Seri Bağlı ve Paralel Bağlı Pil Sistemleri

Pil Hücreleri

Pil, kimyasal reaksiyon sonucunda elektriksel potansiyel üretilen bir elektrik elemanıdır. Her elektrokimyasal reaksiyonda, iki elektrot arasında elektriksel potansiyel farkı üretme sınırı vardır.
Pil hücreleri, bu elektrokimyasal reaksiyonların sınırlı elektriksel potansiyel farkını üretmek için gerçekleştiği yerlerdir. İstenen elektriksel potansiyel farkını pil uçları arasında elde etmek için birden fazla hücre serile bağlanmalıdır. Bu nedenle, pilin birkaç hücrenin birleşimi olduğu ve hücrenin bir pilin birimi olduğu sonucuna varılabilir. Örneğin, Nikel-kadyum pil hücreleri genellikle hücre başına yaklaşık 1.2 V gerilim üretirken, kurşun asit pil hücre başı yaklaşık 2 V gerilim üretir. Yani, 12 voltlu bir pil toplamda seri bağlı 6 hücreye sahip olacaktır.

Pil EMF'si

Birisi, pilin yük ile bağlantılı olmadığı durumda pilin iki ucundaki elektriksel potansiyel farkını ölçerse, herhangi bir akım geçmediği zaman pilde geliştirilen gerilimi elde edecektir. Bu gerilim genellikle elektromotor kuvvet veya pil EMF'si olarak adlandırılır. Ayrıca pilin boş yük gerilimi olarak da bilinir.

Pil Uç Gerilimi

Pilin terminal voltajı pilin terminali arasındaki potansiyel farkıdır, bu durumda akım pilin üzerinden çekilir. Aslında, yük pil ile bağlantılı olduğunda, içinden yük akımı akar. Pil bir elektrik ekipmanı olduğu için, içinde bazı elektriksel direnç bulunmalıdır. Bu pilin iç direnci nedeniyle, üzerinde bazı gerilim düşüşleri olacaktır. Dolayısıyla, eğer herhangi bir kişi yük bağlı iken pilin terminal voltajını ölçerse, yani pilin terminal voltajını ölçerse, elde ettiği gerilim, pilin iç gerilim düşüşü kadar az olan EMF'den daha düşük olacaktır.

E, pilin EMF'si veya boş yük gerilimi ve V, pilin terminal gerilimi veya yük gerilimi ise, E – V = pilin iç gerilim düşüşü.
Ohm yasası'na göre, bu iç gerilim düşüşü, pil tarafından sağlanan elektriksel dirençle ve onun üzerinden akan akımın ürünüdür.

Pilin İç Direnci

Bir akım, pilin negatif terminalinden pozitif terminaline akarken karşılaştığı tüm direnç, pilin iç direnci olarak bilinir.

Seri Paralel Piller

Pil hücreleri seri, paralel ve ayrıca hem seri hem de paralel bir karışım şeklinde bağlanabilir.

Seri Piller

Bir pilde, bir hücrenin pozitif terminali sonraki hücresin negatif terminaline bağlandığında, hücreler serili olarak bağlanmış veya kısaca seri pil olarak adlandırılır. Burada, pilin toplam EMF'si (elektromotif kuvveti) seri bağlı tüm bireysel hücrelerin cebirsel toplamıdır. Ancak, pilin toplam boşalma akımı, bireysel hücrelerin boşalma akımını aşmaz.

E, n sayıda hücre tarafından oluşturulan pilin toplam EMF'si ise ve E1, E2, E3, …………… En bireysel hücrelerin EMF'leri olur.

Benzer şekilde, r1, r2, r3, …………… rn bireysel hücrelerin iç dirençleri ise, pilin iç direnci bireysel hücrelerin iç dirençlerinin toplamına eşittir yani,

Paralel Pilller

Tüm hücrelerin pozitif terminalleri birlikte ve benzer şekilde bu hücrelerin negatif terminalleri birlikte bağlandığında, hücreler paralel olarak bağlanmış olarak adlandırılır. Bu kombinasyonlar aynı zamanda paralel piller olarak da bilinir. Eğer her hücrenin EMF'si aynı ise, paralel bağlı n sayıda hücre tarafından oluşturulan pillerin EMF'si, her bir hücrenin EMF'sine eşittir. Kombinasyonun sonuç iç direnci,

Pilin sağladığı akım, bireysel hücrelerin sağladığı akımların toplamıdır.

Karma Gruplandırma veya Seri Paralel Pilller

Daha önce de belirttiğimiz gibi, bir bataryadaki hücreler hem seri hem de paralel olarak da bağlanabilir. Bu kombinasyonlar bazen seri paralel batarya olarak adlandırılır. Bir yük, tek bir batarya hücresinden daha fazla gerilim ve akım gerektirebilir. Gerekli yük geriliminin elde edilmesi için, istenen sayıda batarya hücresi seride birleştirilebilir ve gerekli yük akımının elde edilmesi için, bu seri kombinasyonların istenen sayısı paralel olarak bağlanabilir. m tane seri, her birinde n tane aynı hücre bulunuyor olsun, bunlar paralel olarak bağlanmıştır.

Yine her bir hücrenin EMF'sinin E olduğunu ve her bir hücrenin iç direncinin r olduğunu varsayalım. Her seride n tane hücre bağlandığından, her serinin ve dolayısıyla bataryanın EMF'si nE olacaktır. Serinin eşdeğer direnci nr olacaktır. m tane seri paralel olarak bağlandığında, bu seri ve paralel bataryanın eşdeğer iç direnci nr/m olacaktır.

Açıklama: Orijinali saygıya alın, iyi makaleler paylaşılabilir, ihlal varsa silme için iletişime geçiniz.