Последовательное, параллельное и смешанное соединение аккумуляторов.

1. Ознакомиться со схемой измерения.

2. Собрать схему (см. рис. 8, а) и записать показания приборов в таблицу при включенной нагрузке.

Рис.8. Соединение аккумуляторов

а – параллельное, б – последовательное, в – смешанное; V₁ – вольтметр для измерения э.д.с. и напряжения на аккумуляторе. V_{н – вольтметр для измерения напряжения на сопротивлении нагрузки.}

3. Отключить нагрузочный реостат и записать значение э. д. с. батареи и силу тока каждого аккумулятора.

4. Подсчитать по формуле внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи r и каждого аккумулятора ro при параллельном соединении

;

5. Собрать схему (рис 8, б) и записать показания приборов в таблицу при включённой нагрузке.

6. Отключить нагрузочный реостат и записать значение э.д.с. батареи и каждого аккумулятора.

7. Подсчитать внутреннее сопротивление батареи и каждого аккумулятора при последовательном соединении

; .

8. Собрать схему и записать показания приборов при включённой нагрузке.

9. Отключить нагрузочный реостат и записать показания приборов.

10. Подсчитать внутреннее сопротивление всей батареи при смешанном соединении аккумуляторов.

11. Составить отчёт.

Примечание:При отсутствии аккумуляторов, можно использовать гальванические элементы. В этом случае нужно подобрать приборы, соответствующие напряжению ёмкости гальванических элементов, а вместо проволочного реостата подобрать переменный резистор.

Пояснения. Аккумулятор является химическим источником тока и для того, чтобы он отдавал ток, его необходимо предварительно зарядить. Вследствие электрохимического процесса в аккумуляторе возникает электродвижущая сила (э. д. с.). Если к аккумулятору присоединить нагрузочный реостат, в цепи возникает сила тока, равная по закону Ома для электрической цепи с э. д. с.

Где R – сопротивление реостата нагрузки, Ом; ro – внутреннее сопротивление одного аккумулятора, Ом; Е – э. д. с. Аккумулятора, В.

Рис.8. Соединение аккумуляторов

а – параллельное, б – последовательное, в – смешанное; V₁ – вольтметр для измерения э.д.с. и напряжения на аккумуляторе. V_{н – вольтметр для измерения напряжения на сопротивлении нагрузки.}

Напряжение на сопротивлении реостата нагрузки

U=IR

меньше э. д. с. Аккумулятора на величину Iro, называемую внутренним падением напряжения в аккумуляторе. Таким образом, напряжение на зажимах аккумулятора

U = E - Ir₀

Ёмкость аккумулятора Q равна произведению разрядного тока на время разряда и определяется в ампер-часах.

Если в цепи нагрузки хотят получить большую силу тока (большую, чем разрядный ток одного аккумулятора), аккумуляторы соединяют параллельно (рис. 8, а), а если нужно получить большее напряжение (большее, чем напряжение одного аккумулятора), их соединяют последовательно (рис. 8, б). Когда необходимо увеличить и силу тока и напряжение, используют смешанное соединение (рис.8, в).

При параллельном соединении аккумуляторов с одинаковыми э. д. с., э. д. с. всей батареи равна э. д. с. одного аккумулятора

Е = Е₁ = Е₂ = Е₃ = … Е_n

Внутреннее сопротивление батареи аккумуляторов, состоящей из m одинаковых аккумуляторных блоков, соединённых параллельно.

При последовательном соединении n одинаковых аккумуляторов э. д. с. батареи равна сумме э.д.с. всех аккумуляторов

Е = Е₁ + Е₂ + Е₃ + …. + Е_n = nЕ₁

а внутреннее сопротивление такой батареи из n одинаковых элементов равно сумме внутренних сопротивлений этих аккумуляторов

r = r₀₁ + r₀₂ + … +r_0n = nr₀

При смешанном соединении одинаковых аккумуляторов э. д. с. всей

батареи

E = nE₁,

а внутреннее сопротивление батареи

.