Подключение последовательно: Последовательное соединение — урок. Физика, 8 класс.

Как правильно соединять аккумуляторы последовательно и параллельно

Коротко разберём распространённое мнение – «при последовательном соединении двух аккумуляторов (АКБ), их ёмкость не меняется, она остаётся такой же, как у одного аккумулятора, поэтому время автономной работы при таком соединении будет меньше».

Но как же закон сохранения энергии? Да, при последовательном соединении аккумуляторов, формально ёмкость считается как у одного аккумулятора, а напряжение удваивается (или утраивается, учетверяется и т.д., в зависимости от количества последовательно соединённых АКБ). При параллельном же соединении АКБ – ёмкость удваивается (утраивается и т.д.), а напряжение остаётся тем же.

Варианты соединения аккумуляторов

Противоречия здесь нет. Когда люди говорят об аккумуляторе (обычно об автомобильном), то сообщают его ёмкость, но не уточняют вольтаж. Просто все привыкли, что аккумуляторы имеют напряжение 12В, и подразумевается, что упоминать об этом глупо. Но в вообще-то, ёмкость без указания вольтажа не имеет физического смысла. Существуют аккумуляторы самой разной ёмкости и на разное напряжение – на 2В, и на 6В, и на 12В, и, редко, на 24В. Кроме того, любые одинаковые АКБ можно соединять последовательно, параллельно, или последовательно-параллельно одновременно.

Но стоит только указать после величины ёмкости её вольтаж, как всё встаёт на свои места. Ведь энергоёмкость в любом случае, как бы мы не соединяли аккумуляторы, останется прежней.

Итак, если, например, два АКБ по 200Ач 12В (например, Аккумулятор Delta GEL 12-200), соединить последовательно, то получится энергоёмкость 200Ач 24В. А если эти же два АКБ соединить параллельно, то получится – 400Ач 12В.

Проверим:

200Ач * 24В = 480Ач * В = 400Ач * 12В

Но для расчётов токов (обычно, номинальным током заряда считается ток 0,1С, где С –величина равная ёмкости аккумулятора), С берут именно по цифре слева, т.е. в нашем примере, при последовательном соединении С = 200, а при параллельном С = 400. Легко заметить, что и мощность зарядного устройства в обоих случаях будет одинаковой.

Для первого случая, зарядный ток будет 0,1*200 = 20А, но при напряжении 24В. Т.е. зарядная мощность, Р = 20А 24В = 480Вт

Для второго случая, зарядный ток будет 0,1*400 = 40А, но при напряжении 12В. Т.е. зарядная мощность, Р = 40А 12В = 480Вт

Если рассматривать одиночные аккумуляторы, то, например, один аккумулятор 600Ач 2В по своей энергоёмкости соответствует одному аккумулятору 100Ач 12В (например, Аккумулятор DELTA GEL 12-100).

Чтобы получить из этих аккумуляторов (600Ач 2В) большую аккумуляторную батарею, например, на 24В, нужно соединить последовательно 12 шт таких АКБ с помощью перемычек (Перемычка для аккумуляторов 250 мм). Общая итоговая ёмкость получится 600Ач 24В. Эта энергоёмкость, если сравнивать её с 12-и вольтовыми АКБ по 200Ач (а такие применяются в грузовиках), соответствует 6-и штукам (три соединённых параллельно цепочки аккумуляторов, где каждая цепочка состоит из двух, соединённых последовательно, аккумуляторов):

(600Ач*2В)*12 = 600Ач*24В = (200Ач*24В) + (200Ач 24В) + (200Ач 24В)

Обратите внимание – на всех рисунках специально показано, что если минус инвертора подключён к условно первому АКБ, то плюс – к последнему. Так его следует подключать, чтобы компенсировать сопротивление даже толстых медных проводов, соединяющих аккумуляторы. Иначе, из-за их сопротивления, при огромных токах, «дальний» от выводов инвертора аккумулятор, окажется и не «дозаряжаем», и не «доразряжаем».

Итак, ёмкостью (читайте «энергоёмкостью») аккумулятора (объединённой группы аккумуляторов), называется количество электричества (т.е. мощности, равной току умноженного на НАПРЯЖЕНИЕ), которое аккумулятор отдает при разряде до наименьшего допустимого напряжения.

Чтобы аккумулятор служил долго, его нельзя разряжать более чем на 80%. Для 12-и вольтового АКБ, это соответствует напряжению на его клеммах примерно 11,5В. Но тут важно каким током относительно емкости АКБ мы его разряжаем.

Чем больше сила разрядного тока, тем ниже напряжение, до которого может разряжаться аккумулятор. Это потому что при быстром разряде большими токами относительно маленькой ёмкости аккумулятора электролит не успевает перемешиваться, и разряженный слой скапливается вокруг пластин. Напряжение АКБ падает и нагрузку снимают. Однако, спустя несколько десятков минут, электролит перемешивается и ёмкость (и, соответственно, напряжение аккумулятора) повышается.

Если же разряжать малым током относительно ёмкости, то можно вычерпать всю энергию, что плохо для долговечности АКБ. Всегда надо оставлять не менее 20% ёмкости. Подробнее об этом далее.

Отметим, что во время заряда, зарядное устройство постепенно повышает напряжение на АКБ, а затем, после снятия заряда, напряжение уменьшается, возвращаясь к спокойному состоянию (так, на 12-и вольтовом аккумуляторе, в зависимости от типа АКБ, оно обычно растёт до 14,1 – 14,5 В, а после снятия заряда, даже без нагрузки, в течении получаса возвращается к 12,5 – 12,8 В).

Последовательное и параллельное включение насосов

В практической деятельности нередки ситуации, когда для удовлетворения потребностей системы мощности одного одинарного насоса оказывается недостаточно. В подобных случаях используют два и больше насосов, подключенных последовательно или параллельно.

Перед рассмотрением особенностей эксплуатации каскада насосов необходимо остановиться на одной частой встречающейся принципиальной ошибке.

Важно понимать, что, несмотря на теоретическую возможность, два насоса одинаковой мощности, включенные последовательно, не создают двойной напор. А при параллельном подключении двух одинаковых насосов не обеспечивается двойная подача. Это обусловлено конструктивными особенностями оборудования и техническими нюансами функционирования инженерных систем.

Особенности последовательного подключения насосов

При одинаковой подаче двух насосов, установленных последовательно друг за другом, их напоры суммируются. При этом происходит удвоение напора двух устройств одинаковой мощности при условии нулевой подачи.

В противоположной крайней точке, где происходит безнапорная подача, два агрегата не способны перекачивать больше рабочей среды, чем один.

Рис. 1 Характеристики последовательно подключенных насосов

Из-за особенностей регулирования в больших отопительных системах нередко монтируется больше одного нагревательного контура, а иногда — больше одного котла.

Рис. 2 Система, в которой есть несколько нагревательных контуров

Насосы, установленные в системе нагрева воды (WWB) и отопительных контурах HС 1 и HС 2, функционируют независимо. Насосы циркуляционного типа позволяют преодолеть сопротивления, которые возникают в системе. Эти три насоса последовательно подключаются к циркуляционному насосу котлового устройства (КР), который преодолевает сопротивление в контуре котла.

Основой для предшествующих теоретических рассуждение является предположение об одинаковой мощности насосов. Однако на практике такие ситуации складываются далеко не всегда.

Вариант монтажа, при котором не учитываются мощности отдельных насосных агрегатов, чрезвычайно опасен. Если котловой циркуляционный насос создает слишком большой напор, на всасывающие патрубки одного или всех распределительных насосов поступает огромное давление. В таких случаях насосные агрегаты переходят в режим работы турбин (по принципу генератора). Как результат: за короткое время в работе насосов возникают функциональные нарушения, а затем и технические повреждения. (Проблему гидравлической развязки мы сейчас не обсуждаем).

Особенности параллельного подключения насосов

Если в систему параллельно установлено два насоса, при одинаковом напоре их подачи суммируются, а максимальная подача двух агрегатов равной мощности удваивается. В такой точке рабочей характеристики теоретически возникает предельное значение.

В противоположной крайней точке с нулевой подачей два насоса, установленных параллельно, не способны создать более высокий напор, чем один.

Рис. 3 Характеристики параллельно подключенных насосов

При достижении максимального уровня теплопотребления включается параллельная схема работы 1-ого и 2-ого насосов. Приборы управления, которые для этого необходимы, встраиваются в электронный блок или съемные модули с соответствующими приспособлениями.

Рис. 4 Работа двух параллельно подключенных насосов одинаковой мощности

У каждого из пары насосов есть несколько ступеней переключения для обеспечения больших возможностей управления параметрами с учетом отопительной нагрузки. Эта закономерность отображена в следующей рабочей характеристике, где для обозначения характеристики одного из насосов, работающего индивидуально, использован пунктир, для общей характеристики агрегатов, функционирующих в основном/пиковом режимах, — сплошная жирная линия.

Рис. 5 Рабочая характеристика модели Wilo-Stratos D

Если один из насосов выходит из строя, уровень подачи все равно превышает 50%. С учетом рабочего графика отопительной батареи это соответствует все тем же 83% производимого тепла, которые могут отдаваться радиатором.

Как подключить батареи последовательно и параллельно

Если вы когда-либо работали с аккумуляторами, то наверняка встречали термины ряд , параллельный и последовательно-параллельный , но что именно означают эти термины?

Series, Series-Parallel и Parallel — это действие по соединению двух батарей вместе, но зачем вообще нужно соединять две или более батарей вместе?

Подключив две или более батарей последовательно, последовательно-параллельно или параллельно, вы можете увеличить напряжение или емкость в ампер-часах или даже то и другое; что позволяет использовать приложения с более высоким напряжением или энергоемкие приложения.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ БАТАРЕЙ

Последовательное подключение батарей — это когда вы соединяете две или более батарей вместе для увеличения общего напряжения аккумуляторной системы, последовательное соединение батарей не увеличивает емкость, а только напряжение.
Например, если вы подключите четыре батареи 12 Вольт 26 Ач, вы получите напряжение батареи 48 Вольт и емкость батареи 26 Ач.

Чтобы сконфигурировать батареи с последовательным соединением, каждая батарея должна иметь одинаковое напряжение и номинальную емкость, иначе вы можете повредить батареи. Например, вы можете последовательно соединить две батареи 6В 10Ач, но вы не можете соединить одну батарею 6В 10Ач с одной батареей 12В 20Ач.

Чтобы соединить группу батарей последовательно, вы соедините отрицательную клемму одной батареи с положительной клеммой другой и так далее, пока все батареи не будут соединены. Затем вы подключите ссылку/кабель к отрицательной клемме первой батареи в вашей цепочке батарей к вашему приложению, а затем другой кабель к положительной клемме последней батареи в вашей цепочке к вашему приложению.

При последовательной зарядке аккумуляторов необходимо использовать зарядное устройство, соответствующее напряжению аккумуляторной системы. Мы рекомендуем заряжать каждую батарею отдельно, чтобы избежать дисбаланса батареи.

Герметичные свинцово-кислотные батареи уже много лет являются предпочтительными батареями для длинных цепочек высоковольтных аккумуляторных систем, хотя литиевые батареи могут быть сконфигурированы последовательно, это требует внимания к BMS или PCM.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ АККУМУЛЯТОРОВ

Параллельное соединение аккумуляторов — это соединение двух или более аккумуляторов вместе для увеличения емкости в ампер-часах. При параллельном подключении аккумуляторов емкость увеличится, однако напряжение аккумулятора останется прежним.

Аккумуляторы, подключенные параллельно, должны иметь одинаковое напряжение, т. е. аккумулятор 12 В нельзя подключать параллельно аккумулятору 6 В. При параллельном соединении лучше также использовать батареи той же емкости.

Например, если вы соедините четыре батареи 12 В 100 Ач параллельно, вы получите аккумуляторную систему 12 В 400 Ач.

При параллельном соединении батарей отрицательная клемма одной батареи соединяется с отрицательной клеммой следующей и так далее по цепочке батарей. То же самое проделывается с плюсовыми клеммами, т.е. плюсовая клемма одной батареи к плюсовой клемме следующей.

Допустим, вам нужна аккумуляторная система 12 В 300 Ач. Вам нужно будет соединить три батареи 12 В 100 Ач вместе параллельно.

Параллельная конфигурация батарей помогает увеличить время, в течение которого батареи могут питать оборудование, но из-за увеличенной емкости в ампер-часах они могут заряжаться дольше, чем батареи, соединенные последовательно. Это время можно безопасно сократить, не повреждая батареи, за счет более быстрой зарядки. Теперь, когда батарея больше, более высокий ток заряда по-прежнему составляет тот же процент от общей емкости, и каждая батарея «чувствует» меньший ток.

Несмотря на то, что часто ведутся споры о том, какой способ параллельного подключения лучше всего, описанный выше метод является общим для слаботочных приложений. Для сильноточных приложений поговорите с одним из наших экспертов, так как в вашей ситуации может потребоваться специальная конфигурация, чтобы обеспечить старение всех батарей с максимально возможной скоростью.

СЕРИЯ – ПАРАЛЛЕЛЬНО ПОДКЛЮЧЕННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

И последнее, но не менее важное! Есть последовательно-параллельно соединенные аккумуляторы. Последовательно-параллельное соединение — это когда вы соединяете цепочку батарей для увеличения как напряжения, так и емкости аккумуляторной системы.

Например, вы можете соединить шесть аккумуляторов 6 В 100 Ач вместе, чтобы получить аккумулятор 12 В 300 Ач, это достигается путем настройки трех рядов по два аккумулятора.

В этом случае у вас будет два или более комплекта батарей, которые будут сконфигурированы как последовательно, так и параллельно для увеличения емкости системы.

Если вам нужна помощь в настройке аккумуляторов для последовательного, параллельного или последовательно-параллельного подключения, свяжитесь с одним из наших экспертов по аккумуляторам.

Категории: Блог,
Батареи

ЛИТИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ, МОЖНО СОЕДИНЯТЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО

Многие марки литиевых аккумуляторов нельзя подключать последовательно или параллельно из-за их конфигурации PCM или BMS. Литиевые батареи Power Sonic серии PSL-SC могут быть соединены последовательно или параллельно, что идеально подходит для приложений с более высоким напряжением или емкостью.

ПСЛ-СК СЕРИЯ

Вас также может заинтересовать…

кВт по сравнению с кВтч объяснил

Категории: Блог,
Эвеско

Киловатт (кВт) — это то же самое, что киловатт-час (кВтч)? Быстрый ответ — нет. Хотя кВт и кВтч связаны между собой, на самом деле они совершенно разные…

Подробнее. ..

Однофазное и трехфазное напряжение по странам

Категории: Блог,
Эвеско

Ниже приведено полное руководство по напряжению электроэнергии по странам, включая однофазное и трехфазное напряжение, частоту и тип вилки. Б…

Подробнее…

Уровни зарядки электромобиля

Категории: Блог,
Эвеско

Внедрение электромобилей (EV) ускоряется быстрее, чем прогнозировали эксперты. Это ускоренное внедрение является результатом государственных стимулов, …

Подробнее…

Обещание бренда Power Sonic

Качество

Изготовленные с использованием новейших технологий и под строгим контролем качества, наши аккумуляторы отличаются превосходной производительностью и надежностью.

Опыт

Наш целенаправленный подход к исключительному комплексному обслуживанию клиентов отличает нас от конкурентов. От запроса до доставки и всего, что между ними, мы регулярно превосходим ожидания наших клиентов.

Служба

Доставка вовремя, каждый раз по спецификации заказчика. Мы гордимся тем, что предлагаем индивидуальные сервисные решения, точно соответствующие спецификациям наших клиентов.

Перевести »

В чем разница между параллельным и последовательным соединением

Ключевое различие между параллельным и последовательным соединением заключается в том, что при параллельном соединении компоненты соединяются друг с другом, образуя ровно два набора электрически общих точек, тогда как последовательное соединение имеет все компоненты, соединенные встык, образуя единый путь для протекания тока.

Нам нужны разные схемы подключения, когда два или более электрических устройства подключены в цепь с источником энергии. Параллельные паттерны и паттерны серий — два таких основных паттерна. В параллельном соединении все компоненты имеют два общих узла. При последовательном соединении все компоненты соединены таким образом, что два компонента используют один и тот же узел.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое параллельное соединение
3. Что такое последовательное соединение
4. Параллельное и последовательное соединение в табличной форме
5. Резюме — параллельное и последовательное соединение

Что такое параллельное подключение?

В параллельном соединении все компоненты имеют два общих узла. В этом типе комбинации электронные устройства подключаются параллельно друг другу; поэтому все устройства используют одни и те же два узла. Более того, входное напряжение всегда равно напряжению на каждом устройстве, а электрический ток, проходящий через устройства, распределяется между подключенными устройствами. Более того, для получения эквивалентного сопротивления этой системы требуется конкретная формула.

Рисунок 01: Параллельное соединение (слева) и последовательное соединение (справа)

Подробную информацию о напряжении, токе и сопротивлении параллельного соединения можно суммировать следующим образом:

1. Напряжение: одинаковое для всех компоненты в параллельной цепи

E _общий = E1 = E2 = E3 = ………

2. Ток: общий ток цепи равен сумме токов в отдельной ветви

я _всего = I1 + I2 + I3 + ……….

3. Сопротивление: полное сопротивление уменьшается при добавлении дополнительных компонентов/устройств

1/R _всего = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ……

Что такое последовательное соединение?

При последовательном соединении все компоненты соединены таким образом, что два компонента используют один и тот же узел. В этом типе комбинации электронные устройства соединяются друг с другом последовательно по схеме сквозного соединения. Поэтому два устройства всегда используют один и тот же узел, но не все устройства используют одни и те же два узла, как при параллельном соединении.

Более того, входное напряжение разделено на последовательные составляющие, поэтому входное напряжение не равно выходному, которое поступает от конкретного устройства в данном соединении. Кроме того, мы можем просто сложить значения резисторов, чтобы получить эквивалентное сопротивление системы. Электрический ток, проходящий через каждое устройство, не влияет на проходящий электрический ток, поэтому он остается постоянным.

Рисунок 02: Последовательное соединение

Подробную информацию о напряжении, токе и сопротивлении последовательного соединения можно суммировать следующим образом:

1. Напряжение: равно сумме отдельных падений напряжения

E _всего = E1 + E2 + E3 + ……….

2. Ток: одинаковый для каждого резистора

I _общее = I1 = I2 = I3 = ………

3. Сопротивление: общее сопротивление равно сумме отдельных сопротивлений

R _всего = R1 + R2 + R3 + ……..

В чем разница между параллельным и последовательным соединением?

В параллельном соединении все компоненты имеют два общих узла, а в последовательном соединении все компоненты соединены таким образом, что два компонента используют один и тот же узел. Основное различие между параллельным и последовательным соединением заключается в том, что при параллельном соединении компоненты соединяются друг с другом, образуя ровно два набора электрически общих точек, тогда как при последовательном соединении все компоненты соединяются встык, образуя единый путь для текущего потока.

Более того, при параллельном соединении входное напряжение всегда равно напряжению на каждом устройстве; однако при последовательном соединении входное напряжение не равно напряжению на каждом устройстве, поскольку входное напряжение делится на последовательные составляющие.

Приведенная ниже инфографика представляет различия между параллельным и последовательным подключением в табличной форме для параллельного сравнения.