Акумулятори, підключені послідовно, та акумулятори, підключені паралельно

Елементи батареї

Батарея — це електричний елемент, де електричний потенціал створюється завдяки хімічній реакції. Кожна електрохімічна реакція має свій ліміт створення електричної різниці потенціалів між двома електродами.
Елементи батареї — це ті, в яких відбуваються ці електрохімічні реакції для створення обмеженої електричної різниці потенціалів. Для досягнення бажаної електричної різниці потенціалів на кінцевиках батареї необхідно з'єднати кілька елементів послідовно. Тому можна зробити висновок, що батарея — це комбінація кількох елементів, де елемент — це одиниця батареї. Наприклад, нікель-кадмієві елементи батареї зазвичай генерують приблизно 1,2 В на елемент, а свинцево-кислотна батарея генерує приблизно 2 В на елемент. Отже, 12-вольтова батарея матиме загалом 6 елементів, з'єднаних послідовно.

ЕДС батареї

Якщо хтось просто виміряє електричну різницю потенціалів між двома кінцевиками батареї, коли вона не підключена до навантаження, він отримає напругу, що утворюється в батареї, коли немає струму, що проходить через неї. Ця напруга зазвичай називається електромотивною силою або ЕДС батареї. Її також називають напругою без навантаження батареї.

Напруга на кінцевиках батареї

Напруга на кінцевиках батареї — це різниця потенціалів на її кінцевиках, коли струм відводиться з неї. Насправді, коли навантаження підключене до батареї, буде протікати струм навантаження. Оскільки батарея — це електричне обладнання, вона має певний електричний опір всередині. Через цей внутрішній опір батареї, будуть деякі падіння напруги. Отже, якщо хтось вимірює напругу на кінцевиках навантаження, тобто напругу на кінцевиках батареї, коли навантаження підключене, він отримає напругу, яка менша за ЕДС батареї на внутрішнє падіння напруги батареї.

Якщо E — це ЕДС або напруга без навантаження батареї, а V — це напруга на кінцевиках або напруга навантаження батареї, то E – V = внутрішнє падіння напруги батареї.
За законом Ома, це внутрішнє падіння напруги є просто добутком електричного опору, що надає батарея, і струму, що проходить через неї.

Внутрішній опір батареї

Увесь опір, який струм зустрічає, коли він проходить через батарею від від'ємного кінцевика до додатного, відомий як внутрішній опір батареї.

Послідовно-паралельні батареї

Елементи батареї можна з'єднати послідовно, паралельно або як комбінацію обох типів з'єднань.

Послідовні батареї

Коли в батареї додатний кінцевик одного елемента з'єднаний з від'ємним кінцевиком наступного елемента, то елементи називаються з'єднаними послідовно або просто послідовні батареї. У цьому випадку загальна ЕДС батареї є алгебраїчною сумою всіх окремих елементів, з'єднаних послідовно. Але загальний струм, що відводиться з батареї, не перевищує струм, що відводиться з окремих елементів.

Якщо E — це загальна ЕДС батареї, складеної з n числа елементів, а E1, E2, E3, …………… En — це ЕДС окремих елементів.

Так само, якщо r1, r2, r3, …………… rn — це внутрішні опори окремих елементів, то внутрішній опір батареї буде дорівнювати сумі внутрішніх опор окремих елементів, тобто.

Паралельні батареї

Коли додатні кінцевики всіх елементів з'єднані разом, а також від'ємні кінцевики цих елементів з'єднані разом в батареї, то елементи називаються з'єднаними паралельно. Ці комбінації також називаються паралельні батареї. Якщо ЕДС кожного елемента однакова, то ЕДС батареї, складеної з n числа елементів, з'єднаних паралельно, дорівнює ЕДС кожного елемента. Результативний внутрішній опір комбінації, є,

Струм, що відводиться батареєю, є сумою струмів, що відводяться окремими елементами.