Последовательное соединение

элементов в батарею

Аккумуляторы соединены последовательно.

Аккумуляторы соединены последовательно

      


Батарейки в контейнере соединены последовательно.

Батарейки в контейнере соединены последовательно

      


Схема последовательного соединения элементов.

Схема последовательного соединения элементов

      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:
      Eб = E1 + E2 + E3,
      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; ro — внутреннее сопротивление одного элемента.

      Рассмотрим пример. Аккумуляторная батарея (на первой фотографии) состоит из трёх последовательно соединённых аккумуляторов ёмкостью 4, 3 ампер х часов 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 x 12 = 36 вольт.

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

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