Baterii electrice

Baterii electrice

Definitie

Cuvantul baterie inseamna pur si simplu un grup de componente similare aduse impreuna. O baterie electrica este un set de pile voltaice realizate cu scopul generarii unei valori a tensiunii si curentului mai mari decat este posibil cu doar o singura pila.

Simbolul bateriei electrice

Simbolul unei pile consta din doua linii paralele, una mai scurta si una mai lunga, conectate la capete cu cate un fir.

In aceeasi ordine de idei, simbolul bateriei consta din mai multe pile conectate in serie.

Dupa cum am mai spus, tensiunea produsa de un anumit tip de pila depinde doar de compozitia ei chimica, marimea pilei este irelevanta in acest caz. Pentru obtinerea unei tensiuni mai mari prin urmare, trebuie sa conectam mai multe pile in serie. Tensiunea totala la bornele unei baterii este suma tuturor tensiunilor pilelor.

O baterie tipica plumb-acid instalata pe un automobil genereaza o tensiune nominala de 12 V (6 x 2,0 V).

Ca si conventie, simbolul bateriei este desenat de obicei cu doar patru linii lungi/scurte, chiar daca bateria reala este compusa din mai mult de patru pile. Totusi, se poate ca in unele cazuri sa intalnim un simbol al bateriei cu foarte multe linii lungi/scurte; folosim acest simbol pentru reprezentarea unei baterii cu o tensiune neobisnuit de mare.

Rezistenta interna a bateriei

Desi marimea fizica a unei pile nu are nicio relevanta cu privire la valoarea tensiunii generate, are totusi importanta atunci cand luam in considerarea rezistenta acesteia si prin urmare determina cantitatea maxima de curent ce o poate genera in circuit. Orice celula voltaica poseda o anumita rezistenta interna datorata electrozilor si solutiei electrolitice. Cu cat pila este mai mare, cu atat este mai mare suprafata de contact a electrozilor cu electrolitul, ceea ce se traduce printr-o rezistenta interna mai scazuta.

Desi in mod normal consideram ca bateria se comporta ca o sursa perfecta de tensiune (absolut constanta) intr-un circuit, considerand curentul ce-o strabate ca depinzand strict de rezistenta externa a circuitului de care este atasata, acest lucru nu se intampla de fapt in realitate. Deoarece fiecare baterie sau pila poseda o anumita rezistenta interna, aceasta afecteaza valoarea curentului in oricare circuit.

Bateria reala de mai sus (a) poseda o rezistenta interna de 0 Ω; acest lucru afecteaza performanta bateriei atunci cand alimenteaza sarcina de 1 Ω. Bateria ideala din stanga nu are rezistenta interna, si din aceasta cauza, aplicarea legii lui Ohm (I =E / R) rezulta intr-o valoare a curentului de 10 A pentru o rezistenta de 1 Ω si 10 V tensiune de alimentare. Dar, bateria reala are o rezistenta in plus ce se opune si ea deplasarii electronilor, curentul generat in circuit in acest caz este de numai 8333 A pentru aceeasi valoare a sarcinii.

Bateria ideala in scurt-circuit (rezistenta de 0 Ω a sarcinii) genereaza un curent infinit. Pe de alta parte, bateria reala, poate genera doar 50 A (10 V / 0,2 Ω) intr-un scurt-circuit de 0 Ω datorita rezistentei interne. Ca sa nu existe nicio confuzie, reactiile chimice interne produc o tensiune tot de 10 volti si in cazul bateriei reale, dar o parte din aceasta cade pe rezistenta interna a bateriei si prin urmare caderea te tensiune pe sarcina circuitului nu este 100% din valoarea totala a tensiunii generate de baterie.

In mod normal bateriile sunt folosite in circuite in care rezistentele lor interne sunt neglijabile in comparatie cu rezistentele sarcinilor (curentul de scurt-circuit este mult mai mare decat curentul normal prin sarcina), comportamentul lor in acest caz este foarte apropiat de cel al bateriilor reale.

Conectarea in paralel a pilelor voltaice

Daca totusi avem nevoie de o baterie cu rezistenta interna mult mai mica (pentru curenti mai mari) decat cea a unei singure pile, putem conecta mai multe pile in paralel.

Circuitul Thevenin echivalent al celor cinci pile in paralel este un circuit cu o singura sursa de tensiune si un rezistor in serie. Acest circuit are aceeasi valoare a tensiunii (2,0 V) dar o rezistenta mai mica (0,04 Ω) decat oricare dintre rezistentele individuale ale pilelor (0,2 Ω