Послідовне з’єднання елементів і акумуляторів в батарею

На практиці часто буває необхідно отримати більшу напругу або струм, ніж може дати один елемент живлення (акумулятор). Для цього вдаються до з'єднання елементів в батареї. Існують три способи з'єднання елементів: послідовне, паралельне або змішане.

Послідовне з'єднання елементів в батарею застосовується в тому випадку, коли необхідно збільшити напругу в ланцюзі.

При послідовному з'єднанні плюс першого елемента з'єднується з мінусом другого елементу, а плюс другого - з мінусом третього і т.д. Зовнішня ланцюг підключається до вільних кінців батареї.

Не слід плутати напруга з електрорушійної силою. Тільки при розімкнутої електричного кола напруга джерела струму чисельно дорівнює його е.р.с.

При послідовному з'єднанні е.р.с. батареї дорівнює сумі е.р.с. всіх елементів:

Загальна внутрішній опір батареї при послідовному з'єднанні елементів дорівнює сумі внутрішніх опорів всіх елементів:

де R об - внутрішній опір батареї; R о1. R О2. R о3 - внутрішні опору кожного елементу окремо.

Ємність батареї при послідовному з'єднанні елементів дорівнює ємності одного елемента, а максимально допустимий струм, яким можна розряджати батарею в цьому випадку, дорівнює максимально допустимому току, який можна отримати від одного елемента.

Батарея, що складається з декількох однотипних елементів і замкнута на зовнішній ланцюг з опором R. створює в ланцюзі струм, величина якого підраховується за такою формулою:

де I - величина струму в ланцюзі; E - е.р.с. одного елемента; r o - внутрішній опір одного елемента.

Розглянемо приклад. Акумуляторна батарея (на першій фотографії) складається з трьох послідовно з'єднаних акумуляторів ємністю 4, 3 а. ч з е.р.с. 12 вольт і внутрішнім опором 0, 25 ом. Визначити е.р.с. батареї Е б. внутрішній опір R про і максимально допустимий розрядний струм батареї.

Е.р.с. батареї Е б = 3. 12 = 36 вольт.

Внутрішній опір батареї R про = R о1 + R О2 + R о3 = 0, 25. 3 = 0, 75 ом.

Розрядний струм I = 4, 3. 0, 1 = 0, 43 ампера (мається на увазі нормальний розрядний струм - 1/10 від ємності).