Consideraciones prácticas – Baterías
Cuando se conectan las baterías para formar «bancos» más grandes (¿una batería de baterías?), Las baterías constituyentes deben coincidir entre sí para no causar problemas.
Baterías en serie
Primero consideraremos conectar las baterías en serie para un mayor voltaje:
Sabemos que la corriente es igual en todos los puntos de un circuito en serie, por lo que cualquier cantidad de corriente que haya en cualquiera de las baterías conectadas en serie debe ser la misma para todas las demás también. Por esta razón , cada batería debe tener la misma clasificación de amperios-hora, de lo contrario, algunas de las baterías se agotarán antes que otras, comprometiendo la capacidad de todo el banco. Tenga en cuenta que la capacidad total de amperios-hora de este banco de baterías de la serie no se ve afectada por el número de baterías.
Baterías en paralelo
A continuación, consideraremos conectar las baterías en paralelo para obtener una mayor curvatura capacidad de alquiler (menor resistencia interna) o mayor capacidad en amperios-hora:
Sabemos que el voltaje es igual en todos ramas de un circuito paralelo, por lo que debemos estar seguros de que estas baterías son de igual voltaje. De lo contrario, tendremos corrientes relativamente grandes circulando de una batería a otra, las baterías de mayor voltaje superando a las de menor voltaje. Esto no es bueno.
Protección contra sobrecorriente
Sobre este mismo tema, debemos asegurarnos de que cualquier protección contra sobrecorriente (disyuntores o fusibles) esté instalada de tal manera que sea efectiva . Para nuestro banco de baterías en serie, un fusible será suficiente para proteger el cableado de una corriente excesiva, ya que cualquier interrupción en un circuito en serie detiene la corriente a través de todas las partes del circuito:
Con un banco de baterías en paralelo, un fusible es adecuado para proteger el cableado contra sobrecorriente de carga (entre las baterías conectadas en paralelo y la carga), pero también tenemos otras preocupaciones de las que proteger. Se sabe que las baterías provocan un cortocircuito interno debido a una falla en el separador de electrodos, lo que causa un problema similar al que se produce cuando las baterías de voltaje desigual se conectan en paralelo: las baterías buenas dominarán a la batería defectuosa (voltaje más bajo), causando corrientes relativamente grandes dentro de los cables de conexión de las baterías. Para protegernos contra esta eventualidad, debemos proteger todas y cada una de las baterías contra sobrecorriente con fusibles de batería individuales, además del fusible de carga:
Cuando se trata de baterías de celda secundaria, se debe prestar especial atención al método y al momento de la carga. Los diferentes tipos y construcciones de baterías tienen diferentes necesidades de carga, y las recomendaciones del fabricante son probablemente la mejor guía a seguir al diseñar o mantener un sistema. Dos preocupaciones distintas de la carga de la batería son los ciclos y la sobrecarga. El ciclo se refiere al proceso de cargar una batería a una condición «completa» y luego descargarla a un estado inferior. Todas las baterías tienen un ciclo de vida finito (limitado) y la «profundidad» permitida del ciclo (qué tan lejos debe ser descargado en cualquier momento) varía de un diseño a otro. La sobrecarga es la condición en la que la corriente continúa siendo forzada a través de una celda secundaria más allá del punto donde la celda ha alcanzado la carga completa. Con las celdas de plomo-ácido, en particular, la sobrecarga conduce a la electrólisis del agua («hirviendo» el agua de la batería) y acorta la vida útil.
Cualquier batería que contenga agua en el electrolito está sujeta a la producción de gas hidrógeno debido a la electrólisis. Esto es especialmente cierto para las celdas de plomo-ácido sobrecargadas, pero no es exclusivo de ese tipo. El hidrógeno es un gas extremadamente inflamable (especialmente en presencia de oxígeno libre creado por el mismo proceso de electrólisis), inodoro e incoloro . Estas baterías representan una amenaza de explosión incluso en condiciones normales de funcionamiento y deben tratarse con respeto. El autor ha sido testigo de primera mano de la explosión de una batería de plomo-ácido, donde una chispa creada al retirar un cargador de batería (pequeña fuente de alimentación de CC ) de una batería de automóvil encendió gas hidrógeno dentro de la caja de la batería, soplando la parte superior de la batería y salpicando ácido sulfúrico por todas partes. Esto ocurrió en un taller automotriz de una escuela secundaria, nada menos. Si no fuera por todos Los estudiantes que estén cerca con gafas de seguridad y overoles con cuello abotonado podrían haber ocurrido una lesión importante.
Al conectar y desconectar el equipo de carga a una batería, siempre haga la última conexión (o la primera desconexión) en un lugar alejado de la propia batería (como en un punto de uno de los cables de la batería, al menos a un pie de distancia de la batería), de modo que cualquier chispa resultante tenga poca o ninguna posibilidad de encender gas hidrógeno.
En los grandes bancos de baterías instalados de forma permanente, las baterías están equipadas con tapas de ventilación encima de cada celda y el gas hidrógeno se ventila fuera de la sala de baterías a través de capuchas que se encuentran inmediatamente sobre las baterías. El gas hidrógeno es muy ligero y se eleva rápidamente. El mayor peligro es cuando se permite que se acumule en un área, esperando la ignición.
Los diseños de baterías de plomo-ácido más modernos están sellados, fabricados para volver a combinar el hidrógeno y el oxígeno electrolizados en el agua, en el interior la caja de la batería en sí. Una ventilación adecuada aún puede ser una buena idea, en caso de que una batería desarrolle una fuga.
REVISIÓN:
- Conectar baterías en serie aumenta el voltaje, pero no aumenta capacidad total de amperios-hora.
- Todas las baterías de un banco en serie deben tener la misma clasificación de amperios-hora.
- La conexión de baterías en paralelo aumenta la capacidad de corriente total al disminuir la resistencia total, y también aumenta la capacidad general en amperios-hora.
- Todas las baterías en un banco paralelo deben tener la misma clasificación de voltaje.
- Las baterías pueden dañarse por ciclos excesivos y sobrecargas.
- Las baterías de electrolitos a base de agua son capaces de generar gas hidrógeno explosivo, que no se debe permitir que se acumule en un área.
HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:
- Hoja de trabajo de baterías
- Hoja de trabajo de práctica de circuitos de CC en serie con hoja de trabajo de respuestas