Bateri dalam Siri dan Bateri dalam Selari

Sel sel Bateri

Bateri adalah elemen elektrik di mana potensi elektrik dihasilkan akibat reaksi kimia. Setiap reaksi elektrokimia mempunyai had dalam menghasilkan beza keupayaan elektrik antara dua elektrod.
Sel-sel bateri adalah tempat di mana reaksi-reaksi elektrokimia berlaku untuk menghasilkan beza keupayaan elektrik yang terhad. Untuk mencapai beza keupayaan elektrik yang diinginkan di antara terminal bateri, beberapa sel perlu disambung secara siri. Oleh itu, boleh disimpulkan bahawa, bateri adalah kombinasi beberapa sel di mana satu sel adalah unit bateri. Sebagai contoh, sel-sel bateri nikel-kadmium biasanya menghasilkan sekitar 1.2 V per sel manakala bateri asid plumbum menghasilkan sekitar 2 V per sel. Jadi, bateri 12 volt akan mempunyai jumlah 6 sel yang disambung secara siri.

EMF Bateri

Jika seseorang hanya mengukur beza keupayaan elektrik antara dua terminal bateri apabila beban tidak disambungkan dengan bateri, dia akan mendapatkan voltan yang dihasilkan dalam bateri apabila tiada arus yang mengalir melaluinya. Voltan ini biasanya dirujuk sebagai daya gerak elektrik atau emf bateri. Ia juga dirujuk sebagai voltan tanpa beban bateri.

Voltan Terminal Bateri

Voltan terminal bateri adalah beza keupayaan di antara terminal-terminalnya apabila arus sedang ditarik daripadanya. Sebenarnya, apabila beban disambungkan dengan bateri, akan ada arus beban yang mengalir melaluinya. Sebagai peralatan elektrik, bateri pasti mempunyai beberapa rintangan elektrik di dalamnya. Karena rintangan dalaman bateri, akan ada beberapa jatuh voltan di sepanjang jalurnya. Jadi, jika seseorang mengukur voltan terminal beban iaitu voltan terminal bateri apabila beban disambung, dia akan mendapatkan voltan yang kurang daripada emf bateri oleh jatuh voltan dalaman bateri.

Jika E adalah emf atau voltan tanpa beban bateri dan V adalah voltan terminal atau voltan beban bateri, maka E – V = jatuh voltan dalaman bateri.
Sesuai dengan Hukum Ohm, jatuh voltan dalaman ini hanyalah hasil daripada rintangan elektrik yang ditawarkan oleh bateri dan arus yang mengalir melaluinya.

Rintangan Dalaman Bateri

Keseluruhan rintangan yang dihadapi oleh arus seolah-olah ia mengalir melalui bateri dari terminal negatif ke terminal positif dikenali sebagai rintangan dalaman bateri.

Bateri Siri Selari

Sel-sel bateri boleh disambung secara siri, secara selari, dan juga gabungan kedua-duanya.

Bateri Siri

Apabila dalam bateri, terminal positif satu sel disambungkan dengan terminal negatif sel seterusnya, maka sel-sel tersebut dikatakan disambung secara siri atau bateri siri. Di sini, emf keseluruhan bateri adalah hasil tambah aljabar semua sel individu yang disambung secara siri. Tetapi arus yang dibebaskan oleh bateri tidak melebihi arus yang dibebaskan oleh sel individu.

Jika E adalah emf keseluruhan bateri yang digabungkan oleh n jumlah sel dan E1, E2, E3, …………… En adalah emfs sel individu.

Secara sama, jika r1, r2, r3, …………… rn adalah rintangan dalaman sel individu, maka rintangan dalaman bateri akan sama dengan jumlah rintangan dalaman sel individu iaitu.

Bateri Selari

Apabila terminal positif semua sel disambungkan bersama dan demikian juga terminal negatif sel-sel ini disambungkan bersama dalam bateri, maka sel-sel tersebut dikatakan disambung secara selari. Gabungan ini juga dirujuk sebagai bateri selari. Jika emf setiap sel adalah identik, maka emf bateri yang digabungkan oleh n jumlah sel yang disambung secara selari, adalah sama dengan emf setiap sel. Rintangan dalaman hasil gabungan adalah,

Arus yang dihantar oleh bateri adalah jumlah arus yang dihantar oleh sel individu.

Gabungan Campuran Bateri atau Bateri Siri Selari

Seperti yang kita katakan sebelumnya, sel-sel dalam bateri juga boleh disambung dalam campuran siri dan selari. Gabungan ini kadang-kadang dirujuk sebagai bateri siri selari. Beban mungkin memerlukan voltan dan arus yang lebih daripada sel bateri individu. Untuk mencapai voltan beban yang diinginkan, jumlah sel bateri yang diinginkan boleh digabungkan secara siri dan untuk mencapai arus beban yang diinginkan, jumlah gabungan siri ini disambung secara selari. Biarlah m, jumlah siri, setiap mengandungi n jumlah sel yang identik, disambung secara selari.

Anggap emf setiap sel adalah E dan rintangan dalaman setiap sel adalah r. Sebagai n jumlah sel disambung dalam setiap siri, emf setiap siri serta bateri akan menjadi nE. Rintangan setara siri adalah nr. Sebagai, m jumlah siri disambung secara selari, rintangan dalaman setara bateri siri dan selari adalah nr/m.