Способы соединения аккумуляторов в батареи

В тех случаях, когда ток и напряжение отдельного источника электрической энергии (в том числе аккумулятора) являются недостаточными для нормальной работы электрических потребителей, применяют последовательное, параллельное и смешанное соединения таких источников.

Последовательное соединение. При последовательном соединении аккумуляторов отрицательный электрод первого аккумулятора соединяют с положительным электродом второго, отрицательный электрод второго — с положительным электродом третьего и т. д. (рисунок 29, а). Нагрузку (приемник) присоединяют к положительному электроду первого и отрицательному электроду последнего аккумулятора.

Рисунок 29 - Последовательное (а) и параллельное (б) соединения аккумуляторов

При последовательном соединении аккумуляторов их электродвижущие силы согласно второму закону Кирхгофа складываются и результирующая ЭДС равна сумме ЭДС отдельных аккумуляторов. Следовательно, чем больше аккумуляторов включено в цепь, тем больше напряжение, под которым находятся приемники.

Эквивалентное внутреннее сопротивление последовательно соединенных аккумуляторов равно сумме их внутренних сопротивлений.

Аккумуляторные батареи составляются из ряда совершенно одинаковых аккумуляторов. При этом на заводе их подбирают так, чтобы все они имели одинаковые ЭДС и одинаковое внутреннее сопротивление.

Параллельное соединение. При параллельном соединении все положительные электроды отдельных аккумуляторов соединяют вместе, и они образуют положительный полюс; все отрицательные электроды отдельных аккумуляторов также соединяют вместе, и они образуют общий отрицательный полюс (рисунок 29,б). Нагрузку (приемник) присоединяют к общим отрицательному и положительному полюсам. При этом все аккумуляторы будут находиться под одинаковым напряжением, а общий ток равен сумме токов, отдаваемых отдельными аккумуляторами. При параллельном соединении одинаковых аккумуляторов ЭДС батареи.

Смешанное соединение. В тех случаях, когда аккумуляторы не обеспечивают возможности получения необходимого тока и напряжения, применяют смешанное их соединение (рисунок 30). В данном случае в каждой из двух параллельных групп аккумуляторной батареи имеется по два последовательно соединенных аккумулятора.

Рисунок 30 - Смешанное соединение аккумуляторов

Аккумуляторные батареи в большинстве случаев составляются из последовательно соединенных аккумуляторов. Смешанное и как в этих случаях трудно обеспечить равномерное распределение тока между параллельными ветвями. Равенство токов I₁ и I₂ в отдельных ветвях будет иметь место только в том случае, если будут равны ЭДС, действующие в этих ветвях, и их внутренние сопротивления равны.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что представляет собой химический источник тока?

2. Что такое электролитическая диссоциация и электролиз?

3. Как возникает ЭДС в гальваническом элементе?

4. Что представляют собой аккумуляторы, и какие бывают?

5. Как устроены кислотные аккумуляторы?

6. Что такое емкость аккумулятора?

7. Каким образом заряжают аккумуляторы и что служит признаками конца заряда у кислотного и щелочного аккумуляторов?

8. Как соединяют аккумуляторы в батареи?