Baterias em Série e Baterias em Paralelo

Células de Bateria

Bateria é um elemento elétrico onde o potencial elétrico é produzido devido a uma reação química. Cada reação eletroquímica tem seu limite de produção de diferença de potencial elétrico entre dois eletrodos.
Células de bateria são aquelas onde essas reações eletroquímicas ocorrem para produzir a diferença de potencial elétrico limitada. Para alcançar a diferença de potencial elétrico desejada nos terminais da bateria, várias células devem ser conectadas em série. Portanto, pode-se concluir que uma bateria é uma combinação de várias células, onde uma célula é uma unidade da bateria. Por exemplo, as células de bateria de níquel-cádmio normalmente desenvolvem cerca de 1,2 V por célula, enquanto as baterias de chumbo-ácido desenvolvem cerca de 2 V por célula. Portanto, uma bateria de 12 volts terá um total de 6 células conectadas em série.

Força Eletromotriz da Bateria

Se alguém medir apenas a diferença de potencial elétrico entre dois terminais de uma bateria quando não houver carga conectada à bateria, ele ou ela obterão a tensão desenvolvida na bateria quando não houver corrente fluindo através dela. Esta tensão é geralmente referida como força eletromotriz ou força eletromotriz da bateria. Também é referida como tensão sem carga da bateria.

Tensão Terminal da Bateria

Tensão terminal da bateria é a diferença de potencial entre seus terminais quando a corrente está sendo retirada dela. Na verdade, quando a carga está conectada à bateria, haverá corrente de carga fluindo através dela. Como a bateria é um equipamento elétrico, deve ter alguma resistência elétrica interna. Devido a essa resistência interna da bateria, haverá algumas queda de tensão através dela. Portanto, se alguém medir a tensão terminal da carga, isto é, a tensão terminal da bateria quando a carga estiver conectada, ele ou ela obterá a tensão que é menor do que a força eletromotriz da bateria pela queda de tensão interna da bateria.

Se E for a força eletromotriz ou a tensão sem carga da bateria e V for a tensão terminal da carga da bateria, então E – V = queda de tensão interna da bateria.
Conforme a Lei de Ohm, esta queda de tensão interna nada mais é do que o produto da resistência elétrica oferecida pela bateria e a corrente que flui através dela.

Resistência Interna da Bateria

A resistência encontrada por uma corrente ao fluir através de uma bateria do terminal negativo para o positivo é conhecida como resistência interna da bateria.

Baterias em Série e Paralelo

Células de bateria podem ser conectadas em série, em paralelo e também como uma mistura de ambas as configurações, série e paralelo.

Baterias em Série

Quando, em uma bateria, o terminal positivo de uma célula é conectado ao terminal negativo da célula seguinte, as células são ditas estar conectadas em série ou simplesmente bateria em série. Neste caso, a força eletromotriz global da bateria é a soma algébrica de todas as células individuais conectadas em série. No entanto, a corrente de descarga global da bateria não excede a corrente de descarga das células individuais.

Se E for a força eletromotriz global da bateria combinada por n células e E1, E2, E3, …………… En forem as forças eletromotrizes das células individuais.

Da mesma forma, se r1, r2, r3, …………… rn forem as resistências internas das células individuais, então a resistência interna da bateria será igual à soma das resistências internas das células individuais, ou seja:

Baterias em Paralelo

Quando os terminais positivos de todas as células são conectados juntos e, de maneira similar, os terminais negativos dessas células são conectados juntos em uma bateria, as células são ditas estar conectadas em paralelo. Essas combinações também são referidas como baterias em paralelo. Se a força eletromotriz de cada célula for idêntica, então a força eletromotriz da bateria combinada por n células conectadas em paralelo, será igual à força eletromotriz de cada célula. A resistência interna resultante da combinação é,

A corrente fornecida pela bateria é a soma das correntes fornecidas pelas células individuais.

Agrupamento Misto de Baterias ou Baterias em Série e Paralelo

Como dissemos anteriormente, as células em uma bateria também podem ser conectadas em uma mistura de série e paralelo. Essas combinações às vezes são referidas como baterias em série e paralelo. Uma carga pode requerer tanto tensão quanto corrente maiores do que as de uma célula de bateria individual. Para atingir a tensão de carga desejada, o número desejado de células de bateria pode ser combinado em série e, para atingir a corrente de carga desejada, o número desejado dessas combinações em série pode ser conectado em paralelo. Suponha que m, números de séries, cada uma contendo n células idênticas, estejam conectadas em paralelo.

Novamente, suponha que a força eletromotriz de cada célula seja E e a resistência interna de cada célula seja r. Como n células estão conectadas em cada série, a força eletromotriz de cada série, bem como da