Indhold
Genopladning af batterier kan vise sig at være praktisk til langsigtede projekter og spare energi. Processen med at oplade batterier ved hjælp af en enhed som en oplader betyder at der oprettes et elektrisk kredsløb for at øge opladningen, der er gemt i de enkelte batterier. Du kan finde ud af mere om disse kredsløb, så du også kan lære de bedste måder at oplade batterier på, når du bruger en oplader.
Disse tutorials og forklaringer på, hvordan man oplader batterier på linje med hinanden, betyder, at du skal bygge elektriske kredsløb, der kan drage fordel af, hvordan opladere fungerer for at oplade batterier korrekt.
Vær forsigtig, når du arbejder med kredsløb, da du ikke skal røre ved enderne af ledningen, medmindre de er isoleret for at beskytte sig selv og undgå at røre ved kredsløbet, hvis ledningerne eller batterierne er våde. Bland ikke størrelser på batterier, der har forskellige spændinger eller amp-hour (AH) kapaciteter, og brug om nødvendigt gummihandsker for at isolere dine hænder mod elektricitet og beskytte dig selv.
Seriekredsløb strøm i en enkelt retning omkring en løkke, mens parallelle kredsløb strømmer i forskellige stier på tværs af grene. Serier og parallelle metoder betyder, at opladning af 12 volt (12 V) batterier i linjen kan bruge enten en serie eller et parallelt kredsløb. I seriekredsløb er strømmen konstant i hele kredsløbet, og spændingen ændres over hvert element i kredsløbet.
I parallelle kredsløb, er spændingsfaldet gennem hver gren af kredsløbet det samme, mens strømmen ændres gennem hele kredsløbet.
Opladning af batterier i serie
Når der oplades 3 12V-batterier i serie med hinanden, vil hver spænding i hvert batteri stige i en mængde, der er dikteret af Ohms lov V = IR for spænding V (i volt), strøm jeg (i ampere) og modstand R (i ohm). Dette gør opladning af batteriet vanskeligt, fordi stigningen i spænding vil give forskellige opladninger til hvert batteri.
Du kan bruge en oplader til selve batterierne, der bruger den øgede spændingsudgang mere effektivt, men tilslutning af batterier i serie påvirker ikke kredsløbets AH-kapacitet, en måling af hvor meget energi batteriet kan opbevare. Dette betyder, at du skal fokusere på den øgede spænding og måder at bruge det til at oplade flere 12 V-batterier ved for eksempel at bruge en oplader med den samme spænding som hvert batteri.
En grundlæggende konfiguration for opladning af batterier i serie er at forbinde den positive opladerudgang (i rødt) til den positive ende af et af batterierne. Tilslut derefter den negative ende af batteriet til den positive ende af den næste, og fortsæt med at gøre det for resten af dine batterier.
For det endelige batteri skal du forbinde den negative ende af batteriet til den negative udgang (i sort) på opladeren. Hvis du har to opladere, kan du i stedet tilslutte både positive og negative opladerudgange til den første oplader til det første batteri og tilslutte både positive og negative opladerudgange til den anden oplader til det endelige batteri.
I tilfælde af brug af to eller flere opladere kan du finde den totale spænding for batterikilden ved at opsummere hver oplader. Hvis du kan finde en oplader til hvert batteri, kan det sikre, at hvert batteri oplades til dets fulde kapacitet. Brug af flere opladere kan være mere ideelt, da det sikrer, at hvert batteri oplades samtidig, men det afhænger af dine behov. Til opladning af 6 volt batterier i serie med en 12 volt oplader kan du bruge en enkelt oplader.
At kende forskellen mellem serier og parallelle kredsløb for at oplade batterier kan hjælpe dig med at forbedre effektiviteten af dine batterier gennem forskellige metoder som et resultat af den varierende fysik mellem serie og parallelle kredsløb. Mens opladning af batterier i serie kan gendanne opladning til dem ved at øge spændingen over hver af dem, fungerer opladning af batterier parallelt forskelligt.
Opladning af batterier parallelt
Når du oplader batterier parallelt, oplades du ikke spændingen på batterierne, men snarere amp-hour kapacitet af batterierne. AH-kapaciteten, også kendt som AH-specifikation eller -klassificering, fortæller dig batteriets strøm ved, hvor længe batteriet kan producere denne strøm. AH-værdien ændres også baseret på, hvor længe batteriet bruges til. En "100 AH ved 2 timer" -klassificering fortæller dig, at et batteri kan give 5 ampere strøm i 20 timer. Beregn disse værdier for at bestemme, hvordan parallelt kredsløb ændrer AH-kapaciteten.
Husk de tilsvarende længder, der er forbundet med hver AH-kapacitet. Et batteri, der er markeret som 100 AH, giver ikke 100 ampere strøm i en time. Det vil sandsynligvis kun give ca. 40 minutters strøm ved 100 ampere. Dette skyldes, at blybatterier mister kapaciteten til at lade strømmen flyde, når udladningshastigheden øges som følge af Peukerts lov.
Parallelt har batterier en øget AH-kapacitet, selv når spændingen er den samme over hvert batteri. Den parallelle opsætning af kredsløbet kan bruge dets grene til at øge, hvor længe et batteri kan strømforsyne genstande ved AH-kapaciteten. Hvis du vil indstille et parallelt opladningskredsløb, vil batterierne stadig kun tænde op til deres standardspænding. Opladning af batterier i et parallelt kredsløb betyder, at du skal overveje, hvordan AH-kapaciteten vil stige.
En eksempelvis metode til parallelopladning af batterier er at bruge en gren af det parallelle kredsløb til at oplade hvert batteri med en enkelt oplader. Tilslut den positive udgang fra opladeren til den positive batteri i det første batteri, og tilslut den positive terminal til den positive batteri i det andet batteri. Fortsæt med dette, indtil alle batterier er tilsluttet. Tilslut derefter opladernes negative output til den negative ende af det første batteri, og fortsæt med at forbinde hver negativ ende på samme måde, som du gjorde for de positive ender.
Anvendelse af disse metoder
Der er andre måder at forbinde kredsløb til at oplade batterier. Mens disse eksempler har brugt rene serier og rene parallelle kredsløb, kan du tilslutte batterier ved hjælp af serien-parallelle kredsløbshybrider. Disse typer kredsløb bruger elementer, der skaber lukkede sløjfer, som du finder i seriekredsløb såvel som grene til at fordele strøm gennem forskellige stier i parallelle kredsløb.
En måde at demonstrere et serie-parallelt kredsløb er at bruge fire batterier med en enkelt oplader. Tilslut den positive udgang fra opladeren til den positive batteri i det første batteri, og tilslut derefter batteriets positive terminal til den positive batteri i det andet batteri.
Tilslut ligeledes den negative udgang fra opladeren til den negative terminal på det tredje batteri, og tilslut derefter den negative terminal på det tredje batteri til den negative terminal på det fjerde. Tilslut tilsluttes de negative klemmer på den første og den anden batteri til de positive klemmer på henholdsvis det tredje og det fjerde batteri.
Denne opsætning skaber seriekredsløb mellem to af batterierne selv, mens de også forbinder to af batterierne parallelt med hinanden. Hvis du skulle løse dette kredsløb ved hjælp af ligninger af fysik og matematik til at beskrive strøm og spænding, er du nødt til at behandle seriekomponenterne som flyder i serie med hinanden og de parallelle komponenter parallelt.
Denne konfiguration, kendt som en 2s2p til serien og parallelle komponenter, bruges faktisk i fire-celle energiceller ved at drage fordel af forøgelsespændingen og AH-kapaciteten på passende måde. Disse kredsløb er yderligere reguleret med integrerede kredsløb, mikroskopkredsløb af modstande, kondensatorer, transistorer og andre elementer på en halvleder (materiale, der kan lede elektricitet), der blev opfundet for at reducere de nødvendige komponenter i et kredsløb ned til en enkelt chip.
Lithiumioner bruger især en kombination af celler parallelt og tilsætter dem i serie for at reducere kompleksiteten af spændinger og holde cellerne ved normale spændingsværdier.