Considerazioni pratiche – Batterie

Quando si collegano le batterie insieme per formare “banchi” più grandi (una batteria di batterie?), Le batterie che la costituiscono devono essere accoppiate tra loro in modo da non causare problemi.

Batterie in serie

Per prima cosa prenderemo in considerazione il collegamento di batterie in serie per una maggiore tensione:

Sappiamo che la corrente è uguale in tutti i punti di un circuito in serie, quindi qualsiasi quantità di corrente presente in una qualsiasi delle batterie collegate in serie deve essere la stessa anche per tutte le altre. Per questo motivo , ogni batteria deve avere lo stesso valore di amperora, altrimenti alcune batterie si esauriranno prima di altre, compromettendo la capacità dellintero banco. Si prega di notare che la capacità totale di amperora di questo banco di batterie di serie non è influenzata in base al numero di batterie.

Batterie in parallelo

Successivamente, prenderemo in considerazione il collegamento di batterie in parallelo per una maggiore capacità di affitto (resistenza interna inferiore) o maggiore capacità in amperora:

Sappiamo che la tensione è uguale su tutti rami di un circuito parallelo, quindi dobbiamo essere sicuri che queste batterie siano di uguale tensione. In caso contrario, avremo correnti relativamente grandi che circolano da una batteria allaltra, le batterie a voltaggio più alto supereranno le batterie a voltaggio più basso. Questo non va bene.

Protezione da sovracorrente

Su questo stesso tema, dobbiamo essere sicuri che qualsiasi protezione da sovracorrente (interruttori o fusibili) sia installata in modo tale da essere efficace . Per i nostri banchi di batterie in serie, un fusibile sarà sufficiente per proteggere il cablaggio da una corrente eccessiva, poiché qualsiasi interruzione in un circuito in serie interrompe la corrente attraverso tutte le parti del circuito:

Con un banco di batterie in parallelo, un fusibile è adeguato per proteggere il cablaggio dalla sovracorrente del carico (tra le batterie collegate in parallelo e il carico), ma abbiamo anche altre preoccupazioni da cui proteggerci. Le batterie sono note per cortocircuitare internamente, a causa del guasto del separatore dellelettrodo, causando un problema, non diverso da quello in cui le batterie di tensione disuguale sono collegate in parallelo: le batterie buone sovrasteranno la batteria guasta (tensione inferiore), causando correnti relativamente grandi allinterno dei cavi di collegamento delle batterie. Per evitare questa eventualità, dovremmo proteggere ogni singola batteria dalla sovracorrente con i singoli fusibili della batteria, oltre al fusibile di carico:

Quando si tratta di batterie a celle secondarie, è necessario prestare particolare attenzione al metodo e ai tempi di ricarica. Diversi tipi e costruzione di batterie hanno esigenze di ricarica diverse e le raccomandazioni del produttore sono probabilmente la migliore guida da seguire durante la progettazione o la manutenzione di un sistema. Due distinti problemi di ricarica della batteria sono il ciclo e il sovraccarico. Il ciclo si riferisce al processo di caricamento di una batteria in una condizione “piena” e quindi di scaricamento in uno stato inferiore. Tutte le batterie hanno un ciclo di vita finito (limitato) e la “profondità” consentita del ciclo (di quanto dovrebbe essere scaricati in qualsiasi momento) varia da modello a modello. Il sovraccarico è la condizione in cui la corrente continua a essere spinta indietro attraverso una cella secondaria oltre il punto in cui la cella ha raggiunto la piena carica. Con le celle al piombo, in particolare, il sovraccarico porta allelettrolisi dellacqua (“ebollizione” lacqua della batteria) e alla riduzione della durata.

Qualsiasi batteria contenente acqua nellelettrolito è soggetta alla produzione di idrogeno gassoso a causa dellelettrolisi. Ciò è particolarmente vero per le celle al piombo-acido sovraccariche, ma non esclusivo di quel tipo. Lidrogeno è un gas estremamente infiammabile (soprattutto in presenza di ossigeno libero creato dallo stesso processo di elettrolisi), inodore e incolore . Tali batterie rappresentano una minaccia di esplosione anche in condizioni operative normali e devono essere trattate con rispetto. Lautore è stato testimone in prima persona dellesplosione di una batteria al piombo, dove una scintilla creata dalla rimozione di un caricabatterie (piccolo alimentatore CC ) da una batteria automobilistica ha acceso il gas idrogeno allinterno della custodia della batteria, facendo saltare la parte superiore della batteria e schizzando acido solforico ovunque. Ciò è accaduto in unofficina automobilistica di una scuola superiore, non meno. Se non fosse per tutti t a studenti nelle vicinanze che indossano occhiali di sicurezza e tute con colletto abbottonato, potrebbe essersi verificato un grave infortunio.

Quando si collega e scollega lapparecchiatura di ricarica a una batteria, effettuare sempre lultima connessione (o la prima disconnessione) in un luogo lontano dalla batteria stessa (ad esempio in un punto su uno dei cavi della batteria, ad almeno un piede di distanza dalla batteria), in modo che qualsiasi scintilla risultante abbia poche o nessuna possibilità di incendiare il gas idrogeno.

Nei banchi di batterie di grandi dimensioni e installati in modo permanente, le batterie sono dotate di tappi di sfiato sopra ogni cella e il gas idrogeno viene scaricato allesterno del vano batteria attraverso cappe immediatamente sopra le batterie. Lidrogeno gassoso è molto leggero e sale rapidamente. Il pericolo maggiore è quando le viene consentito di accumularsi in unarea, in attesa di accensione.

I design più moderni delle batterie al piombo sono sigillati, fabbricati per ricombinare lidrogeno elettrolizzato e lossigeno nellacqua, allinterno la custodia della batteria stessa. Una ventilazione adeguata potrebbe comunque essere una buona idea, nel caso in cui una batteria dovesse sviluppare una perdita.

REVISIONE:

• Il collegamento delle batterie in serie aumenta la tensione, ma non aumenta capacità complessiva in amperora.
• Tutte le batterie in un banco in serie devono avere la stessa potenza in ampere.
• Il collegamento delle batterie in parallelo aumenta la capacità di corrente totale diminuendo la resistenza totale e aumenta anche la capacità complessiva di amperora.
• Tutte le batterie in un banco parallelo devono avere la stessa tensione nominale.
• Le batterie possono essere danneggiate da cicli eccessivi e sovraccarico.
• Le batterie elettrolitiche a base dacqua sono in grado di generare gas idrogeno esplosivo, che non deve essere consentito laccumulo in unarea.

FOGLI DI LAVORO CORRELATI:

• Foglio di lavoro sulle batterie
• Foglio di lavoro sui circuiti CC della serie con foglio di lavoro sulle risposte