Соединения элементов в батареи

Для увеличения э. д. с. элементы соединяют последовательно, а когда при данной э. д. с. требуется получить увеличение силы тока — параллельно. Соединения элементов называются батареями. Различные виды соединения элементов в батареи показаны на рис. 82.

На рис. 82 а показана батарея из 6 (из п) последовательно соединенных элементов. Ее э. д. с. больше э. д. с. одного элемента в б (в л) раз, внутреннее сопротивление Ri также в 6 (в л) раз больше, чем Ri одного элемента, а емкость равна емкости одного элемента. На рис. 82 б — батарея из тех же элементов, соединенных параллельно. Ее э. д. с. равна э. д. с. одного элемента, емкость в 6 (в л) раз больше, а внутреннее сопротивление Ri  в 6 (в л) раз меньше, чем у одного элемента. На рис. 82 в изображена схема батареи смешанного соединения, когда шесть элементов разбиты на две группы по три параллельно соединенных элемента и эти группы между собою соединены последовательно. В этом случае емкость батареи в 3 раза больше емкости одного элемента, э. д. с. батареи в 2 раза больше э. д. с. одного элемента, а внутреннее сопротивление батареи составляет величины внутреннего сопротивления одного элемента. Тот же самый результат может быть получен и при соединении элементов в три группы по два последовательно соединенных элемента в каждой, соединяемых далее между собою в параллель, что показано на рис. 82 г.

В подписи к рис. 82 приведены простые общие формулы для расчетов напряжения, емкости и внутреннего сопротивления батарей, когда п однотипных элементов или параллельных групп их соединяются последовательно и т однотипных элементов или их последовательных групп запараллеливаются.

Соединения элементов в батареи

Рис. 82. Соединения элементов в батареи.

Соединения элементов в батареи

Если последовательно соединяются элементы или батареи, находящиеся не в одинаковом состоянии (например, полуразряженные и свежие) или вообще разнотипные, то э. д. с. батареи будет суммой э. д. с. всех ее составных частей, внутреннее сопротивление — суммой внутренних сопротивлений частей, а емкость определится емкостью тех из соединяемых элементов или батарей, у которых она наименьшая.

Соединять параллельно целесообразно только такие элементы, э. д. с. которых одинаковы, но от этого правила иногда допустимо несколько отступить. Существует мнение о том, что параллельное присоединение к значительно разряженному элементу свежего заметно ухудшает действие свежего элемента из-за того, что ток его разветвляется по двум направлениям: в сопротивление нагрузки и в более разряженный элемент. В первые секунды это действительно так, однако переход энергии свежего элемента в работавший быстро прекратится по той причине, что э. д. с. полуразряженного элемента от прохождения через него тока в противоположном направлении восстанавливается до значения, близкого или равного э. д. с. свежего элемента, вследствие чего этот ток делается ничтожно малым. Таким образом, параллельное соединение частично разряженных и свежих элементов в одну группу практически не вредит работе свежих элементов, так как их э. д. с. оказываются автоматически выровненными ценой небольшого расходования электроэнергии свежих элементов в первые минуты включения.

Входящие в состав параллельной группы ранее частично разряженные элементы, конечно, быстрее придут в полную негодность, однако это выразится прежде всего в резком возрастании их внутреннего сопротивления, вследствие чего они просто перестанут давать ток во внешнюю цепь, как бы автоматически выключаясь из общей работы батареи и не причиняя никакого ущерба остальным работающим элементам.

Смотрите также