So laden Sie mehrere 12-V-Batterien in Reihe

Das Aufladen von Batterien kann sich für langfristige Projekte als praktisch erweisen und Energie sparen. Das Laden von Batterien mit einem Gerät wie einem Ladegerät bedeutet, dass ein elektrischer Stromkreis erstellt wird, um die in den einzelnen Batterien gespeicherte Ladung zu erhöhen. Sie können mehr über diese Schaltungen erfahren, damit auch Sie lernen, wie Sie Batterien am besten mit einem Ladegerät aufladen.

Mit diesen Tutorials und Erklärungen zum aufeinander abgestimmten Laden von Akkus werden Sie Bauen Sie elektrische Schaltkreise, die die Funktionsweise von Ladegeräten nutzen können, um angemessen aufzuladen Batterien.

Seien Sie vorsichtig, wenn Sie mit Stromkreisen arbeiten, da Sie die Drahtenden nicht berühren sollten, es sei denn, sie sind isoliert, um sich selbst zu schützen und das Berühren des Stromkreises zu vermeiden, wenn die Drähte oder Batterien nass sind. Mischen Sie keine Batteriegrößen mit unterschiedlichen Spannungen oder Amperestunden (AH)-Kapazitäten und verwenden Sie bei Bedarf Gummihandschuhe, um Ihre Hände vor Elektrizität zu isolieren und sich zu schützen.

​Reihenschaltungensenden Strom in einer einzigen Richtung um eine Schleife, während parallele Stromkreise Strom in verschiedenen Pfaden über Zweige senden. Reihen- und Parallelverfahren bedeutet, dass das Laden von 12-Volt-Batterien (12 V) in Reihe entweder eine Reihen- oder eine Parallelschaltung verwenden kann. In Reihenschaltungen ist der Strom in der gesamten Schaltung konstant und die Spannung ändert sich an jedem Element der Schaltung.

ImParallelschaltungen, ist der Spannungsabfall durch jeden Zweig der Schaltung gleich, während sich der Strom in der gesamten Schaltung ändert.

Beim Laden von 3 12-V-Batterien in Reihe miteinander würde jede Spannung jeder Batterie um einen Betrag ansteigen, der vonOhm'sches Gesetz​

für SpannungV(in Volt), Stromich(in Ampere) und WiderstandR(in Ohm). Dies macht das Laden der Batterie schwierig, da die Spannungserhöhungen jeder Batterie unterschiedliche Ladungen liefern.

Sie können für die Batterien selbst ein Ladegerät verwenden, das die erhöhte Spannungsabgabe effektiver nutzt, aber Die Reihenschaltung von Batterien hat keinen Einfluss auf die AH-Kapazität des Stromkreises, ein Maß dafür, wie viel Energie die Batterie hat kann speichern. Dies bedeutet, dass Sie sich auf die erhöhte Spannung und Möglichkeiten zum Laden mehrerer 12-V-Batterien konzentrieren sollten, indem Sie beispielsweise ein Ladegerät mit derselben Spannung wie jede Batterie verwenden.

Eine Grundkonfiguration zum Laden von Batterien in Reihe besteht darin, den positiven Ladeausgang (in rot) mit dem positiven Ende einer der Batterien zu verbinden. Verbinden Sie dann das negative Ende der Batterie mit dem positiven Ende der nächsten und fahren Sie damit für den Rest Ihrer Batterien fort.

Verbinden Sie für die letzte Batterie das negative Ende der Batterie mit dem negativen Ausgang (in Schwarz) des Ladegeräts. Wenn Sie zwei Ladegeräte haben, können Sie stattdessen sowohl positive als auch negative Ladegerätausgänge für das erste Ladegerät anschließen an die erste Batterie und verbinden Sie sowohl den positiven als auch den negativen Ladeausgang des zweiten Ladegeräts mit dem letzten Batterie.

Bei Verwendung von zwei oder mehr Ladegeräten können Sie die Gesamtspannung der Batteriequelle ermitteln, indem Sie jedes Ladegerät aufsummieren. Wenn Sie für jeden Akku ein Ladegerät finden, können Sie sicherstellen, dass jeder Akku bis zur vollen Kapazität aufgeladen wird. Die Verwendung mehrerer Ladegeräte kann idealer sein, da sichergestellt wird, dass jeder Akku gleichzeitig geladen wird, aber dies hängt von Ihren Anforderungen ab. Zum Laden von 6-Volt-Batterien in Reihe mit einem 12-Volt-Ladegerät können Sie ein einzelnes Ladegerät verwenden.

Wenn Sie den Unterschied zwischen Reihen- und Parallelschaltungen zum Laden von Batterien kennen, können Sie die Effizienz verbessern Ihrer Batterien durch unterschiedliche Methoden aufgrund der unterschiedlichen Physik zwischen Reihen- und Parallelschaltung. Während das Laden von Batterien in Reihe durch Erhöhen der Spannung an jedem von ihnen die Ladung wiederherstellen kann, funktioniert das parallele Laden von Batterien anders.

Beim parallelen Laden von Batterien laden Sie nicht die Spannung der Batterien, sondern die butAmperestunden Kapazitätder Batterien. Die AH-Kapazität, auch bekannt als AH-Spezifikation oder -Bewertung, gibt an, wie lange die Batterie diesen Strom produzieren kann. Der AH-Wert ändert sich auch je nachdem, wie lange die Batterie verwendet wird. Ein Wert von "100 AH bei 2 Stunden" sagt aus, dass eine Batterie 20 Stunden lang 5 Ampere Strom liefern kann. Berechnen Sie diese Werte, um zu bestimmen, wie die Parallelschaltung die AH-Kapazität ändert.

Beachten Sie die entsprechenden Zeiträume, die mit jeder AH-Kapazität verbunden sind. Eine Batterie, die mit 100 AH gekennzeichnet ist, liefert eine Stunde lang keine 100 Ampere Strom. Es wird wahrscheinlich nur etwa 40 Minuten Strom bei 100 Ampere liefern. Dies liegt daran, dass Blei-Säure-Batterien die Kapazität verlieren, Strom fließen zu lassen, wenn die Entladungsrate infolge vonPeukerts Gesetz​.

Parallel dazu haben Batterien eine erhöhte AH-Kapazität, selbst wenn die Spannung an jeder Batterie gleich ist. Der parallele Aufbau des Stromkreises kann seine Zweige verwenden, um zu erhöhen, wie lange eine Batterie Gegenstände mit der AH-Kapazität versorgen kann. Wenn Sie eine parallele Ladeschaltung aufbauen möchten, werden die Batterien trotzdem nur bis zur Standardspannung geladen. Das Laden von Batterien in einer Parallelschaltung bedeutet, dass Sie überlegen sollten, wie sich die AH-Kapazität erhöht.

Ein beispielhaftes Verfahren zum parallelen Laden von Batterien besteht darin, einen Zweig der Parallelschaltung zu verwenden, um jede Batterie mit einem einzigen Ladegerät zu laden. Verbinden Sie den positiven Ausgang des Ladegeräts mit dem Pluspol der ersten Batterie und verbinden Sie diesen Pluspol mit dem Pluspol der zweiten Batterie. Fahren Sie damit fort, bis alle Batterien angeschlossen sind. Verbinden Sie dann den negativen Ausgang des Ladegeräts mit dem negativen Ende der ersten Batterie und fahren Sie fort, jedes negative Ende auf die gleiche Weise anzuschließen, wie Sie es für die positiven Enden getan haben.

Es gibt andere Möglichkeiten, Stromkreise zum Laden von Batterien anzuschließen. Während in diesen Beispielen reine Reihen- und reine Parallelschaltungen verwendet wurden, können Sie Batterien mit Reihen-Parallelschaltungs-Hybriden verbinden. Diese Arten von Schaltungen verwenden Elemente, die geschlossene Schleifen erzeugen, die Sie in Reihenschaltungen finden, sowie Verzweigungen, um Strom über verschiedene Pfade in Parallelschaltungen zu verteilen.

Eine Möglichkeit, eine Reihen-Parallel-Schaltung zu demonstrieren, besteht darin, vier Batterien mit einem einzigen Ladegerät zu verwenden. Verbinden Sie den positiven Ausgang des Ladegeräts mit dem Pluspol der ersten Batterie und dann den Pluspol der Batterie mit dem Pluspol der zweiten Batterie.

Verbinden Sie auf ähnliche Weise den Minusausgang des Ladegeräts mit dem Minuspol der dritten Batterie und dann den Minuspol der dritten Batterie mit dem Minuspol der vierten. Verbinden Sie schließlich die Minuspole der ersten und zweiten Batterie mit den Pluspolen der dritten bzw. vierten Batterie.

Dieser Aufbau erzeugt Reihenschaltungen zwischen zwei der Batterien selbst und verbindet gleichzeitig zwei der Batterien parallel miteinander. Wenn Sie diese Schaltung mit physikalischen und mathematischen Gleichungen lösen würden, um Strom und Spannung zu beschreiben, würden Sie müssen die Serienkomponenten als in Reihe fließend und die Parallelkomponenten in parallel.

Diese Konfiguration, bekannt als 2s2p für die Serien- und Parallelkomponenten, wird tatsächlich in Vierzellen-Energiezellen verwendet, indem die erhöhte Spannung und die AH-Kapazität entsprechend genutzt werden. Diese Schaltungen werden weiter mit integrierten Schaltungen, Mikroskop-Schaltungschips aus Widerständen, Kondensatoren, Transistoren und anderen Elementen reguliert auf einem Halbleiter (elektrizitätsleitendem Material), die erfunden wurden, um die notwendigen Komponenten in einer Schaltung auf ein einziges zu reduzieren Chip.

Insbesondere Lithium-Ionen verwenden eine Kombination von Zellen parallel und in Reihe, um die Komplexität der Spannungen zu reduzieren und die Zellen auf normalen Spannungswerten zu halten.