باتری های‌‌سری و باتری های‌موازی

بلوک یا سل های‌باتری

باتری یک عنصر الکتریکی‌است که پتانسیل الکتریکی به دلیل واکنش شیمیایی در آن تولید می‌شود. هر واکنش الکتروشیمیایی محدودیت تولید پتانسیل الکتریکی بین دو الکترود را دارد.

سلولهای باتری آنهایی‌هستند که این واکنشهای الکترو شیمیایی برای ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی محدود در داخل آنها رخ‌می‌دهد.

برای دستیابی به اختلاف پتانسیل الکتریکی مورد نظر در ترمینال های‌باتری ، تعداد زیادی سلول به صورت سری متصل‌می‌شوند.

از این رو می توان چنین نتیجه گرفت ، یک باتری ترکیبی از چندین سلول‌است که یک سلول واحد باتری‌است.

به عنوان مثال ، سلول‌های‌باتری نیکل-کادمیوم به طور معمول حدود 1.2 ولت در هر سلول تولید‌می‌کنند در حالی که باتری اسیدی حدود 2 ولت در هر سلول تولید‌می‌کند.

بنابراین یک باتری 12 ولت دارای 6 سلول است‌که به صورت سری متصل می‌شوند.

EMF باتری

اگر کسی تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو ترمینال باتری را در هنگام متصل نبودن بار به باتری اندازه گیری‌کند ،

هنگامی که جریانی از آن عبور نکند ، ولتاژی ایجاد شده در باتری را اندازه گیری می‌کند.

این ولتاژ معمولاً به عنوان نیروی  محرکه الکتریکی یا  emf باطری گفته می شود و ولتاژ بدون بار باتری نیز گفته‌می‌شود.

ولتاژ ترمینال باتری

 ولتاژ ترمینال باتری تفاوت ولتاژ در ترمینال‌های‌آن هنگام عبور جریان از آن‌است. در واقع هنگامی که بار به باتری وصل‌می‌شود ،

جریان بار از طریق آن جریان می‌یابد. از آنجا که باتری یک وسیله الکتریکی‌است ، باید مقداری مقاومت الکتریکی در داخل آن داشته‌باشد. به دلیل این مقاومت داخلی باتری ، افت ولتاژ زیادی در آن مشاهده‌خواهید‌کرد.

بنابراین ، اگر کسی ولتاژ ترمینال بار یعنی ولتاژ ترمینال باتری را هنگام اتصال بار اندازه گیری‌کند ،

ولتاژ کمتری از emf باتری را به خاطر افت ولتاژ داخلی باتری دریافت‌می‌کند.

اگر E ولتاژ emf یا بدون بار باتری باشد و V ولتاژ ترمینال ولتاژ بار باتری‌است ،

 E – V  = افت ولتاژ داخلی باتری.

طبق قانون اهم ، این افت ولتاژ داخلی چیزی نیست جز محصول مقاومت الکتریکی ارائه شده

توسط باتری که جریان از طریق آن عبور می یابد.

 مقاومت داخلی باتری

 به طور کلی مقاومتی که در برابر جریان از باتری از ترمینال منفی به ترمینال مثبت سرازیر می شود ، به مقاومت داخلی باتری معروف‌است.

 

————————————————–

باتری های‌سری موازی

سلول‌های‌باتری را می‌توان به صورت سری ، به صورت موازی و همچنین مخلوطی از سری و موازی وصل‌کرد.

باتری های‌سری

هنگامی که در یک باتری ، ترمینال مثبت یک سلول با ترمینال منفی سلول بعدی متصل می‌شود ، گفته‌می‌شود که به صورت سری متصل‌هستند

یا به سادگی باتری هاسری هستند. در اینجا ، emf باتری به طور کلی مجموع تمام سلول‌های‌جداگانه متصل به صورت سری‌است.

اماجریان تخلیه کلی باتری از جریان تخلیه شده سلول های‌انفرادی تجاوز‌نمی‌کند.

باتری های سری

 

اگر E ، emf کلی باتری با تعداد n سلول و E₁ ، E₂ ، E₃ ، E_n…………… ، EMF جداگانه هر سلول‌باشد

به همین ترتیب ، اگر r1، r2، r3، ……………  rn مقاومت داخلی سلول های‌انفرادی‌باشند ، مقاومت داخلی باتری برابراست با مجموع مقدار مقاومت داخلی سلول‌های‌فردی یعنی.

 

 

باتری های موازی

 باتری های‌موازی

 هنگامی که ترمینال های‌مثبت همه سلول ها‌به هم وصل شده و به طور مشابه ترمینال های‌منفی این سلول ها‌هم به هم وصل می‌شوند ،گفته‌می‌شود که به صورت موازی وصل شده‌اند. این ساختار همچنین به عنوان باتری های‌موازی گفته‌می‌شوند. اگر emf از هر سلول یکسان باشد، پس از آن emf باتری با تعداد n از سلول های‌به طور موازی متصل شده ، برابر با emf هر سلول‌است. مقاومت داخلی این ترکیب برابراست با،

جریان تحویل شده توسط باتری ، مجموع جریان‌هایی است که توسط سلول‌های‌انفرادی تحویل داده‌می‌شود.

 

————————————————–

گروه بندی مختلط باتری های باتری های‌سری موازی

همانطور که قبلاً گفتیم سلول‌های‌موجود در یک باتری نیز می‌توانند به صورت مخلوط از سری و موازی متصل‌شوند. این ترکیب ها‌مدتی‌است که به عنوان باتری موازی سری گفته می‌شود. یک بار می تواند ولتاژ و جریان بیشتری را بیش از یک باتری جداگانه نیاز داشته‌باشد. برای دستیابی به ولتاژ بار مورد نیاز ، می‌توان تعداد مورد نظر سلول های باتری را به صورت سری ترکیب کرد و برای دستیابی به جریان بار مورد نیاز ، تعداد مورد نظر این ترکیبات سری به صورت موازی وصل می‌شوند. بگذارید m ، تعداد سری ها‌، هر کدام شامل n تعداد سلولهای یکسان باشد ، که به طور موازی وصل می‌شوند.

باتری های موازی سری

دوباره فرض کنید emf هر سلول E باشد و مقاومت داخلی هر سلول rاست.

از آنجا که تعدادی از سلولها به صورت سری به هم وصل‌می‌شوند ،

emf  هر بخش سری و همچنین باتری nE خواهد بود. مقاومت معادل سری برابر با nr خواهد‌بود .

اگر ، m تعداد مسیر های‌‌متصل به صورت موازی باشد مقاومت داخلی معادل باتری های‌سری و موازی برابر nr/m خواهد‌بود.

————————————————–

مقالات مرتبط :

ساختار باتری های قلیایی (آلکالاین) / عملکرد باتری های‌قلیایی

باتری آلمینوم هوا (هوا آلمینیوم) چگونه کار می کنند (به علاوهDIY)

کاربردهای الکترولیز، آبکاری الکتریکی، الکتروفورمینگ، پالایش الکترولیتی

انواع باتری

لینک زبان اصلی مقاله :

https://www.electrical4u.com/series-parallel-battery-cells/