Jak ładować wiele akumulatorów 12 V w linii?

Ładowanie akumulatorów może się przydać w przypadku długoterminowych projektów i oszczędzania energii. Proces ładowania akumulatorów za pomocą urządzenia takiego jak ładowarka oznacza utworzenie obwodu elektrycznego w celu zwiększenia ładunku zgromadzonego w poszczególnych akumulatorach. Możesz dowiedzieć się więcej o tych obwodach, dzięki czemu Ty również możesz nauczyć się najlepszych sposobów ładowania akumulatorów za pomocą ładowarki.

Te samouczki i wyjaśnienia, jak ładować baterie zgodnie ze sobą, oznaczają, że zamierzasz budować obwody elektryczne, które mogą wykorzystać sposób działania ładowarek do odpowiedniego ładowania baterie.

Zachowaj ostrożność podczas pracy z obwodami, ponieważ nie należy dotykać końców przewodów, chyba że są izolowane, aby się chronić, i unikać dotykania obwodu, jeśli przewody lub baterie są mokre. Nie mieszaj różnych rozmiarów baterii o różnych napięciach lub pojemnościach amperogodzin (AH) i używaj gumowych rękawic, jeśli to konieczne, aby odizolować ręce od elektryczności i chronić siebie.

​Obwody szeregoweprzesyłają prąd w jednym kierunku wokół pętli, podczas gdy obwody równoległe przesyłają prąd różnymi ścieżkami przez gałęzie. Metody szeregowe i równoległe oznaczają, że ładowanie akumulatorów 12 V (12 V) w linii może odbywać się w obwodzie szeregowym lub równoległym. W obwodach szeregowych prąd jest stały w całym obwodzie, a napięcie zmienia się w każdym elemencie obwodu.

Wobwody równoległe, spadek napięcia w każdej gałęzi obwodu jest taki sam, podczas gdy prąd zmienia się w całym obwodzie.

Podczas ładowania 3 akumulatorów 12 V szeregowo ze sobą, każde napięcie każdego akumulatora wzrosłoby w ilości podyktowanejPrawo Ohma​

dla napięciaV(w woltach), prądja(w amperach) i rezystancjiR(w omach). To sprawia, że ​​ładowanie akumulatora jest trudne, ponieważ wzrost napięcia zapewni różne ładunki dla każdego akumulatora.

Możesz użyć ładowarki do samych akumulatorów, która efektywniej wykorzystuje zwiększone napięcie wyjściowe, ale łączenie baterii szeregowo nie wpływa na pojemność AH obwodu, pomiar ilości energii baterii; sklep z puszkami. Oznacza to, że powinieneś skupić się na zwiększonym napięciu i sposobach wykorzystania tego do ładowania wielu akumulatorów 12 V, używając na przykład ładowarki o takim samym napięciu jak każdy akumulator.

Jedną z podstawowych konfiguracji ładowania akumulatorów szeregowo jest podłączenie dodatniego wyjścia ładowarki (w kolorze czerwonym) do dodatniego końca jednego z akumulatorów. Następnie podłącz ujemny koniec baterii do dodatniego końca następnego i kontynuuj to dla pozostałych baterii.

W przypadku ostatecznego akumulatora podłącz ujemny koniec akumulatora do ujemnego wyjścia (w kolorze czarnym) ładowarki. Jeśli masz dwie ładowarki, możesz zamiast tego podłączyć zarówno dodatnie, jak i ujemne wyjścia ładowarki dla pierwszej ładowarki do pierwszego akumulatora i podłącz zarówno dodatnie, jak i ujemne wyjścia ładowarki dla drugiej ładowarki do końcowego bateria.

W przypadku korzystania z dwóch lub więcej ładowarek, całkowite napięcie źródła akumulatora można znaleźć, sumując każdą ładowarkę. Jeśli możesz znaleźć ładowarkę do każdego akumulatora, może to zapewnić, że każdy akumulator będzie naładowany do pełnej pojemności. Korzystanie z większej liczby ładowarek może być bardziej idealne, ponieważ zapewnia, że ​​każdy akumulator będzie ładowany jednocześnie, ale zależy to od Twoich potrzeb. Do ładowania akumulatorów 6 V szeregowo za pomocą ładowarki 12 V można użyć jednej ładowarki.

Znajomość różnicy między obwodami szeregowymi i równoległymi do ładowania akumulatorów może pomóc w poprawie wydajności baterii za pomocą różnych metod w wyniku różnej fizyki między obwodami szeregowymi i równoległymi. Podczas gdy ładowanie akumulatorów szeregowo może przywrócić im ładunek poprzez zwiększenie napięcia na każdym z nich, ładowanie akumulatorów równolegle działa inaczej.

Podczas równoległego ładowania akumulatorów nie ładujesz napięcia akumulatorów, ale raczejpojemność w amperogodzinachbaterii. Pojemność AH, znana również jako specyfikacja lub ocena AH, określa iloczyn prądu akumulatora przez czas, przez jaki akumulator może wytwarzać ten prąd. Wartość AH zmienia się również w zależności od tego, jak długo używana jest bateria. Ocena „100 AH w ciągu 2 godzin” mówi, że bateria może zapewnić prąd o natężeniu 5 amperów przez 20 godzin. Oblicz te wartości, aby określić, jak obwód równoległy zmienia pojemność AH.

Należy pamiętać o odpowiednich długościach czasu związanych z każdą pojemnością AH. Akumulator oznaczony jako 100 AH nie zapewni 100 amperów prądu przez godzinę. Prawdopodobnie zapewni tylko około 40 minut prądu przy 100 amperach. Dzieje się tak, ponieważ akumulatory kwasowo-ołowiowe tracą zdolność do przepuszczania prądu, ponieważ szybkość rozładowywania wzrasta w wynikuPrawo Peukerta​.

Równolegle akumulatory mają zwiększoną pojemność AH, nawet gdy napięcie na każdym akumulatorze jest takie samo. Równoległa konfiguracja obwodu może wykorzystywać jego rozgałęzienia, aby wydłużyć czas, przez jaki bateria może zasilać elementy przy pojemności AH. Jeśli chcesz skonfigurować równoległy obwód ładowania, akumulatory nadal będą zasilać tylko do ich standardowego napięcia. Ładowanie akumulatorów w obwodzie równoległym oznacza, że ​​należy zastanowić się, jak zwiększy się pojemność AH.

Przykładowym sposobem ładowania akumulatorów równolegle jest wykorzystanie jednej gałęzi obwodu równoległego do ładowania każdego akumulatora za pomocą jednej ładowarki. Podłącz dodatnie wyjście ładowarki do dodatniego zacisku pierwszego akumulatora i podłącz dodatni zacisk do dodatniego zacisku drugiego akumulatora. Kontynuuj, aż wszystkie baterie zostaną podłączone. Następnie podłącz ujemne wyjście ładowarki do ujemnego końca pierwszego akumulatora i przystąp do podłączania każdego ujemnego końca w taki sam sposób, jak w przypadku biegunów dodatnich.

Istnieją inne sposoby łączenia obwodów w celu ładowania akumulatorów. Chociaż w tych przykładach wykorzystano czysto szeregowe i czysto równoległe obwody, można łączyć akumulatory za pomocą hybrydowych obwodów szeregowo-równoległych. Te typy obwodów wykorzystują elementy, które tworzą zamknięte pętle, które można znaleźć w obwodach szeregowych, a także rozgałęzienia do dystrybucji prądu przez różne ścieżki w obwodach równoległych.

Jednym ze sposobów zademonstrowania obwodu szeregowo-równoległego jest użycie czterech akumulatorów z jedną ładowarką. Podłącz dodatnie wyjście ładowarki do dodatniego zacisku pierwszego akumulatora, a następnie podłącz dodatni zacisk akumulatora do dodatniego zacisku drugiego akumulatora.

W podobny sposób należy podłączyć ujemny zacisk ładowarki do ujemnego zacisku trzeciego akumulatora, a następnie ujemny zacisk trzeciego akumulatora do ujemnego zacisku czwartego. Na koniec połącz ujemne zaciski pierwszego i drugiego akumulatora z dodatnimi zaciskami odpowiednio trzeciego i czwartego akumulatora.

Ta konfiguracja tworzy obwody szeregowe między dwoma samymi bateriami, jednocześnie łącząc dwie baterie równolegle ze sobą. Gdybyś miał rozwiązać ten obwód za pomocą równań fizyki i matematyki do opisania prądu i napięcia, zrobiłbyś muszą traktować składowe szeregowe jako płynące szeregowo ze sobą, a składowe równoległe w równolegle.

Ta konfiguracja, znana jako 2s2p dla komponentów szeregowych i równoległych, jest faktycznie stosowana w czteroogniwowych ogniwach energetycznych, odpowiednio wykorzystując wzrost napięcia i pojemności AH. Obwody te są dodatkowo regulowane za pomocą układów scalonych, mikroukładów obwodów mikroskopowych rezystorów, kondensatorów, tranzystorów i innych elementów na półprzewodniku (materiał, który może przewodzić prąd), który został wynaleziony w celu zredukowania niezbędnych elementów w obwodzie do jednego żeton.

W szczególności jony litu wykorzystują kombinację ogniw równolegle i dodawanie ich szeregowo, aby zmniejszyć złożoność napięć i utrzymać ogniwa na normalnych wartościach napięcia.