Accu's in serie en accu's parallel

Batterycellen

Batterij is een elektrisch element waarin elektrisch potentiaal wordt geproduceerd door een chemische reactie. Elke elektrochemische reactie heeft zijn grens voor het produceren van elektrisch potentiaalverschil tussen twee elektroden.
Batterycellen zijn de plaatsen waar deze elektro-chemische reacties plaatsvinden om het beperkte elektrische potentiaalverschil te produceren. Om het gewenste elektrische potentiaalverschil over de batterijterminals te bereiken, moeten meerdere cellen in serie worden verbonden. Daarom kan geconcludeerd worden dat een batterij een combinatie is van verschillende cellen, waarbij een cel een eenheid van de batterij is. Bijvoorbeeld, nikkel-cadmium batterycellen ontwikkelen normaal gesproken ongeveer 1,2 V per cel, terwijl lood-zuur batterijen ongeveer 2 V per cel ontwikkelen. Dus een 12-volt batterij zal in totaal 6 cellen in serie hebben.

EMF van Batterij

Als iemand het elektrische potentiaalverschil meet tussen de twee terminals van een batterij wanneer er geen belasting aan de batterij is verbonden, zal hij of zij de spanning vinden die in de batterij is opgewekt wanneer er geen stroom doorheen stroomt. Deze spanning wordt doorgaans aangeduid als electromotieve kracht of emf van batterij. Het wordt ook aangeduid als de belastingspanning van de batterij.

Terminalsnel van Batterij

Terminalsnel van batterij is het potentiaalverschil over de terminals wanneer er stroom wordt getrokken. Wanneer er een belasting aan de batterij is verbonden, zal er belastingspanning doorheen stromen. Als een batterij een elektrisch apparaat is, moet het enige elektrische weerstand binnenin hebben. Door deze interne weerstand van de batterij, zal er enige spanningsval over de batterij optreden. Dus, als iemand de terminalsnel van de belasting meet, d.w.z. terminalsnel van batterij wanneer de belasting is verbonden, zal hij of zij een spanning vinden die lager is dan de emf van de batterij met de interne spanningsval van de batterij.

Als E de emf of de belastingspanning van de batterij is en V de terminalsnel van de belasting is, dan is E – V = de interne spanningsval van de batterij.
Volgens de Wet van Ohm, is deze interne spanningsval niets anders dan het product van de elektrische weerstand die de batterij biedt en de stroom die erdoorheen stroomt.

Interne Weerstand van Batterij

De hele weerstand die een stroom tegenkomt als deze door een batterij stroomt van de negatieve terminal naar de positieve terminal, wordt aangeduid als interne weerstand van batterij.

Serie-Parallel Batterijen

Batterycellen kunnen in serie, parallel en als een mengeling van zowel serie als parallel worden verbonden.

Serie Batterijen

Wanneer in een batterij, de positieve terminal van één cel is verbonden met de negatieve terminal van de volgende cel, dan worden de cellen gezegd in serie te zijn verbonden of eenvoudigweg serie batterij. Hierbij is de totale emf van de batterij de algebraïsche som van alle individuele cellen die in serie zijn verbonden. Maar de totale afgescheiden stroom van de batterij overschrijdt niet de afgescheiden stroom van de individuele cellen.

Als E de totale emf is van de batterij gecombineerd door n aantal cellen en E1, E2, E3, …………… En de emfs zijn van individuele cellen.

Op dezelfde manier, als r1, r2, r3, …………… rn de interne weerstanden zijn van individuele cellen, dan is de interne weerstand van de batterij gelijk aan de som van de interne weerstanden van de individuele cellen, d.w.z.

Parallel Batterijen

Wanneer de positieve terminals van alle cellen samen zijn verbonden en evenzo de negatieve terminals van deze cellen in een batterij, dan worden de cellen gezegd in parallel te zijn verbonden. Deze combinaties worden ook aangeduid als parallel batterijen. Als de emf van elke cel identiek is, dan is de emf van de batterij gecombineerd door n aantal cellen in parallel, gelijk aan de emf van elke cel. De resulterende interne weerstand van de combinatie is,

De stroom die door de batterij wordt afgeleverd, is de som van de stromen die door de individuele cellen worden afgeleverd.

Gemengde Groepering van Batterijen of Serie-Parallel Batterijen

Zoals we eerder zeiden, kunnen de cellen in een batterij ook in een mengeling van zowel serie als parallel worden verbonden. Deze combinaties worden soms aangeduid als serie-parallel batterij. Een belasting kan zowel een hogere spanning als een hogere stroom vereisen dan die van een individuele batterijcel. Voor het bereiken van de benodigde belastingspanning, kunnen de gewenste aantallen batterijcellen in serie worden gecombineerd, en voor het bereiken van de benodigde belastingspanning, kunnen de gewenste aantallen van deze seriecombinaties in parallel worden verbonden. Stel m, aantallen series, elk bestaande uit n aantallen identieke cellen, zijn in parallel verbonden.

St