Договоримся, что имеет смысл соединять последовательно источники напряжения постоянного тока (ЭДС). Т.е. источники электрической энергии, которые на своих выходных клеммах поддерживают постоянный (заданный в условии задачи, или указанный в паспорте реального устройства – например аккумулятора) уровень напряжения, не зависящий (в определенных пределах) от силы тока, которую этот источник выдает во внешнюю цепь.
Источники напряжения существуют: электрохимические (батарейки, аккумуляторы), электромашинные (генераторы постоянного тока), электронные (выпрямители, преобразователи AC-DC), и некоторые другие.
Там, где нужны полностью автономные, бесшумные и малогабаритные источники напряжения, там не обойтись без электрохимических источников. Один главный недостаток таких источников – низкое напряжение отдельных элементов. С этим ничего не поделаешь – в химических реакциях высокого напряжения не получить! Напряжение отдельных электрохимических элементов-батареек 1…3 В. А т.к. при использовании в различных приборах нужны напряжения больше и много больше, чем дает один элемент, эти элементы собирают последовательно в целые батареи. Физики установили, что при этом ЭДС отдельных элементов суммируются, но суммируются и внутренние сопротивления элементов.
Поэтому если напряжение батареи равно сумме напряжений всех элементов, то отдаваемый ток, а, следовательно, и суммарная электрическая мощность батареи будет меньше суммы мощностей отдельных элементов,
Маленький пример: если мы соединим последовательно 4-e элемента с напряжениями 2.2 В каждый, и максимально возможными токами 10 А, 15 А, 17A и 20 А (22 Вт, 33 Вт, 37 Вт и 44 Вт) соответственно, то получим батарею с напряжением 8.8 В, и максимальной силой тока Iмах≅15 А (Рмах ≅ 123 Вт вместо 136 Вт). Поэтому в батарею желательно собирать близкие по параметрам элементы (одной партии, даты выпуска, одинаково заряженные) – с точки зрения физики - с одинаковым или близким по величине внутренним сопротивлением элементов.
Естественно, элементы с различными величинами ЭДС можно собирать в последовательные цепочки. Можно собирать такие цепочки с суммарным напряжением в сотни вольт и в сотни ампер максимального тока.
Наиболее известные варианты применения: автомобильные аккумуляторы с номинальным напряжением 12 В – собираются из 6-и элементов последовательно. Аккумуляторная батарея 24 В – просто берут 2-а 12 и вольтовых аккумулятора, и соединяют их последовательно. Батареи для автономного питания аппаратуры электростанций, узлов мобильной связи – батареи 110 или 220 В. Собираются из банок 50…100 шт. напряжением 2 В, но большой мощности по току каждая
Объяснение:
Коротко.
Договоримся, что имеет смысл соединять последовательно источники напряжения постоянного тока (ЭДС). Т.е. источники электрической энергии, которые на своих выходных клеммах поддерживают постоянный (заданный в условии задачи, или указанный в паспорте реального устройства – например аккумулятора) уровень напряжения, не зависящий (в определенных пределах) от силы тока, которую этот источник выдает во внешнюю цепь.
Источники напряжения существуют: электрохимические (батарейки, аккумуляторы), электромашинные (генераторы постоянного тока), электронные (выпрямители, преобразователи AC-DC), и некоторые другие.
Там, где нужны полностью автономные, бесшумные и малогабаритные источники напряжения, там не обойтись без электрохимических источников. Один главный недостаток таких источников – низкое напряжение отдельных элементов. С этим ничего не поделаешь – в химических реакциях высокого напряжения не получить! Напряжение отдельных электрохимических элементов-батареек 1…3 В. А т.к. при использовании в различных приборах нужны напряжения больше и много больше, чем дает один элемент, эти элементы собирают последовательно в целые батареи. Физики установили, что при этом ЭДС отдельных элементов суммируются, но суммируются и внутренние сопротивления элементов.
Поэтому если напряжение батареи равно сумме напряжений всех элементов, то отдаваемый ток, а, следовательно, и суммарная электрическая мощность батареи будет меньше суммы мощностей отдельных элементов,
Маленький пример: если мы соединим последовательно 4-e элемента с напряжениями 2.2 В каждый, и максимально возможными токами 10 А, 15 А, 17A и 20 А (22 Вт, 33 Вт, 37 Вт и 44 Вт) соответственно, то получим батарею с напряжением 8.8 В, и максимальной силой тока Iмах≅15 А (Рмах ≅ 123 Вт вместо 136 Вт). Поэтому в батарею желательно собирать близкие по параметрам элементы (одной партии, даты выпуска, одинаково заряженные) – с точки зрения физики - с одинаковым или близким по величине внутренним сопротивлением элементов.
Естественно, элементы с различными величинами ЭДС можно собирать в последовательные цепочки. Можно собирать такие цепочки с суммарным напряжением в сотни вольт и в сотни ампер максимального тока.
Наиболее известные варианты применения: автомобильные аккумуляторы с номинальным напряжением 12 В – собираются из 6-и элементов последовательно. Аккумуляторная батарея 24 В – просто берут 2-а 12 и вольтовых аккумулятора, и соединяют их последовательно. Батареи для автономного питания аппаратуры электростанций, узлов мобильной связи – батареи 110 или 220 В. Собираются из банок 50…100 шт. напряжением 2 В, но большой мощности по току каждая