Baterije v vrsto in baterije v vzporedno

Baterijske celice

Baterija je električni element, kjer se električni potencial ustvari zaradi kemijske reakcije. Vsaka elektrokemijska reakcija ima omejeno zmogljivost za ustvarjanje električne napetosti med dvema elektrodama.
Baterijske celice so tiste, kjer te elektrokemijske reakcije potekajo in ustvarjajo omejeno električno napetost. Za dosego željene električne napetosti na koncih baterije mora biti več število celic povezanih zaporedno. Torej lahko zaključimo, da je baterija kombinacija več celic, kjer je cela enota baterije. Na primer, nikl-kadmijevi baterijske celice običajno ustvarijo okoli 1,2 V na celico, medtem ko olovinsko-kislinski bateriji ustvarijo okoli 2 V na celico. Torej bo 12-voltova baterija imela skupno 6 celic, povezanih zaporedno.

Elektromotorna sila baterije

Če nekdo premeri električno napetost med dvema koncema baterije, ko ni priključen naložnik, bo dobil napetost, ki jo razvija baterija, ko skozi njo ne teče tok. Ta napetost se običajno imenuje elektromotorna sila ali elektromotorna sila baterije. Tudi kot napetost brez naložnika baterije.

Napetost na koncih baterije

Napetost na koncih baterije je napetost med njegovimi konci, ko iz nje teče tok. Ko je naložnik priključen na baterijo, bo skozi njo tekla naložniški tok. Ker je baterija električna oprema, mora imeti neko električno upornost znotraj. Zaradi te notranje upornosti baterije, bo bil nekaj padec napetosti. Torej, če kdorkoli meri napetost na koncih naložnika, tj. napetost na koncih baterije, ko je naložnik priključen, bo dobil napetost, ki je manjša od EMF baterije za notranji padec napetosti baterije.

Če je E EMF ali napetost brez naložnika baterije in V napetost na koncih ali naložniška napetost baterije, potem E – V = notranji padec napetosti baterije.
Po Ohmovem zakonu, ta notranji padec napetosti ni nič drugega kot produkt električne upornosti, ki jo ponuja baterija, in toka, ki teče skozi njo.

Notranja upornost baterije

Celotna upornost, s katero se sooča tok, ko teče skozi baterijo od negativnega konca do pozitivnega konca, se imenuje notranja upornost baterije.

Zaporedno vzporedne baterije

Baterijske celice se lahko povežejo zaporedno, vzporedno in tudi v mešanici zaporednih in vzporednih povezav.

Zaporedne baterije

Ko v bateriji pozitiven konec ene celice povežemo z negativnim koncem naslednje celice, pravimo, da so celice povezane zaporedno ali preprosto zaporedne baterije. Tukaj je skupna EMF baterije algebarska vsota vseh posameznih celic, povezanih zaporedno. Vendar skupni iztok toka baterije ne preseže iztoka toka posameznih celic.

Če je E skupna EMF baterije, sestavljena iz n števila celic, in E1, E2, E3, …………… En EMF posameznih celic.

Podobno, če so r1, r2, r3, …………… rn notranje upornosti posameznih celic, potem bo notranja upornost baterije enaka vsoti notranjih upornosti posameznih celic, torej:

Vzporedne baterije

Ko so pozitivni konci vseh celic povezani skupaj in podobno tudi negativni konci teh celic povezani skupaj v bateriji, pravimo, da so celice povezane vzporedno. Te kombinacije se tudi imenujejo vzporedne baterije. Če je EMF vsake celice enaka, je EMF baterije, sestavljene iz n števila celic, povezanih vzporedno, enaka EMF vsake celice. Rezultantna notranja upornost kombinacije je,

Tok, ki ga baterija oddaja, je vsota tokov, ki jih oddajajo posamezne celice.

Mišana združitev baterij ali zaporedno-vzporedne baterije

Kot smo že omenili, se celice v bateriji lahko povežejo tudi v mišanici zaporednih in vzporednih povezav. Te kombinacije se nekaterič imenujejo zaporedno-vzporedne baterije. Naložnik lahko zahteva napetost in tok, ki sta višja od tistega, ki ga zagotovi posamezna baterijska celica. Za dosego željene naložniške napetosti se lahko željeno število baterijskih celic kombinira zaporedno, za dosego željenega naložniškega toka pa se željeno število teh zaporednih kombinacij poveže vzporedno. Naj bo m število zaporednih kombinacij, vsaka sestavljena iz n števila identičnih celic, povezanih vzporedno.