áram szorzata.

Akkumulátor belső ellenállása

Az ellenállás, amit egy áram talál úton, amikor az akkumulátor negatív termináljáról a pozitív termináljáig halad, az az akkumulátor belső ellenállása.

Sorozat és párhuzamos akkumulátorok

Akkumulátor cellák sorban, párhuzamosan, illetve sor-párhuzamosan is köthetők.

Sorozatos akkumulátorok

Amikor egy akkumulátorban egy cella pozitív terminálja a következő cella negatív termináljával van összekötve, akkor a cellák sorozatban vannak összekötve, vagy más szóval sorozatos akkumulátorok. Itt az akkumulátor teljes EMFe a sorban kapcsolt minden egyes cella EMFe algebrai összege. De az akkumulátor teljes lebomló árama nem haladhatja meg egyetlen cella lebomló áramát.

Ha E az akkumulátor teljes EMFe, ami n darab cellából áll, és E1, E2, E3, …………… En az egyes cellák EMFe.

Hasonlóképpen, ha r1, r2, r3, …………… rn az egyes cellák belső ellenállása, akkor az akkumulátor belső ellenállása megegyezik az egyes cellák belső ellenállásainak összegével, azaz:

Párhuzamos akkumulátorok

Amikor egy akkumulátorban minden cella pozitív terminálja összekötve van, és hasonlóképpen a negatív termináljaik is összekötve vannak, akkor a cellák párhuzamosan vannak összekötve. Ezek a kombinációk szintén párhuzamos akkumulátorok néven ismertek. Ha minden cella EMFe azonos, akkor az n darab cellából álló, párhuzamosan összekötött akkumulátor EMFe egyenlő minden egyes cella EMFe. A kombináció eredő belső ellenállása:

Az akkumulátor által kézbesített áram az egyes cellák által kézbesített áramok összege.

Vegyes csoportosítású akkumulátorok vagy Sor-Párhuzamos Akkumulátorok

Ahogy korábban már említettük, az akkumulátor cellái sorban és párhuzamosan is összekötődhetnek. Ezek a kombinációk néha sor-párhuzamos akkumulátorok néven ismertek. Egy terhelés mind feszültségre, mind áramra lehet nagyobb igénye, mint egyetlen akkumulátor cellának. A szükséges terhelési feszültség eléréséhez a kívánt számú akkumulátor cellát sorban köthetünk, és a szükséges terhelési áram eléréséhez a kívánt számú ilyen soros kombinációt párhuzamosan köthetünk. Tegyük fel, hogy m darab sor, mindegyikben n darab azonos cella, párhuzamosan van összekötve.