Последовательное соединение элементов питания

Способы соединения элементов питания в батареи

Последовательное соединение элементов питания

 При питании радиоаппаратуры от батареек и аккумуляторов полезно знать распространённые схемы соединения батарей и аккумуляторов. Дело в том, что каждый вид батареек имеет допустимый разрядный ток.

 Разрядный ток – наиболее оптимальное значение тока, который потребляется от батареи. Если потреблять от батарейки ток, превышающий разрядный, то надолго этой батарейки не хватит, она не сможет полностью отдать свою расчётную мощность.

Наверное, замечали, что для электромеханических часов используются “пальчиковые” (формата АА) или “мизинцевые” (формата ААА) батарейки, а для переносного лампового фонаря батарейки побольше (формат R14 или R20), которые способны отдать значительный ток и имеют большую ёмкость. Размер батарейки имеет значение!

Иногда требуется обеспечить батарейное электропитание прибора, который потребляет значительный ток, но стандартные батареи (например R20R14) не могут дать необходимый ток, он для них выше разрядного. Что делать в этом случае?

Ответ прост!

Необходимо взять несколько однотипных батареек и соединить их в батарею.

Параллельное соединение элементов питания

Так, например, если необходимо обеспечить значительный ток для аппарата применяют параллельное соединение батареек. В таком случае общее напряжение составной батареи будет равно напряжению одного элемента питания, а разрядный ток будет во столько раз больше, сколько батареек применяется.

На рисунке составная батарея из трёх 1,5 вольтовых батареек G1, G2, G3. Если учесть, что среднее значение разрядного тока для 1 батарейки формата АА 7-7,5 mA (при сопротивлении нагрузки 200 Ом), то  разрядный ток составной батареи составит 3 * 7,5 = 22,5 mA. Вот так, приходится брать количеством.

Последовательное соединение элементов питания

Бывает, что необходимо обеспечит напряжение 4,5 – 6 вольт, применяя батарейки на 1,5 вольта. В таком случае нужно соединить батарейки последовательно, как на рисунке.

Разрядный ток такой составной батареи составит значение для одного элемента, а общее напряжение будет равно сумме напряжений трёх батареек. Для трёх элементов формата АА (“пальчиковых”) разрядный ток составит 7-7,5 mA (при сопротивлении нагрузки 200 Ом), а суммарное напряжение – 4,5 Вольт.

Итак, подведём итоги

  • Если необходимо обеспечить значительный ток, то применяется параллельное соединение элементов питания. Рассчитать значения напряжения и разрядного тока для параллельно составленной батареи питания:I=IG1 * N   — общий разрядный ток параллельно составленной батареи. где N – количество однотипных элементов питания.IG1 – разрядный ток одного элемента питания.U=UG1  — общее напряжение параллельно составленной батареи.где UG1 – напряжение одного элемента питания.Понятно, что никакого выигрыша по напряжению при параллельном соединении мы не получим.
  • Если требуется обеспечить напряжение в разы большее напряжения отдельного элемента питания, то применяется последовательная схема соединения.Рассчитать значения напряжения и разрядного тока для последовательно составленной батареи питания:U=UG1 * N  — общее напряжение последовательно составленной батареи.I=IG1  — общий ток последовательно составленной батареи.В таком случае мы получаем выигрыш по напряжению.
  • А как быть, если необходимо получить выигрыш и по напряжению и по току? Тогда применяется смешанное соединение элементов питания.Взгляните на рисунок, думаю, Вам всё станет понятно.При таком соединении составная батарейка из 6 элементов типоразмера АА обеспечит напряжение 4,5 Вольт и разрядный ток на нагрузке в 200 Ом – 2 * 7,5 = 15mA.
Читайте также  Последовательное соединение водонагревателей

Рассчитывается всё довольно просто. Сначала, вычисляем напряжение на 3 последовательно соединённых элементах одного из плеч. Ток последовательно соединённых элементов будет равен току одного элемента.

Далее складываем токи каждого плеча из трёх элементов. В данном случае у нас два плеча. Напряжение параллельно соединённых элементов равно напряжению одного элемента. Здесь 3 последовательно соединённых батарейки представляют как бы один элемент питания на 4,5 Вольт.

В радиолюбительской практике не всегда необходимо вычислять разрядный ток, так как потребляемый приборами ток, как правило, нестабилен, всё зависит от режима работы конкретного аппарата.

Понятно, что магнитола потребляет больший ток в режиме воспроизведения, нежели в режиме прослушивания радио. В режиме воспроизведения ток потребления возрастает из-за работы двигателя протяжки ленты, тогда как в режиме радио необходимо лишь усилить принятый сигнал.

Необходимо просто правильно оценивать токовую нагрузку на составную батарею, ведь некоторые приборы могут потреблять значительный ток и в таких случаях можно добавить пару дополнительных элементов питания. В таком случае автономное время работы Вашего прибора возрастёт.

Источник: https://radiodvor.com/news/fashion/sposoby-soedinenija-yelementov-pitanija-.html

Как соединить аккумуляторы между собой без пайки — Справочник металлиста

Последовательное соединение элементов питания

Чтобы собрать простейшую схему, работающую от батарейки, нам приходится прибегать к различным ухищрениям, чтобы провода плотно прилегали к полюсам самой батарейки. Кто-то обходится изолентой и скотчем, кто-то придумывает различного рода прижимные устройства.

Но контакт в таком случае будет несовершенным, что в конечном итоге влияет на работоспособность собранной схемы. Нередко контакт пропадает либо получается неплотным, и устройство работает с перебоями. Чтобы избежать этого, лучше всего просто припаять провода к полюсам.

В нашей статье мы расскажем, как припаять провода к батарейке так, чтобы контакт получился совершенным.

Самый простой пример устройства

Самым простым прибором, работающим от батарейки, является обыкновенный электромагнит. На его примере и будем проверять работоспособность нашей ученической пайки. Берем обыкновенный гвоздь, например сотку, наматываем на него медный провод плотными рядами. Изолируем витки сверху изолентой. Электромагнит готов. Теперь остается лишь запитать устройство от батарейки.

Конечно, можно просто прижать по проводку с каждого конца батарейки, и устройство уже начнет работать. Но пользоваться им неудобно. Поэтому лучше всего обеспечить постоянный контакт проводов с источником питания.

Это можно осуществить, добавив в сеть обыкновенный выключатель (тумблер) и припаяв провода к полюсам батареи напрямую. Устройство станет более надежным, им будет удобнее пользоваться, а в случае ненадобности его всегда можно выключить, разомкнув цепь при помощи выключателя, чтобы не садилась батарея.

Но как припаять провода к батарейке, чтобы они не отвалились через пять минут использования устройства?

Инструменты и расходники, необходимые для пайки

Для того, чтобы осуществить надежное припаивание проводов к полюсам батареи, нужен необходимый набор инструментов. Так как припаять провод к батарейке — задача посложнее, чем просто спаять между собой пару медных проводов, делать будем все в точности с инструкцией, размещенной ниже. А пока приготовим все нужное:

  1. Обычный бытовой ручной паяльник. Им и будем припаивать провода к полюсам батареи.
  2. Наждачка или напильник, чтобы зачистить жало паяльника от шлака и нагара.
  3. Острый нож. Им будем зачищать провода, если они в оплетке.
  4. Флюс либо канифоль. Какой флюс для пайки подойдет в данном случае? Тут голову ломать не будем, возьмем простую паяльную кислоту, она продается в любом магазине, торгующем радиотоварами. Ну а канифоль хоть по цвету и оттенку нередко отличается, но по свойствам всегда одинакова.
  5. Кисточка для нанесения флюса.
  6. Припой. Его можно приобрести там же, где и флюс.
Читайте также  Соединение алюминиевых проводов опрессовкой

Итак, как припаять провода к батарейке 1,5V? Задача эта несложная, если все, что нужно, уже под рукой. Действуем по следующей инструкции:

  1. Перед включением паяльника следует очистить его жало от окалины. Делаем это при помощи мелкого напильника или наждачки. Когда жало паяльника заблестит девственным металлом, процесс можно считать завершенным.
  2. Включаем паяльник, водрузив его на подставку, и ждем, пока он не разогреется до необходимой температуры. Пробуем накал жала на нити припоя. Если припой при его соприкосновении плавится, можно начинать пайку.
  3. Чтобы пайка была крепкой, пока паяльник греется, следует предварительно обработать поверхность батарейки, к которой мы будем припаивать кончик провода, флюсом. Делается это при помощи специальной кисточки. Нынешние батарейки изготавливаются из сплавов, на которых пайка держится очень плохо. Обработав поверхность таких сплавов паяльной кислотой, мы обеспечим более крепкую пайку. Также следует обработать и края припаиваемых проводов. За неимением кисточки можно воспользоваться любой палочкой. Достаточно нанести каплю кислоты, и поверхность уже будет считаться обработанной.
  4. После нанесения кислоты разогретым паяльником наносим на полюса батарейки слой припоя. То же делаем с кончиками проводов.
  5. В случае канифоли предварительно придется залудить поверхность, а кончики провода очистить от лака. Но можно сказать с полной уверенностью, что, даже если вам известно, как правильно паять с канифолью, такое сцепление с поверхностью батарейки будет менее эффективным.
  6. Но если у вас нет под рукой кислоты, а имеется лишь канифоль, зачищаем поверхность батарейки, канифоль используем как флюс, нанеся небольшую ее часть на батарейку, а затем берем жалом паяльника немного припоя и залуживаем место на полюсе батареи. Провод тоже будет необходимо залудить.
  7. При правильном лужении на поверхности батарейки образуется крепкая пленка из припоя, к которой и нужно будет осуществить пайку.
  8. Приставляем провод к обработаной флюсом или залуженной части батарейки, набираем паяльником немного припоя и припаиваем провод. Провод не дергаем, не двигаем, держим ровно и на одном месте, иначе пайка будет некрепкой.
  9. После того как припой застынет, проделываем все с другим полюсом батарейки.

Все, провода качественно припаяны к батарее.

Припаиваем провода к кроне

Как припаять провод к батарейке типа «Крона»? Здесь пайка осуществляется почти так же, как и в случае с обычным элементом питания. Единственная разница в том, что в батарейке «Крона» 9V плюс и минус находятся рядышком с одной верхней стороны элемента питания. Нюансы заключаются в следующем:

  1. В случае с флюсом обрабатываем кислотой контакты «Кроны» с противоположных сторон. Там и будем осуществлять припаивание проводов.
  2. В случае с канифолью потребуется залудить контакты «Кроны» и тоже с противоположных сторон. Почему с противоположных? Потому что в этом случае риск замыкания между проводами практически сводится к нулю.
  3. У батарейки «Крона» 9V контакты (полюса) очень неудобные для пайки. Кверху они раскрываются вширь, а потому для качественного лужения и припаивания с боковой стороны такого контакта нужно, чтобы жало у паяльника было более узким или заостренным.
Читайте также  Герметичное соединение электропроводов в воде

В целом же весь процесс схож с предыдущим. Обрабатываем контакты и края проводков кислотой (или залуживаем в случае с канифолью), прижимаем провода к контактам, берем паяльником немножко припоя и припаиваем. Процесс завершен.

Батарейки четырехугольные на 4,5 V

К таким батарейкам припаять провода еще легче. У них имеются плоские отгибающиеся контакты, которые с легкостью можно залудить. И припаивание к ним осуществляется легче и быстрее. Главное — не шевелить проводки в процессе припаивания. Иначе они попросту оторвутся.

Здесь можно и вовсе не держать провод, а обмотать его вокруг плоскости контактной планки. И затем уже, набрав олово паяльником, осуществить пайку.

Батарейки типа «аккумулятор»

Батарейки-аккумуляторы лучше не паять, а изготовить для них специальный контейнер, в котором контакты элементов будут плотно соприкасаться с полюсными контактами контейнера. Материал батареек-аккумуляторов состоит из сплавов, которые поддаются пайке еще хуже, чем обычные литиевые.

Но если очень приспичило, то пайка осуществляется, как и в случае с обычной 1,5 V батарейкой, только воспользуйтесь флюсом, а ни канифолью. Плюс ко всему пайку следует производить как можно быстрее, сведя прикасания паяльника к полюсам к минимуму, поскольку такие батарейки боятся перегрева.

Заключение

Из двух вариантов – канифоль или флюс — лучше выбрать именно флюс. Он обеспечит пайке большую долговечность и надежность. Такая пайка не отвалится даже в случае, если прибором будут пользоваться очень часто. Единственный нюанс — пары кислоты, выделяющиеся при пайке, очень вредны, поэтому вдыхать их не рекомендуется, а после процедуры следует тщательно вымыть руки.

Источник: http://.ru/article/404246/kak-pripayat-provod-k-batareyke-neobhodimyie-instrumentyi-i-poryadok-rabot

Схемы соединения аккумуляторных батарей для электропитания

41269 26 апреля 2017

Аккумуляторные батареи (АКБ) в зависимости от их назначения собираются из определенного количества аккумулирующих энергию элементов. Схема соединения аккумуляторных батарей при этом зависит от того, какая преследуется цель. Это может быть увеличение емкости батареи, повышение напряжения либо сочетание обеих этих параметрических характеристик устройства.

В основном батареи собирают последовательно-параллельно, а сами сборки служат для промежуточного или резервного хранения электроэнергии

Известны и повсеместно применяются 3 варианта соединения отдельных аккумуляторов в батарею: последовательное, параллельное и смешанное или комбинированное.

Повышение рабочего напряжения батареи

Аккумуляторы электрической энергии имеют различное рабочее напряжение. Варьироваться оно может в очень широком диапазоне: от 0,5 до 48 Вольт. В то же время, для обеспечения автономного питания приборов, запуска двигателей внутреннего сгорания, питания электроприводной техники требуется другой диапазон напряжений. Повысить рабочее напряжение автономного источника тока можно последовательным соединением нескольких аккумуляторов в батарею.

Схемы и формулы при последовательном соединении батарей

При последовательном соединении коммутируются разнополярные клеммы аккумулятора. Плюсовой вывод предыдущего устройства соединяется с минусовым выводом последующего. Суммарное рабочее напряжение батареи при таком способе будет равно сумме рабочих напряжений коммутированных источников тока.

Это значит, что для получения АКБ с рабочим напряжением 12 В необходимо последовательно соединить 4 трехвольтных источника либо 10 аккумуляторов с рабочим напряжением 1,2 В.

Емкость скомплектованной последовательным соединением источников не изменяется и остается равной емкости каждого включенного в схему аккумулятора.

Очевидным и наглядным примером такого способа комплектации батареи могут служить автомобильные АКБ. В них отдельные источники, именуемые банками, объединены в общем корпусе и последовательно соединены свинцовыми шинами.

Источник: https://ssk2121.com/kak-soedinit-akkumulyatory-mezhdu-soboy-bez-payki/