Considerações Práticas – Baterias

Ao conectar baterias para formar “bancos” maiores (uma bateria de baterias?), As baterias constituintes devem ser combinadas entre si para não causar problemas.

Baterias em série

Primeiro, consideraremos conectar baterias em série para obter maior tensão:

Sabemos que a corrente é igual em todos os pontos de um circuito em série, portanto, qualquer quantidade de corrente que haja em qualquer uma das baterias conectadas em série deve ser a mesma para todas as outras. Por este motivo , cada bateria deve ter a mesma classificação de amp-hora, caso contrário, algumas das baterias se esgotarão mais cedo do que outras, comprometendo a capacidade de todo o banco. Observe que a capacidade total de amp-hora deste banco de baterias em série não é afetada pelo número de baterias.

Baterias em paralelo

A seguir, consideraremos conectar baterias em paralelo para maior cura capacidade de aluguel (menor resistência interna) ou maior capacidade amp-hora:

Sabemos que a tensão é igual em todos ramos de um circuito paralelo, portanto, devemos ter certeza de que essas baterias têm a mesma voltagem. Do contrário, teremos correntes relativamente grandes circulando de uma bateria por outra, as baterias de alta tensão sobrepujando as de baixa tensão. Isso não é bom.

Proteção de sobrecorrente

Neste mesmo tema, devemos ter certeza de que qualquer proteção de sobrecorrente (disjuntores ou fusíveis) está instalada de forma a ser eficaz . Para o nosso banco de baterias em série, um fusível será suficiente para proteger a fiação de corrente excessiva, uma vez que qualquer interrupção em um circuito em série interrompe a corrente em todas as partes do circuito:

Com um banco de baterias paralelo, um fusível é adequado para proteger a fiação contra sobrecorrente de carga (entre as baterias conectadas em paralelo e a carga), mas temos outras preocupações para proteger contra também. As baterias são conhecidas por entrarem em curto-circuito interno, devido à falha do separador de eletrodo, causando um problema, não diferente daquele onde baterias de tensão desigual são conectadas em paralelo: as baterias boas irão sobrepujar a bateria com falha (tensão mais baixa), causando correntes relativamente grandes dentro dos fios de conexão das baterias. Para se proteger contra essa eventualidade, devemos proteger toda e qualquer bateria contra sobrecorrente com fusíveis de bateria individuais, além do fusível de carga:

Ao lidar com baterias de células secundárias, deve-se prestar atenção especial ao método e ao tempo de carregamento. Diferentes tipos e construções de baterias têm diferentes necessidades de carregamento, e as recomendações do fabricante são provavelmente o melhor guia a seguir ao projetar ou manter um sistema. Duas preocupações distintas com o carregamento da bateria são o ciclo e a sobrecarga. Ciclagem refere-se ao processo de carregar uma bateria para uma condição “cheia” e, em seguida, descarregá-la para um estado inferior. Todas as baterias têm um ciclo de vida finito (limitado) e a “profundidade” permitida do ciclo (a que distância deve ser descarregado a qualquer momento) varia de projeto para projeto. Sobrecarga é a condição em que a corrente continua a ser forçada de volta através de uma célula secundária além do ponto onde a célula atingiu a carga total. Com células de chumbo-ácido, em particular, a sobrecarga leva à eletrólise da água (“fervura” a água da bateria) e vida útil reduzida.

Qualquer bateria contendo água no eletrólito está sujeita à produção de gás hidrogênio devido à eletrólise. Isso é especialmente verdadeiro para células de chumbo-ácido sobrecarregadas, mas não exclusivo desse tipo. O hidrogênio é um gás extremamente inflamável (especialmente na presença de oxigênio livre criado pelo mesmo processo de eletrólise), inodoro e incolor . Essas baterias representam uma ameaça de explosão, mesmo em condições normais de operação e devem ser tratadas com respeito. O autor foi uma testemunha em primeira mão de uma explosão de bateria de chumbo-ácido, onde uma faísca criada pela remoção de um carregador de bateria (pequena fonte de alimentação DC ) de uma bateria automotiva acendeu gás hidrogênio dentro da caixa da bateria, soprando a tampa da bateria e espirrando ácido sulfúrico para todos os lugares. Isso ocorreu em uma oficina automotiva de uma escola de ensino médio, nada menos. Se não fosse por todos t s alunos próximos usando óculos de segurança e macacão de gola abotoada, o ferimento significativo pode ter ocorrido.

Ao conectar e desconectar o equipamento de carregamento de uma bateria, sempre faça a última conexão (ou primeira desconexão) em um local afastado da própria bateria (como em um ponto em um dos cabos da bateria, pelo menos 30 centímetros de distância da bateria), de modo que qualquer faísca resultante tenha pouca ou nenhuma chance de inflamar o gás hidrogênio.

Em bancos de baterias grandes e permanentemente instalados, as baterias são equipadas com tampas de ventilação acima de cada célula, e o gás hidrogênio é liberado para fora da sala das baterias através de capas imediatamente acima das baterias. O gás hidrogênio é muito leve e sobe rapidamente. O maior perigo é quando se permite que ele se acumule em uma área, aguardando a ignição.

Projetos mais modernos de baterias de chumbo-ácido são seladas, fabricadas para recombinar o hidrogênio eletrolisado e o oxigênio de volta à água, dentro a própria caixa da bateria. Ventilação adequada ainda pode ser uma boa ideia, apenas no caso de uma bateria desenvolver um vazamento.

REVISÃO:

• Conectar baterias em série aumenta a tensão, mas não aumenta capacidade geral de amp-hora.
• Todas as baterias em um banco em série devem ter a mesma classificação de amp-hora.
• Conectar baterias em paralelo aumenta a capacidade total de corrente, diminuindo a resistência total, e também aumenta a capacidade geral de amp-hora.
• Todas as baterias em um banco paralelo devem ter a mesma classificação de tensão.
• As baterias podem ser danificadas por ciclos excessivos e sobrecarga.
• Baterias eletrolíticas à base de água são capazes de gerar gás hidrogênio explosivo, que não deve se acumular em uma área.

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha de baterias
• Planilha de prática de circuitos CC da série com planilha de respostas