La ricarica delle batterie può rivelarsi utile per progetti a lungo termine e per risparmiare energia. Il processo di ricarica delle batterie utilizzando un dispositivo come un caricabatterie significa creare un circuito elettrico per aumentare la carica immagazzinata nelle singole batterie. Puoi scoprire di più su questi circuiti in modo che anche tu possa imparare i modi migliori per caricare le batterie quando usi un caricabatterie.
Questi tutorial e spiegazioni su come caricare le batterie in linea l'una con l'altra significano che lo farai costruire circuiti elettrici in grado di sfruttare il modo in cui funzionano i caricabatterie per caricare in modo appropriato batterie.
Fai attenzione quando lavori con i circuiti poiché non dovresti toccare le estremità del filo a meno che non siano isolate per proteggersi ed evitare di toccare il circuito se i fili o le batterie sono bagnati. Non mischiare batterie di dimensioni diverse con voltaggi o capacità amperora (AH) diverse e, se necessario, utilizzare guanti di gomma per isolare le mani dall'elettricità e proteggersi.
Circuiti in serieinviano corrente in un'unica direzione attorno a un anello mentre i circuiti paralleli inviano corrente in percorsi diversi attraverso i rami. I metodi in serie e in parallelo significano che la carica di batterie da 12 volt (12 V) in linea può utilizzare un circuito in serie o in parallelo. Nei circuiti in serie, la corrente è costante in tutto il circuito e la tensione cambia attraverso ciascun elemento del circuito.
Nelcircuiti paralleli, la caduta di tensione attraverso ogni ramo del circuito è la stessa mentre la corrente cambia in tutto il circuito.
Ricarica delle batterie in serie
Quando si caricano 3 batterie da 12 V in serie tra loro, ogni tensione di ciascuna batteria aumenterebbe di una quantità dettata daLegge di Ohm
V=IR
per la tensioneV(in volt), correnteio(in ampere) e resistenzaR(in ohm). Ciò rende difficile la ricarica della batteria perché gli aumenti di tensione forniranno cariche diverse a ciascuna batteria.
È possibile utilizzare un caricabatterie per le batterie stesse che utilizzi in modo più efficace l'uscita di tensione aumentata, ma il collegamento delle batterie in serie non influisce sulla capacità AH del circuito, una misura di quanta energia la batteria può memorizzare. Ciò significa che dovresti concentrarti sull'aumento della tensione e sui modi per utilizzarlo per caricare più batterie da 12 V utilizzando, ad esempio, un caricabatterie con la stessa tensione di ciascuna batteria.
Una configurazione di base per caricare le batterie in serie consiste nel collegare l'uscita positiva del caricabatterie (in rosso) al polo positivo di una delle batterie. Quindi, collega il polo negativo della batteria al polo positivo di quello successivo e continua a farlo per il resto delle batterie.
Per la batteria finale, collegare il polo negativo della batteria all'uscita negativa (in nero) del caricabatterie. Se disponi di due caricabatterie, puoi invece collegare le uscite caricabatterie positive e negative per il primo caricabatterie alla prima batteria e collegare le uscite del caricabatterie positivo e negativo per il secondo caricabatterie al finale batteria.
In caso di utilizzo di due o più caricabatterie, è possibile trovare la tensione totale della sorgente della batteria sommando ciascun caricabatterie. Se riesci a trovare un caricabatterie per ogni batteria, ciò può garantire che ogni batteria venga caricata alla sua piena capacità. L'utilizzo di più caricabatterie può essere più ideale in quanto assicura che ogni batteria venga caricata contemporaneamente, ma dipende dalle tue esigenze. Per caricare batterie da 6 volt in serie con un caricabatterie da 12 volt, è possibile utilizzare un unico caricabatterie.
Conoscere la differenza tra i circuiti in serie e in parallelo per caricare le batterie può aiutarti a migliorare l'efficienza delle batterie con metodi diversi a causa della fisica variabile tra i circuiti in serie e in parallelo. Mentre la ricarica delle batterie in serie può ripristinare la carica aumentando la tensione su ciascuna di esse, la ricarica delle batterie in parallelo funziona in modo diverso.
Ricarica delle batterie in parallelo
Quando si caricano le batterie in parallelo, non si carica la tensione delle batterie, ma, piuttosto, ilcapacità amperoradelle batterie. La capacità AH, nota anche come specifica o valutazione AH, indica il prodotto della corrente della batteria per quanto tempo la batteria può produrre quella corrente. Il valore AH cambia anche in base alla durata dell'utilizzo della batteria. Un valore "100 AH a 2 ore" indica che una batteria può fornire 5 ampere di corrente per 20 ore. Calcolare questi valori per determinare come il circuito parallelo modifica la capacità AH.
Tenere a mente i corrispondenti periodi di tempo associati a ciascuna capacità AH. Una batteria contrassegnata come 100 AH non fornirà 100 ampere di corrente per un'ora. Probabilmente fornirà solo circa 40 minuti di corrente a 100 ampere. Questo perché le batterie al piombo perdono la capacità di far fluire la corrente all'aumentare della velocità di scarica a causa di dischargeLegge di Peukert.
In parallelo, le batterie hanno una maggiore capacità AH anche quando la tensione è la stessa su ciascuna batteria. La configurazione parallela del circuito può utilizzare i suoi rami per aumentare la durata della batteria in grado di alimentare gli elementi alla capacità AH. Se si desidera impostare un circuito di carica parallelo, le batterie si alimenteranno solo alla loro tensione standard. Caricare le batterie in un circuito parallelo significa che dovresti considerare come aumenterà la capacità dell'AH.
Un metodo di esempio per caricare le batterie in parallelo consiste nell'utilizzare un ramo del circuito parallelo per caricare ciascuna batteria con un singolo caricabatterie. Collegare l'uscita positiva del caricabatterie al terminale positivo della prima batteria e collegare quel terminale positivo al terminale positivo della seconda batteria. Continua fino a quando tutte le batterie sono collegate. Quindi, collega l'uscita negativa del caricabatterie all'estremità negativa della prima batteria e procedi a collegare ogni estremità negativa nello stesso modo in cui hai fatto per le estremità positive.
Applicazioni di questi metodi
Esistono altri modi per collegare i circuiti per caricare le batterie. Sebbene questi esempi abbiano utilizzato circuiti in serie e in parallelo puri, è possibile collegare le batterie utilizzando ibridi di circuiti serie-parallelo. Questi tipi di circuiti utilizzano elementi che creano circuiti chiusi che si trovano nei circuiti in serie e rami per distribuire la corrente attraverso percorsi diversi in circuiti paralleli.
Un modo per dimostrare un circuito in serie-parallelo consiste nell'utilizzare quattro batterie con un singolo caricabatterie. Collegare l'uscita positiva del caricabatterie al terminale positivo della prima batteria, quindi collegare il terminale positivo della batteria al terminale positivo della seconda batteria.
Allo stesso modo, collegare l'uscita negativa del caricabatterie al terminale negativo della terza batteria, quindi collegare il terminale negativo della terza batteria al terminale negativo della quarta. Infine, collegare i terminali negativi della prima e della seconda batteria rispettivamente ai terminali positivi della terza e della quarta batteria.
Questa configurazione crea circuiti in serie tra due delle batterie stesse collegando anche due delle batterie in parallelo tra loro. Se dovessi risolvere questo circuito usando equazioni di fisica e matematica per descrivere corrente e tensione, lo faresti devono trattare i componenti in serie come scorrenti in serie tra loro e i componenti in parallelo in parallelo.
Questa configurazione, nota come 2s2p per i componenti serie e parallelo, viene effettivamente utilizzata nelle celle di energia a quattro celle sfruttando opportunamente l'aumento della tensione e della capacità AH. Questi circuiti sono ulteriormente regolati con circuiti integrati, chip di circuiti microscopici di resistori, condensatori, transistor e altri elementi su un semiconduttore (materiale che può condurre elettricità) che è stato inventato per ridurre i componenti necessari in un circuito fino a un singolo patata fritta.
Gli ioni di litio in particolare utilizzano una combinazione di celle in parallelo e la loro aggiunta in serie per ridurre la complessità delle tensioni e mantenere le celle a valori di tensione normali.