Inhoud
Opladen van batterijen kan handig zijn voor langdurige projecten en energiebesparing. Het proces van het opladen van batterijen met behulp van een apparaat zoals een lader betekent het creëren van een elektrisch circuit om de lading in de afzonderlijke batterijen te vergroten. U kunt meer te weten komen over deze circuits, zodat u ook de beste manieren kunt leren om batterijen op te laden wanneer u een oplader gebruikt.
Deze tutorials en uitleg over hoe je batterijen in lijn met elkaar kunt opladen, betekenen dat je elektrische circuits gaat bouwen die kunnen profiteren van hoe laders werken om batterijen op de juiste manier op te laden.
Wees voorzichtig bij het werken met circuits, want u mag de uiteinden van de draad niet aanraken tenzij deze geïsoleerd zijn om zichzelf te beschermen en vermijd contact met het circuit als de draden of batterijen nat zijn. Gebruik geen verschillende groottes van batterijen met verschillende spanningen of ampère-uren (AH) en gebruik indien nodig rubberen handschoenen om uw handen tegen elektriciteit te isoleren en uzelf te beschermen.
Serieschakelingen stroom in een enkele richting rond een lus terwijl parallelle circuits stroom in verschillende paden over takken. Serie- en parallelle methoden betekent dat het opladen van 12 volt (12 V) batterijen in lijn een serie of een parallel circuit kan gebruiken. In serieschakelingen is de stroom constant in het circuit en verandert de spanning over elk element van het circuit.
In parallelle circuits, de spanningsval door elke tak van het circuit hetzelfde is terwijl de stroom door het circuit verandert.
Batterijen in serie opladen
Bij het opladen van 3 12V-batterijen in serie met elkaar, zou elke spanning van elke batterij toenemen in een hoeveelheid die wordt voorgeschreven door De wet van Ohm V = IR voor spanning V (in volt), stroom ik (in ampères) en weerstand R (in ohm). Dit maakt het opladen van de batterij moeilijk, omdat de toename van de spanning verschillende ladingen voor elke batterij oplevert.
U kunt een lader voor de batterijen zelf gebruiken die de verhoogde spanningsoutput effectiever gebruikt, maar het aansluiten van batterijen in serie heeft geen invloed op de AH-capaciteit van het circuit, een meting van hoeveel energie de batterij kan opslaan. Dit betekent dat u zich moet concentreren op de verhoogde spanning en manieren om dat te gebruiken om meerdere 12V-batterijen op te laden, bijvoorbeeld met een lader met dezelfde spanning als elke batterij.
Een basisconfiguratie voor het in serie opladen van batterijen is het verbinden van de positieve laderuitgang (in rood) met het positieve uiteinde van een van de batterijen. Verbind vervolgens het negatieve uiteinde van de batterij met het positieve uiteinde van het volgende en blijf dit doen voor de rest van uw batterijen.
Sluit voor de laatste batterij het negatieve uiteinde van de batterij aan op de negatieve uitgang (in zwart) van de lader. Als u twee laders hebt, kunt u in plaats daarvan zowel positieve als negatieve laderuitgangen voor de eerste lader aansluiten op de eerste batterij en zowel positieve als negatieve laderuitgangen voor de tweede lader aansluiten op de laatste batterij.
Als u twee of meer laders gebruikt, kunt u de totale spanning van de batterijbron vinden door elke lader op te sommen. Als u voor elke batterij een oplader kunt vinden, kan deze ervoor zorgen dat elke batterij volledig wordt opgeladen. Het gebruik van meer opladers kan ideaal zijn omdat elke batterij tegelijkertijd wordt opgeladen, maar dit hangt af van uw behoeften. Voor het opladen van 6 volt batterijen in serie met een 12 volt lader, kunt u een enkele lader gebruiken.
Als u het verschil kent tussen series en parallelle circuits om batterijen op te laden, kunt u de efficiëntie van uw batterijen verbeteren door verschillende methoden als gevolg van de uiteenlopende fysica tussen series en parallelle circuits. Hoewel het opladen van batterijen in serie de lading kan herstellen door de spanning over elk van hen te verhogen, werkt het gelijktijdig opladen van batterijen anders.
Batterijen parallel opladen
Wanneer u batterijen parallel laadt, laadt u niet de spanning van de batterijen, maar eerder de ampuur capaciteit van de batterijen. De AH-capaciteit, ook bekend als AH-specificatie of rating, vertelt u het product van de stroom van de batterij over hoe lang de batterij die stroom kan produceren. De AH-waarde verandert ook op basis van hoe lang de batterij wordt gebruikt. Een "100 AH bij 2 uur" rating geeft aan dat een batterij gedurende 20 uur 5 ampère stroom kan leveren. Bereken deze waarden om te bepalen hoe parallel circuit de AH-capaciteit verandert.
Houd rekening met de overeenkomstige tijdsduur die aan elke AH-capaciteit is gekoppeld. Een batterij die is gemarkeerd als 100 AH levert gedurende één uur geen 100 ampère stroom. Hij levert waarschijnlijk slechts ongeveer 40 minuten stroom bij 100 ampère. Dit komt omdat loodzuuraccu's de capaciteit verliezen om stroom te laten vloeien naarmate de ontladingssnelheid toeneemt als gevolg van Peukerts wet.
Tegelijkertijd hebben batterijen een verhoogde AH-capaciteit, zelfs als de spanning over elke batterij hetzelfde is. De parallelle opstelling van het circuit kan zijn vertakkingen gebruiken om te verhogen hoe lang een batterij items op de AH-capaciteit kan voeden. Als u een parallel laadcircuit wilt instellen, zullen de batterijen nog steeds alleen hun standaardspanning gebruiken. Het opladen van batterijen in een parallel circuit betekent dat u moet overwegen hoe de AH-capaciteit zal toenemen.
Een voorbeeldmethode om batterijen parallel op te laden, is om één tak van het parallelle circuit te gebruiken om elke batterij met een enkele lader op te laden. Verbind de positieve uitgang van de lader met de positieve pool van de eerste batterij en verbind die positieve pool met de positieve pool van de tweede batterij. Ga hiermee door totdat alle batterijen zijn aangesloten. Sluit vervolgens de negatieve uitgang van de oplader aan op het negatieve uiteinde van de eerste batterij en sluit elk negatief uiteinde aan op dezelfde manier als voor de positieve uiteinden.
Toepassingen van deze methoden
Er zijn andere manieren om circuits aan te sluiten om batterijen op te laden. Hoewel deze voorbeelden pure series en pure parallelle circuits hebben gebruikt, kunt u batterijen aansluiten met series-parallel circuit hybriden. Dit type circuit maakt gebruik van elementen die gesloten lussen creëren die je in seriecircuits vindt en takken om stroom via verschillende paden in parallelle circuits te verdelen.
Een manier om een serie-parallel circuit te demonstreren, is door vier batterijen met één lader te gebruiken. Verbind de positieve uitgang van de lader met de positieve pool van de eerste batterij en verbind vervolgens de positieve pool van de batterij met de positieve pool van de tweede batterij.
Sluit op dezelfde manier de negatieve uitgang van de lader aan op de negatieve pool van de derde batterij en verbind vervolgens de negatieve pool van de derde batterij met de negatieve pool van de vierde. Verbind ten slotte de minpool van de eerste en tweede batterij met de pluspool van respectievelijk de derde en vierde batterij.
Deze opstelling creëert serieschakelingen tussen twee van de batterijen zelf, terwijl ook twee van de batterijen parallel aan elkaar worden aangesloten. Als je dit circuit zou oplossen met behulp van fysica en wiskunde om stroom en spanning te beschrijven, dan zou je de seriecomponenten moeten behandelen als in serie met elkaar en de parallelle componenten in parallel.
Deze configuratie, bekend als een 2s2p voor de serie en parallelle componenten, wordt in feite gebruikt in viercellige energiecellen door op de juiste manier te profiteren van de verhoogde spanning en AH-capaciteit. Deze schakelingen worden verder gereguleerd met geïntegreerde schakelingen, microscoopchipchips van weerstanden, condensatoren, transistoren en andere elementen op een halfgeleider (materiaal dat elektriciteit kan geleiden) die zijn uitgevonden om de noodzakelijke componenten in een schakeling te reduceren tot een enkele chip.
Vooral lithiumionen gebruiken een combinatie van cellen parallel en voegen ze in serie toe om de complexiteit van spanningen te verminderen en de cellen op normale spanningswaarden te houden.