Como carregar várias baterias de 12 V em linha

Recarregar baterias pode ser útil para projetos de longo prazo e economia de energia. O processo de carregar baterias usando um dispositivo como um carregador significa criar um circuito elétrico para aumentar a carga armazenada nas baterias individuais. Você pode descobrir mais sobre esses circuitos para que também possa aprender as melhores maneiras de carregar baterias ao usar um carregador.

Esses tutoriais e explicações sobre como carregar baterias em linha significam que você vai estar construindo circuitos elétricos que possam tirar proveito de como os carregadores funcionam para carregar adequadamente baterias.

Tenha cuidado ao trabalhar com circuitos, pois você não deve tocar nas pontas dos fios, a menos que eles sejam isolados para se protegerem e evite tocar no circuito se os fios ou baterias estiverem molhados. Não misture tamanhos de baterias com voltagens ou capacidades de amperagem (AH) diferentes e use luvas de borracha se necessário para isolar as mãos da eletricidade e se proteger.

​Circuitos sérieenviam corrente em uma única direção em torno de um loop, enquanto circuitos paralelos enviam corrente em caminhos diferentes entre ramificações. Os métodos em série e paralelo significam que o carregamento de baterias de 12 volts (12 V) em linha pode usar um circuito em série ou paralelo. Em circuitos em série, a corrente é constante em todo o circuito e a voltagem muda em cada elemento do circuito.

Dentrocircuitos paralelos, a queda de tensão em cada ramificação do circuito é a mesma, enquanto a corrente muda em todo o circuito.

Ao carregar 3 baterias de 12 V em série umas com as outras, cada voltagem de cada bateria aumentaria em uma quantidade ditada porLei de Ohm​

para voltagemV(em volts), correnteeu(em amperes) e resistênciaR(em ohms). Isso torna o carregamento da bateria difícil porque os aumentos na tensão fornecerão cargas diferentes para cada bateria.

Você pode usar um carregador para as próprias baterias que usa a saída de tensão aumentada de forma mais eficaz, mas conectar baterias em série não afeta a capacidade AH do circuito, uma medida de quanta energia a bateria pode armazenar. Isso significa que você deve se concentrar no aumento da tensão e nas maneiras de usá-la para carregar várias baterias de 12 V usando, por exemplo, um carregador com a mesma tensão de cada bateria.

Uma configuração básica para carregar baterias em série é conectar a saída positiva do carregador (em vermelho) à extremidade positiva de uma das baterias. Em seguida, conecte a extremidade negativa da bateria à extremidade positiva da próxima e continue a fazer isso com o resto das baterias.

Para a bateria final, conecte a extremidade negativa da bateria à saída negativa (em preto) do carregador. Se você tiver dois carregadores, pode, em vez disso, conectar as saídas de carregador positivas e negativas para o primeiro carregador à primeira bateria e conecte as saídas de carregador positivas e negativas para o segundo carregador ao final bateria.

No caso de usar dois ou mais carregadores, você pode encontrar a tensão total da fonte da bateria somando cada carregador. Se você puder encontrar um carregador para cada bateria, isso pode garantir que cada bateria seja carregada até sua capacidade total. Usar mais carregadores pode ser mais ideal, pois garante que cada bateria seja carregada simultaneamente, mas isso depende de suas necessidades. Para carregar baterias de 6 volts em série com um carregador de 12 volts, você pode usar um único carregador.

Saber a diferença entre circuitos em série e paralelos para carregar baterias pode ajudá-lo a melhorar a eficiência de suas baterias por meio de métodos diferentes, como resultado da física variável entre circuitos em série e paralelos. Embora o carregamento de baterias em série possa restaurar a carga, aumentando a voltagem em cada um deles, o carregamento de baterias em paralelo funciona de maneira diferente.

Ao carregar baterias em paralelo, você não está carregando a voltagem das baterias, mas, sim, ocapacidade amp-horadas baterias. A capacidade AH, também conhecida como especificação ou classificação AH, informa o produto da corrente da bateria por quanto tempo a bateria pode produzir essa corrente. O valor AH também muda com base em quanto tempo a bateria é usada. Uma classificação de "100 AH a 2 horas" indica que uma bateria pode fornecer 5 A de corrente por 20 horas. Calcule esses valores para determinar como o circuito paralelo altera a capacidade AH.

Lembre-se dos períodos de tempo correspondentes associados a cada capacidade AH. Uma bateria marcada como 100 AH não fornecerá 100 amperes de corrente por uma hora. Provavelmente fornecerá apenas cerca de 40 minutos de corrente a 100 amperes. Isso ocorre porque as baterias de chumbo-ácido perdem a capacidade de permitir que a corrente flua conforme a taxa de descarga aumenta como resultado deLei de Peukert​.

Em paralelo, as baterias têm uma capacidade AH aumentada, mesmo quando a voltagem é a mesma em cada bateria. A configuração paralela do circuito pode usar suas ramificações para aumentar por quanto tempo uma bateria pode alimentar itens na capacidade AH. Se você deseja configurar um circuito de carregamento paralelo, as baterias ainda só serão energizadas com a voltagem padrão. Carregar baterias em um circuito paralelo significa que você deve considerar como a capacidade de AH aumentará.

Um exemplo de método de carregamento de baterias em paralelo é usar uma ramificação do circuito paralelo para carregar cada bateria com um único carregador. Conecte a saída positiva do carregador ao terminal positivo da primeira bateria e conecte esse terminal positivo ao terminal positivo da segunda bateria. Continue até que todas as baterias estejam conectadas. Em seguida, conecte a saída negativa do carregador à extremidade negativa da primeira bateria e prossiga para conectar cada extremidade negativa da mesma forma que você fez para as extremidades positivas.

Existem outras maneiras de conectar circuitos para carregar baterias. Embora esses exemplos tenham usado séries puras e circuitos paralelos puros, você pode conectar baterias usando híbridos de circuitos paralelos em série. Esses tipos de circuito usam elementos que criam loops fechados que você encontra em circuitos em série, bem como ramificações para distribuir a corrente por diferentes caminhos em circuitos paralelos.

Uma maneira de demonstrar um circuito em série paralelo é usar quatro baterias com um único carregador. Conecte a saída positiva do carregador ao terminal positivo da primeira bateria e, a seguir, conecte o terminal positivo da bateria ao terminal positivo da segunda bateria.

Da mesma forma, conecte a saída negativa do carregador ao terminal negativo da terceira bateria e, em seguida, conecte o terminal negativo da terceira bateria ao terminal negativo da quarta. Finalmente, conecte os terminais negativos da primeira e segunda baterias aos terminais positivos da terceira e quarta baterias, respectivamente.

Esta configuração cria circuitos em série entre duas das próprias baterias enquanto também conecta duas das baterias em paralelo uma com a outra. Se você resolvesse este circuito usando equações da física e matemática para descrever a corrente e a voltagem, você tem que tratar os componentes da série como fluindo em série uns com os outros e os componentes paralelos em paralelo.

Essa configuração, conhecida como 2s2p para os componentes em série e paralelo, é na verdade usada em células de energia de quatro células, aproveitando o aumento da tensão e da capacidade AH de forma adequada. Esses circuitos são ainda regulados com circuitos integrados, chips de circuito de microscópio de resistores, capacitores, transistores e outros elementos em um semicondutor (material que pode conduzir eletricidade) que foi inventado para reduzir os componentes necessários em um circuito a um único lasca.

Os íons de lítio, em particular, usam uma combinação de células em paralelo e as adicionam em série para reduzir a complexidade das tensões e manter as células em valores normais de voltagem.