На практике часто бывает необходимо получить большее напряжение или ток, чем может дать один элемент питания (аккумулятор). Для этого прибегают к соединению элементов в батареи. Существуют три способа соединения элементов: последовательное, параллельное или смешанное.

Последовательное соединение элементов в батарею применяется в том случае, когда необходимо увеличить напряжение в цепи.

При последовательном соединении плюс первого элемента соединяется с минусом второго элемента, а плюс второго — с минусом третьего и т.д. Внешняя цепь подключается к свободным концам батареи.

Не следует путать напряжение с электродвижущей силой. Только при разомкнутой электрической цепи напряжение источника тока численно равно его э.д.с.

При последовательном соединении э.д.с. батареи равна сумме э.д.с. всех элементов:

Еб = Е1 + Е2 + Е3,

где Еб — э.д.с. батареи; Е1, Е2, Е3 — э.д.с. элементов.

Общее внутреннее сопротивление батареи при последовательном соединении элементов равняется сумме внутренних сопротивлений всех элементов:

Rоб = Rо1 + Rо2 + Rо3,

где Rоб — внутреннее сопротивление батареи; Rо1, Rо2, Rо3 — внутренние сопротивления каждого элемента в отдельности.

Ёмкость батареи при последовательном соединении элементов равна ёмкости одного элемента, а максимально допустимый ток, которым можно разряжать батарею в этом случае, равен максимально допустимому току, который можно получить от одного элемента.

Батарея, состоящая из нескольких однотипных элементов и замкнутая на внешнюю цепь с сопротивлением R, создаёт в цепи ток, величина которого подсчитывается по следующей формуле:

I = En / (ron + R),

где I — величина тока в цепи; E — э.д.с. одного элемента; roвнутреннее сопротивление одного элемента.

Рассмотрим пример. Аккумуляторная батарея (на первой фотографии) состоит из трёх последовательно соединённых аккумуляторов ёмкостью 4, 3 а . ч с э.д.с. 12 вольт и внутренним сопротивлением 0, 25 ом. Определить э.д.с. батареи Еб, внутреннее сопротивление Rоб и максимально допустимый разрядный ток батареи.

Э.д.с. батареи Еб = 3 . 12 = 36 вольт.

Внутреннее сопротивление батареи Rоб = Rо1 + Rо2 + Rо3 = 0, 25 . 3 = 0, 75 ом.

Разрядный ток I = 4, 3 . 0, 1 = 0, 43 ампера (имеется ввиду нормальный разрядный ток — 1/10 от ёмкости).

Последовательное соединение аккумуляторов в батареи

Аккумуляторы соединены последовательно.

Аккумуляторы соединены последовательно.

Батарейки в контейнере соединены последовательно.

Батарейки в контейнере соединены последовательно.

 

© Сигнализация в Запорожье, 2016

SiteHeart
Схема последовательного соединения элементов.

Схема последовательного соединения элементов.