直列接続のバッテリーと並列接続のバッテリー

バッテリーセル

バッテリーは、化学反応によって電気的ポテンシャルが生じる電気要素です。すべての電気化学反応には、2つの電極間に電位差を生じさせる限界があります。
バッテリーセルは、これらの電気化学反応が発生し、限定的な電位差を生成する場所です。バッテリーターミナル間で目的の電位差を得るためには、複数のセルを直列に接続する必要があります。したがって、バッテリーはいくつかのセルの組み合わせであり、セルはバッテリーの単位であると結論づけられます。例えば、ニッケルカドミウムバッテリーセルは通常、セルあたり約1.2Vを発生しますが、鉛蓄電池はセルあたり約2Vを発生します。したがって、12Vのバッテリーは合計6つのセルが直列に接続されています。

バッテリーの起電力

誰かがバッテリーに負荷を接続せずにその両端子間の電位差を測定すると、電流が流れていないときのバッテリー内の電圧を得ることができます。この電流が流れていないうちの電圧は一般的に電動力またはバッテリーの起電力として知られています。これはまた、バッテリーの無負荷電圧とも呼ばれます。

バッテリーの端子電圧

バッテリーの端子電圧とは、電流が引き出されているときにその端子間の電位差です。実際、負荷がバッテリーに接続されると、負荷電流がバッテリー内を流れるようになります。バッテリーは電気機器であるため、内部には必ず電気抵抗があります。このバッテリーの内部抵抗により、電圧降下が発生します。したがって、負荷が接続されたときに誰かがバッテリーの端子電圧を測定すると、バッテリーの内部電圧降下よりも低い電圧を得ます。

Eがバッテリーの起電力または無負荷電圧、Vがバッテリーの端子電圧または負荷電圧の場合、E - V = バッテリーの内部電圧降下です。
オームの法則によれば、この内部電圧降下はバッテリーが提供する電気抵抗と通過する電流の積にすぎません。

バッテリーの内部抵抗

バッテリーから負極から正極へと電流が流れることで遭遇する全抵抗がバッテリーの内部抵抗として知られています。

直列並列バッテリー

バッテリーセルは直列、並列、またはその両方の組み合わせで接続することができます。

直列バッテリー

バッテリーにおいて、あるセルの正極が次のセルの負極に接続されている場合、これらのセルは直列接続または単に直列バッテリーと呼ばれます。ここでは、バッテリー全体の起電力は直列に接続された個々のセルの起電力の代数和となります。しかし、バッテリー全体の放電電流は個々のセルの放電電流を超えることはありません。

Eがn個のセルで構成されるバッテリー全体の起電力であり、E1, E2, E3, …………… Enが個々のセルの起電力である場合。

同様に、r1, r2, r3, …………… rnが個々のセルの内部抵抗である場合、バッテリーの内部抵抗は個々のセルの内部抵抗の合計に等しくなります。

並列バッテリー

バッテリーにおいて、すべてのセルの正極が互いに接続され、同様にすべてのセルの負極が互いに接続されている場合、これらのセルは並列接続されています。これらの組み合わせは並列バッテリーとも呼ばれます。各セルの起電力が同じである場合、n個のセルが並列に接続されたバッテリー全体の起電力は各セルの起電力に等しいです。組み合わせの結果の内部抵抗は、

バッテリーが供給する電流は個々のセルが供給する電流の合計です。

混合グループ化バッテリーまたは直列並列バッテリー

先に述べたように、バッテリーのセルは直列と並列の両方の組み合わせでも接続できます。これらの組み合わせは時折直列並列バッテリーと呼ばれることもあります。負荷には個々のバッテリーセルよりも高い電圧と電流が必要な場合があります。必要な負荷電圧を得るために、必要な数のバッテリーセルを直列に接続し、必要な負荷電流を得るために、これらの直列結合を並列に接続します。m個の直列がそれぞれn個の同一セルを含むものとします。

各セルの起電力をE、内部抵抗をrと仮定します。n個のセルが各直列に接続されているため、各直列およびバッテリーの起電力はnEとなります。直列の等価抵抗はnrです。m個の直列が並列に接続されているため、その直列並列バッテリーの等価内部抵抗はnr/mです。

声明：元の文章を尊重し、良い記事は共有に値します。著作権侵害がある場合は削除をお願いします。