المحتوى
يمكن أن تكون إعادة شحن البطاريات مفيدة للمشاريع طويلة الأجل وتوفير الطاقة. تعني عملية شحن البطاريات باستخدام جهاز مثل الشاحن إنشاء دائرة كهربائية لزيادة الشحن المخزن في البطاريات الفردية. يمكنك معرفة المزيد عن هذه الدوائر بحيث يمكنك أيضًا تعلم أفضل الطرق لشحن البطاريات عند استخدام الشاحن.
تعني هذه الدروس والشروحات حول كيفية شحن البطاريات بما يتماشى مع بعضها البعض أنك ستقوم ببناء دوائر كهربائية يمكنها الاستفادة من كيفية عمل أجهزة الشحن لشحن البطاريات بشكل مناسب.
كن حذرًا عند العمل مع الدوائر ، حيث يجب ألا تلمس أطراف السلك ما لم تكن معزولة لحماية نفسها وتجنب لمس الدائرة إذا كانت الأسلاك أو البطاريات رطبة. لا تخلط أحجام البطاريات ذات الفولتية المختلفة أو السعة أمبير (AH) ، واستخدم قفازات مطاطية إذا لزم الأمر لعزل يديك عن الكهرباء وحماية نفسك.
سلسلة الدوائر التيار في اتجاه واحد حول حلقة بينما الدوائر المتوازية الحالية في مسارات مختلفة عبر الفروع. السلاسل والطرق الموازية تعني أن شحن البطاريات 12 فولت (12 فولت) في الخط يمكن أن يستخدم إما سلسلة أو دائرة موازية. في دوائر السلسلة ، يكون التيار ثابتًا في جميع أنحاء الدائرة ويتغير الجهد عبر كل عنصر من عناصر الدائرة.
في دوائر موازية، انخفاض الجهد عبر كل فرع من فروع الدائرة هو نفسه في حين أن التيار يتغير في جميع أنحاء الدائرة.
شحن البطاريات في السلسلة
عند شحن 3 بطاريات 12V في سلسلة مع بعضها البعض ، فإن كل جهد من كل بطارية زيادة في المبلغ الذي تمليه قانون أوم V = IR للجهد الخامس (في فولت) ، الحالية أنا (بالأمبير) والمقاومة R (في أوم). هذا يجعل شحن البطارية صعباً لأن الزيادة في الجهد ستوفر شحنات مختلفة لكل بطارية.
يمكنك استخدام شاحن للبطاريات نفسها التي تستخدم زيادة انتاج التيار الكهربائي بشكل أكثر فعالية ، ولكن ربط البطاريات في سلسلة لا يؤثر على قدرة AH من الدائرة ، قياس مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها. هذا يعني أنه يجب عليك التركيز على زيادة الجهد وطرق استخدام ذلك لشحن بطاريات متعددة 12 فولت باستخدام ، على سبيل المثال ، شاحن بنفس الجهد مثل كل بطارية.
أحد التكوينات الأساسية لشحن البطاريات في السلسلة هو توصيل مخرج الشاحن الإيجابي (باللون الأحمر) بالطرف الموجب لإحدى البطاريات. بعد ذلك ، قم بتوصيل الطرف السلبي للبطارية بالطرف الموجب للبطارية التالية ، واستمر في ذلك لبقية البطاريات.
بالنسبة للبطارية النهائية ، قم بتوصيل الطرف السلبي للبطارية بالإخراج السالب (باللون الأسود) للشاحن. إذا كان لديك شاحنان ، فيمكنك بدلاً من ذلك توصيل مخرجات الشاحن الموجب والسالب للشاحن الأول بالبطارية الأولى وتوصيل مخرجات الشاحن الموجب والسالب للشاحن الثاني بالبطارية النهائية.
في حالة استخدام شواحن أو أكثر ، يمكنك العثور على الجهد الكلي لمصدر البطارية عن طريق جمع كل شاحن. إذا تمكنت من العثور على شاحن لكل بطارية ، فهذا يضمن شحن كل بطارية إلى طاقتها الكاملة. يمكن أن يكون استخدام المزيد من أجهزة الشحن أكثر مثالية لأنه يضمن شحن كل بطارية في وقت واحد ، لكن ذلك يعتمد على احتياجاتك. لشحن بطاريات 6 فولت في سلسلة مع شاحن 12 فولت ، يمكنك استخدام شاحن واحد.
يمكن أن يساعدك معرفة الفرق بين السلسلة والدوائر المتوازية لشحن البطاريات على تحسين كفاءة البطاريات الخاصة بك من خلال طرق مختلفة كنتيجة للفيزياء المتنوعة بين السلسلة والدوائر المتوازية. في حين أن شحن البطاريات في سلسلة يمكن أن يعيد شحنها عن طريق زيادة الجهد عبر كل منها ، فإن شحن البطاريات في وظائف متوازية بشكل مختلف.
شحن البطاريات بالتوازي
عند شحن البطاريات بشكل متواز ، فأنت لا تشحن جهد البطارية ، ولكن ، بدلاً من ذلك القدرة أمبير ساعة من البطاريات. تخبرك سعة AH ، المعروفة أيضًا بمواصفات AH أو تصنيفها ، بمنتج التيار للبطارية عن المدة التي يمكن للبطارية إنتاجها الحالية. تتغير قيمة AH أيضًا بناءً على مدة استخدام البطارية. يخبرك تقييم "100 AH في 2 ساعة" أن البطارية يمكن أن توفر 5 أمبير من التيار لمدة 20 ساعة. حساب هذه القيم لتحديد كيفية تغيير الدائرة الموازية قدرة AH.
ضع في اعتبارك أطوال الوقت المقابلة المرتبطة بكل قدرة AH. لن توفر البطارية التي تحمل علامة 100 هكتار 100 أمبير من التيار لمدة ساعة واحدة. ربما ستوفر فقط حوالي 40 دقيقة من التيار في 100 أمبير. وذلك لأن بطاريات حمض الرصاص تفقد القدرة على السماح بالتدفق الحالي مع زيادة معدل التفريغ نتيجة لذلك قانون Peukerts.
في موازاة ذلك ، تتمتع البطاريات بسعة AH أكبر حتى عندما يكون الجهد هو نفسه عبر كل بطارية. يمكن أن يستخدم الإعداد المتوازي للدائرة فروعها لزيادة مدة تشغيل البطارية لعناصر قدرة AH. إذا كنت ترغب في إعداد دائرة شحن موازية ، فستظل البطاريات تعمل فقط حتى جهدها القياسي. شحن البطاريات في دائرة موازية يعني أنه يجب عليك التفكير في كيفية زيادة سعة AH.
ومن الأمثلة على ذلك لشحن البطاريات بشكل متواز استخدام فرع واحد من الدائرة الموازية لشحن كل بطارية بشاحن واحد. قم بتوصيل الإخراج الإيجابي للشاحن بالمحطة الموجبة للبطارية الأولى ، وقم بتوصيل هذا الطرف الموجب بالمحطة الموجبة للبطارية الثانية. استمر في ذلك حتى يتم توصيل جميع البطاريات. بعد ذلك ، قم بتوصيل الخرج السالب للشواحن بالطرف السالب للبطارية الأولى ، ثم تابع توصيل كل طرف سالب بالطريقة نفسها التي فعلت بها للنهايات الموجبة.
تطبيقات هذه الطرق
هناك طرق أخرى لتوصيل الدوائر لشحن البطاريات. في حين أن هذه الأمثلة قد استخدمت سلسلة نقية ودوائر متوازية نقية ، يمكنك توصيل البطاريات باستخدام الهجينة الدائرة المتوازية السلسلة. تستخدم هذه الأنواع من العناصر عناصر تقوم بإنشاء حلقات مغلقة تجدها في دوائر متسلسلة بالإضافة إلى فروع لتوزيع التيار عبر مسارات مختلفة في دوائر متوازية.
طريقة واحدة لإثبات دائرة متوازية سلسلة استخدام أربع بطاريات مع شاحن واحد. قم بتوصيل الناتج الإيجابي للشاحن بالمحطة الإيجابية للبطارية الأولى ، ثم قم بتوصيل الطرف الإيجابي للبطارية بالمحطة الموجبة للبطارية الثانية.
وبالمثل ، قم بتوصيل الناتج السلبي للشاحن بالمحطة السلبية للبطارية الثالثة ، ثم قم بتوصيل الطرف السلبي للبطارية الثالثة بالمحطة السلبية للبطارية. أخيرًا ، قم بتوصيل المحطات السالبة للبطاريات الأولى والثانية بالأطراف الموجبة للبطاريات الثالثة والرابعة ، على التوالي.
يقوم هذا الإعداد بإنشاء دوائر متسلسلة بين اثنتين من البطاريات نفسها مع توصيل اثنتين من البطاريات بالتوازي مع بعضهما البعض. إذا كنت ترغب في حل هذه الدائرة باستخدام معادلات الفيزياء والرياضيات لوصف التيار والجهد ، فيجب عليك التعامل مع مكونات السلسلة على أنها تتدفق في سلسلة مع بعضها البعض والمكونات المتوازية على التوازي.
يستخدم هذا التكوين ، المعروف باسم 2s2p للسلسلة والمكونات المتوازية ، فعليًا في خلايا الطاقة المكونة من أربع خلايا من خلال الاستفادة من زيادة الجهد وسعة AH بشكل مناسب. يتم تنظيم هذه الدوائر أيضًا بواسطة دوائر متكاملة ورقائق الدوائر المجهرية من المقاومات والمكثفات والترانزستورات وعناصر أخرى على أشباه الموصلات (المواد التي يمكنها توصيل الكهرباء) والتي تم اختراعها لتقليل المكونات الضرورية في الدائرة إلى شريحة واحدة.
تستخدم أيونات الليثيوم على وجه الخصوص مجموعة من الخلايا بشكل متوازٍ وتضيفها في سلسلة لتقليل تعقيد الفولتية والحفاظ على الخلايا عند قيم الجهد الطبيعي.