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La ricarica delle batterie può rivelarsi utile per i progetti a lungo termine e il risparmio energetico. Il processo di ricarica delle batterie utilizzando un dispositivo come un caricabatterie significa creare un circuito elettrico per aumentare la carica immagazzinata nelle singole batterie. Puoi scoprire di più su questi circuiti in modo che anche tu possa imparare i modi migliori per caricare le batterie quando si utilizza un caricabatterie.
Questi tutorial e spiegazioni su come caricare le batterie in linea l'una con l'altra significano che stai costruendo circuiti elettrici che possono trarre vantaggio dal funzionamento dei caricabatterie per caricare le batterie in modo appropriato.
Prestare attenzione quando si lavora con circuiti poiché non si devono toccare le estremità del filo a meno che non siano isolate per proteggersi ed evitare di toccare il circuito se i fili o le batterie sono bagnati. Non mischiare batterie di dimensioni con tensioni o capacità amp-hour (AH) diverse e, se necessario, utilizzare guanti di gomma per isolare le mani dall'elettricità e proteggersi.
Circuiti in serie corrente in una sola direzione attorno a un circuito mentre circuiti paralleli corrente in percorsi diversi tra i rami. I metodi in serie e in parallelo significano che la ricarica di batterie da 12 volt (12 V) in linea può utilizzare un circuito in serie o in parallelo. Nei circuiti in serie, la corrente è costante in tutto il circuito e la tensione cambia attraverso ogni elemento del circuito.
Nel circuiti paralleli, la caduta di tensione attraverso ogni ramo del circuito è la stessa mentre la corrente cambia in tutto il circuito.
Ricarica delle batterie in serie
Quando si caricano 3 batterie da 12 V in serie l'una con l'altra, ogni tensione di ciascuna batteria aumenterebbe di una quantità dettata da Legge di Ohm V = IR per tensione V (in volt), corrente io (in ampere) e resistenza R (in ohm). Ciò rende difficile caricare la batteria perché l'aumento della tensione fornirà cariche diverse a ciascuna batteria.
È possibile utilizzare un caricabatterie per le batterie stesse che utilizza la maggiore tensione in uscita in modo più efficace, ma il collegamento di batterie in serie non influisce sulla capacità AH del circuito, una misura di quanta energia può immagazzinare la batteria. Ciò significa che dovresti concentrarti sull'aumento della tensione e sui modi per usarla per caricare più batterie da 12 V utilizzando, ad esempio, un caricabatterie con la stessa tensione di ogni batteria.
Una configurazione di base per caricare le batterie in serie è connettere l'uscita positiva del caricabatterie (in rosso) all'estremità positiva di una delle batterie. Quindi, collegare l'estremità negativa della batteria all'estremità positiva di quella successiva e continuare a farlo per il resto delle batterie.
Per la batteria finale, collegare l'estremità negativa della batteria all'uscita negativa (in nero) del caricabatterie. Se si dispone di due caricabatterie, è possibile invece collegare sia le uscite del caricatore positivo che negativo per il primo caricabatterie alla prima batteria e collegare le uscite del caricatore positivo e negativo per il secondo caricabatterie alla batteria finale.
Nel caso di utilizzo di due o più caricabatterie, è possibile trovare la tensione totale della fonte della batteria riassumendo ciascun caricatore. Se riesci a trovare un caricabatterie per ogni batteria, ciò può garantire che ogni batteria verrà caricata alla sua piena capacità. L'uso di più caricabatterie può essere più ideale in quanto garantisce che ogni batteria venga caricata contemporaneamente, ma dipende dalle tue esigenze. Per caricare batterie da 6 volt in serie con un caricabatterie da 12 volt, è possibile utilizzare un singolo caricatore.
Conoscere la differenza tra i circuiti in serie e in parallelo per caricare le batterie può aiutarti a migliorare l'efficienza delle tue batterie attraverso diversi metodi a causa della fisica variabile tra i circuiti in serie e in parallelo. Mentre caricare le batterie in serie può ripristinarle aumentando la tensione su ciascuna di esse, caricare le batterie in parallelo funziona in modo diverso.
Carica delle batterie in parallelo
Quando si caricano le batterie in parallelo, non si carica la tensione delle batterie, ma, piuttosto, il capacità amp-ora delle batterie. La capacità AH, nota anche come specifica o classificazione AH, indica il prodotto della corrente della batteria per quanto tempo la batteria può produrre quella corrente. Il valore AH cambia anche in base alla durata della batteria. Una valutazione "100 AH a 2 ore" indica che una batteria può fornire 5 A di corrente per 20 ore. Calcola questi valori per determinare come il circuito parallelo modifica la capacità AH.
Tenere presente le lunghezze di tempo corrispondenti associate a ciascuna capacità AH. Una batteria contrassegnata come 100 AH non fornirà 100 amp di corrente per un'ora. Probabilmente fornirà solo circa 40 minuti di corrente a 100 ampere. Questo perché le batterie al piombo acido perdono la capacità di far fluire la corrente quando la velocità di scarica aumenta di conseguenza Legge di Peukerts.
Parallelamente, le batterie hanno una capacità AH aumentata anche quando la tensione è la stessa per ogni batteria. La configurazione parallela del circuito può utilizzare i suoi rami per aumentare la durata di una batteria in grado di alimentare elementi con capacità AH. Se si desidera impostare un circuito di ricarica parallelo, le batterie si alimenteranno comunque solo alla loro tensione standard. Caricare le batterie in un circuito parallelo significa che dovresti considerare come aumenterà la capacità di AH.
Un metodo di esempio per caricare le batterie in parallelo consiste nell'utilizzare un ramo del circuito parallelo per caricare ciascuna batteria con un singolo caricatore. Collegare l'uscita positiva del caricabatterie al terminale positivo della prima batteria e collegare quel terminale positivo al terminale positivo della seconda batteria. Continua fino a quando tutte le batterie sono collegate. Quindi, collegare l'uscita negativa del caricabatterie all'estremità negativa della prima batteria e procedere a collegare ciascuna estremità negativa nello stesso modo in cui è stata eseguita per le estremità positive.
Applicazioni di questi metodi
Esistono altri modi per collegare i circuiti per caricare le batterie. Mentre questi esempi hanno utilizzato serie pure e circuiti in parallelo puri, è possibile collegare batterie usando ibridi di circuiti in serie parallela. Questi tipi di circuito utilizzano elementi che creano circuiti chiusi che si trovano nei circuiti in serie e rami per distribuire corrente attraverso diversi percorsi in circuiti paralleli.
Un modo per dimostrare un circuito in serie è usare quattro batterie con un singolo caricatore. Collegare l'uscita positiva del caricabatterie al terminale positivo della prima batteria, quindi collegare il terminale positivo della batteria al terminale positivo della seconda batteria.
Allo stesso modo, collegare l'uscita negativa del caricabatterie al terminale negativo della terza batteria, quindi collegare il terminale negativo della terza batteria al terminale negativo della quarta. Infine, collegare i terminali negativi della prima e della seconda batteria ai terminali positivi della terza e della quarta batteria, rispettivamente.
Questa configurazione crea circuiti in serie tra due batterie stesse collegando contemporaneamente due batterie in parallelo tra loro. Se dovessi risolvere questo circuito usando equazioni di fisica e matematica per descrivere corrente e tensione, dovresti trattare i componenti della serie come fluenti in serie tra loro e i componenti paralleli in parallelo.
Questa configurazione, nota come 2s2p per la serie e i componenti paralleli, viene effettivamente utilizzata nelle celle di energia a quattro celle sfruttando adeguatamente la tensione di aumento e la capacità AH. Questi circuiti sono ulteriormente regolati con circuiti integrati, circuiti integrati al microscopio di resistori, condensatori, transistor e altri elementi su un semiconduttore (materiale che può condurre elettricità) che sono stati inventati per ridurre i componenti necessari in un circuito fino a un singolo chip.
Gli ioni di litio in particolare usano una combinazione di celle in parallelo e aggiungendole in serie per ridurre la complessità delle tensioni e mantenere le celle a valori di tensione normali.