Pourquoi connecter des batteries
Une batterie, comme un condensateur, peut stocker de l'énergie. Contrairement à une simple batterie galvanique, où les réactions chimiques génératrices d'électricité sont irréversibles, la batterie peut être chargée. Ce faisant, les ions sont séparés les uns des autres et la chimie interne de la batterie est chargée comme un ressort. Par la suite, ces ions, en raison du processus chimique «chargé», donneront leurs électrons supplémentaires au circuit électrique, s'efforçant eux-mêmes de revenir à la neutralité de l'électrolyte acide.
Tout va bien, seule la quantité d'énergie de la batterie qu'elle est capable de générer après une charge complète dépend de sa masse totale. Et la masse dépend des performances - il existe des normes et les batteries sont fabriquées selon ces normes. C'est bien lorsque la consommation d'électricité est normalisée de la même manière. Par exemple, lorsque vous avez une voiture qui consomme une certaine quantité d'électricité pour démarrer le moteur. Eh bien, pour leurs autres besoins - alimenter les automatismes dans le parking, alimenter les serrures avec des dispositifs antivol, etc. Normes de batterie et sont conçus pour alimenter différents types de véhicules.
Et dans d'autres domaines où une tension constante stable est requise, la demande de paramètres de puissance est beaucoup plus large et plus variée. Par conséquent, ayant le même type et des batteries strictement identiques, vous pouvez envisager de les utiliser dans des combinaisons différentes, et des méthodes de charge plus efficaces qu'il n'est banal de toutes les charger à leur tour.
Connexion des alimentations
Comme les charges, par exemple les ampoules, les batteries peuvent être connectées à la fois en parallèle et en série.
En même temps, comme on peut immédiatement le soupçonner, il faut résumer quelque chose. Lorsque les résistances sont connectées en série, leur résistance est résumée, le courant sur elles diminue, mais à travers chacune d'elles, il en ira de même. De même, le courant circulera de la même manière à travers la connexion série des batteries. Et comme il y en a plus, la tension aux sorties de la batterie augmentera. Par conséquent, avec une charge constante, un courant plus important circulera, ce qui utilisera la capacité de la batterie entière en même temps que la capacité d'une batterie connectée à cette charge.
La connexion en parallèle des charges entraîne une augmentation du courant total, tandis que la tension à travers chacune des résistances sera la même. La même chose est avec les batteries: la tension sur la connexion parallèle sera la même que celle d'une source, et le courant peut tous ensemble donner plus. Ou, si la charge reste ce qu'elle était, ils pourront l'alimenter en courant tant que leur capacité totale aura augmenté.
Maintenant, après avoir établi qu'il est possible de connecter les batteries en parallèle et en série, nous examinerons plus en détail comment cela fonctionne.
Raccordement monotube des radiateurs de chauffage
Le schéma de raccordement du radiateur monotube est le plus simple. Le liquide de refroidissement est fourni et évacué dans le même tuyau. Mais la facilité d'installation est décompensée par les défauts d'un tel système - tous les radiateurs du réseau chauffent de manière inégale, le premier d'entre eux reçoit plus de chaleur, le dernier moins. La différence de température sur les radiateurs des différentes extrémités du réseau peut être tout à fait perceptible et atteindre dix degrés.
Pour cette raison, la connexion monotube des radiateurs de chauffage est mieux utilisée sur les batteries en fonte. Lors de l'installation de radiateurs en aluminium ou bimétalliques, la différence de température augmente.
L'absence du système peut être partiellement corrigée en installant une dérivation, qui transfère le liquide de refroidissement du tuyau d'alimentation supérieur au tuyau de sortie inférieur. Une vanne ou un thermostat est placé entre l'entrée du radiateur et la dérivation pour le contrôle de l'automatisation.
Comment fonctionne une source d'énergie chimique
Les sources de nourriture basées sur des processus chimiques sont primaires et secondaires. Les sources primaires sont constituées d'électrodes solides et d'électrolytes qui les relient chimiquement et électriquement - composés liquides ou solides. Le complexe de réactions de l'ensemble de l'unité agit de telle manière que le déséquilibre chimique qui lui est inhérent se décharge, conduisant à un certain équilibre des composants. L'énergie libérée dans ce cas sous forme de particules chargées sort et crée une tension électrique aux bornes. Tant qu'il n'y a pas de sortie de particules chargées à l'extérieur, le champ électrique ralentit les réactions chimiques à l'intérieur de la source. Lorsque vous connectez les bornes de la source avec une charge électrique, le courant passera à travers le circuit et les réactions chimiques reprendront avec une vigueur renouvelée, fournissant à nouveau une tension électrique aux bornes. Ainsi, la tension à la source reste inchangée, diminuant lentement, tant qu'un déséquilibre chimique y subsiste. Ceci peut être observé par une diminution lente et progressive de la tension aux bornes.
C'est ce qu'on appelle la décharge d'une source chimique d'électricité. Au départ, on a découvert qu'un tel complexe réagissait avec deux métaux différents (cuivre et zinc) et un acide. Dans ce cas, les métaux sont détruits pendant le processus de décharge. Mais ensuite, ils ont sélectionné ces composants et leur interaction de telle sorte que si, après avoir réduit la tension aux bornes à la suite d'une décharge, elle y est artificiellement maintenue, un courant électrique refluera à travers la source et les réactions chimiques peuvent s'inverser, à nouveau. création de l'état de non-équilibre précédent dans le complexe.
Les sources du premier type, dans lesquelles les composants sont irrémédiablement détruits, sont appelées cellules primaires ou galvaniques, d'après le découvreur de tels processus, Luigi Galvani. Les sources du second type, qui, sous l'action d'une tension externe, sont capables d'inverser tout le mécanisme des réactions chimiques, et de revenir à nouveau à un état de déséquilibre à l'intérieur de la source, sont appelées sources du second type, ou accumulateurs électriques. Du mot «accumuler» - épaissir, recueillir. Et leur principale caractéristique, qui vient d'être décrite, s'appelle la charge.
Cependant, avec les batteries, les choses ne sont pas si simples.
Plusieurs mécanismes chimiques de ce type ont été découverts. Avec différentes substances impliquées en eux. Par conséquent, il existe plusieurs types de batteries. Et ils se comportent différemment, se chargent et se déchargent. Et dans certains cas, des phénomènes surviennent qui sont très bien connus des personnes qui les traitent.
Et pratiquement tout le monde s'occupe d'eux. Les batteries, en tant que sources d'énergie autonomes, sont utilisées partout, dans une grande variété d'appareils. Des petites montres-bracelets aux véhicules de différentes tailles: voitures, trolleybus, locomotives diesel, bateaux à moteur.
Certaines fonctionnalités de la batterie
La batterie classique est au sulfate de plomb automobile. Il est réalisé sous la forme d'accumulateurs connectés en série dans la batterie. Son utilisation et sa charge / décharge sont bien connues. Les facteurs dangereux en eux sont l'acide sulfurique corrosif, qui a une concentration de 25 à 30%, et les gaz - hydrogène et oxygène - qui sont libérés lorsque la charge se poursuit une fois qu'elle est chimiquement terminée. Un mélange de gaz résultant de la dissociation de l'eau est précisément le gaz explosif bien connu, où l'hydrogène est exactement le double de l'oxygène. Un tel mélange explose à toute occasion - une étincelle, un coup puissant.
Les batteries pour les équipements modernes - téléphones portables, ordinateurs - sont fabriquées dans un design miniature; des chargeurs de différentes conceptions sont produits pour les charger. Beaucoup d'entre eux contiennent des circuits de contrôle qui vous permettent de suivre la fin du processus de charge ou de charger tous les éléments de manière équilibrée, c'est-à-dire de déconnecter ceux qui ont déjà été chargés de l'appareil.
La plupart de ces batteries sont tout à fait sûres et une mauvaise décharge / charge ne peut que les endommager ("effet mémoire").
Ceci s'applique à tous, à l'exception des batteries à base de Li-lithium métallique. Il est préférable de ne pas les expérimenter, mais de ne charger que sur des chargeurs spécialement conçus et de travailler avec eux uniquement selon les instructions.
La raison en est que le lithium est très actif. C'est le troisième élément du tableau périodique après l'hydrogène, un métal plus actif que le sodium.
Lorsque vous travaillez avec du lithium-ion et d'autres batteries basées sur celui-ci, le lithium métal peut progressivement tomber de l'électrolyte et faire une fois un court-circuit à l'intérieur de la cellule. À partir de là, il peut prendre feu, ce qui entraînera une catastrophe. Puisqu'il NE PEUT PAS être remboursé. Il brûle sans oxygène, lorsqu'il réagit avec l'eau. Dans ce cas, une grande quantité de chaleur est libérée et d'autres substances sont ajoutées à la combustion.
Il y a des incidents connus d'incendie dans les téléphones portables équipés de batteries lithium-ion.
Cependant, la pensée technique avance, créant de plus en plus de nouvelles cellules rechargeables à base de lithium: lithium-polymère, lithium-nanofil. Essayer de surmonter les inconvénients. Et ils sont très bons comme batteries. Mais ... loin du péché, il vaut mieux ne pas faire avec eux ces simples actions qui sont décrites ci-dessous.
Raccordement à deux tubes de radiateurs de chauffage
Les systèmes à deux tuyaux ont deux pipelines dans leur conception - direct et retour. L'eau refroidie du radiateur est renvoyée à la chaudière par le tuyau de sortie. Un tel système de chauffage est très pratique en ce qu'il vous permet d'assurer un chauffage uniforme de tous les radiateurs du réseau et de réguler leur puissance séparément.
Les systèmes à deux tuyaux peuvent être horizontaux ou verticaux. À l'horizontale, la connexion est réalisée avec un câblage supérieur ou inférieur. Les systèmes verticaux sont pratiques dans les maisons à nombre d'étages variable.
Aujourd'hui, le raccordement à deux tuyaux des radiateurs de chauffage est considéré comme plus progressif et contribue à une augmentation du confort de vie des personnes. De plus, ils offrent un design intérieur plus moderne et sont pratiques pour les joints dissimulés.
Connexion série des sources
Il s'agit d'une batterie bien connue de cellules, les «bidons». De manière cohérente - cela signifie que le plus du premier est mis en évidence - il y aura une borne positive de toute la batterie et le moins est connecté au plus de la seconde. Le moins du second est avec le plus du troisième. Et ainsi de suite jusqu'au dernier. Le moins de l'avant-dernier est connecté à son plus, et son moins est mis en évidence - la deuxième borne de la batterie.
Lorsque les batteries sont connectées en série, la tension de toutes les cellules est ajoutée et à la sortie - les bornes plus et moins de la batterie - la somme des tensions sera obtenue.
Par exemple, une batterie de voiture, ayant environ 2,14 volts dans chaque banque chargée, donne un total de 12,84 volts sur six canettes. 12 bidons de ce type (batterie pour moteurs diesel) donneront 24 volts.
Et la capacité d'un tel composé reste égale à la capacité d'un bidon. Lorsque la tension de sortie est plus élevée, la puissance nominale de la charge augmentera et la consommation d'énergie sera plus rapide. Autrement dit, tout le monde sera déchargé à la fois ensemble comme un seul élément.
Connexion en série des batteries
Ces batteries sont également chargées en série. Le plus de la tension d'alimentation est connecté au plus, le moins au moins.Pour une charge normale, il est nécessaire que tous les bancs soient les mêmes en paramètres, à partir du même lot et également déchargés à l'unisson.
Sinon, s'ils sont déchargés légèrement différemment, alors lors de la charge, l'un terminera la charge avant les autres et il commencera à se recharger. Et cela pourrait mal finir pour lui. On observera la même chose avec différentes capacités des éléments, qui, à proprement parler, sont les mêmes.
La connexion en série des batteries a été essayée dès le début, presque simultanément avec l'invention des cellules électrochimiques. Alessandro Volta a créé son célèbre pilier voltaïque à partir de cercles de deux métaux - le cuivre et le zinc, qu'il déplaçait avec des tissus imbibés d'acide. La construction s'est avérée être une invention réussie, pratique, et a même donné une tension qui était tout à fait suffisante pour les expériences alors audacieuses dans l'étude de l'électricité - elle atteignait 120 V - et est devenue une source d'énergie fiable.
Connexion diagonale des radiateurs de chauffage
Connexion diagonale des batteries avec une ligne d'alimentation en chaleur
La connexion diagonale des radiateurs est l'option la plus efficace pour le fonctionnement du système de chauffage. Avec une telle connexion, l'alimentation en fluide caloporteur chaud est effectuée par le tuyau supérieur d'un côté de la batterie, et le retour de l'eau glacée vers la colonne montante se fait par le tuyau inférieur de l'autre côté. Cette connexion fournit le niveau maximal de transfert de chaleur du radiateur et est recommandée pour une utilisation en relation avec des structures à sections multiples.
L'imperfection de la connexion diagonale des radiateurs de chauffage réside dans sa conception peu attrayante. L'apparence d'un tuyau de chauffage supplémentaire autour du radiateur n'a pas l'air très esthétique, en particulier à l'intérieur des bureaux et des salles de présentation. Le plus souvent, ce type de connexion est mis en œuvre dans la construction de logements privés, où une grande importance est attachée à l'augmentation de l'efficacité du système de chauffage, et les problèmes de conception se voient attribuer un rôle secondaire.
Connexion parallèle des batteries
Avec une connexion parallèle des alimentations, tous les avantages doivent être connectés à l'un, créant un pôle positif de la batterie, tous les inconvénients à l'autre, créant un moins de la batterie.
Partie batterie
Connexion parallèle
Avec une telle connexion, la tension, comme on peut le voir, devrait être la même sur tous les éléments. Mais qu'est-ce que c'est? Si les batteries ont des tensions différentes avant la connexion, alors immédiatement après la connexion, le processus d '«égalisation» commencera immédiatement. Les éléments avec une tension plus basse commenceront à se recharger très intensément, puisant l'énergie de ceux avec une tension plus élevée. Et c'est bien si la différence de tension s'explique par le degré de décharge différent des mêmes éléments. Mais s'ils sont différents, avec des tensions nominales différentes, alors une recharge commencera, avec tous les charmes qui s'ensuivent: chauffage de l'élément chargé, ébullition de l'électrolyte, perte du métal des électrodes, etc. Par conséquent, avant de connecter les éléments les uns aux autres dans une batterie parallèle, il est nécessaire de mesurer la tension sur chacun d'eux avec un voltmètre pour s'assurer que l'opération à venir est sûre.
Comme nous pouvons le voir, les deux méthodes sont tout à fait viables - connexion parallèle et série des batteries. Dans la vie de tous les jours, nous avons assez d'éléments inclus dans nos gadgets ou appareils photo: une batterie, ou deux ou quatre. Ils sont connectés de la manière définie par la conception, et nous ne nous demandons même pas s'il s'agit d'une connexion parallèle ou série.
Mais lorsque, dans la pratique technique, il est nécessaire de fournir immédiatement une tension importante, et même pendant une longue période, d'énormes champs d'accumulateurs sont construits dans les locaux.
Par exemple, pour l'alimentation de secours d'une station de communication à relais radio avec une tension de 220 volts pendant la période où toute panne du circuit d'alimentation doit être éliminée, cela prend 3 heures ... Il y a beaucoup de batteries.
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Connexion inférieure des radiateurs de chauffage
Connexion du radiateur inférieur
Un tel schéma de raccordement de radiateurs de chauffage est considéré comme le moins efficace en termes de transfert de chaleur. La puissance thermique des radiateurs lors de son utilisation est considérablement réduite et la perte de chaleur atteint 10-15%. Pour cette raison, l'utilisation de radiateurs avec connexion par le bas est évitée. Mais dans les cas où le côté esthétique de la question se voit attribuer un rôle important à l'intérieur des locaux, par exemple dans les locaux des bureaux de l'entreprise, un tel schéma est très pratique. Soit lors de l'installation de radiateurs design avec des formes complexes ou un placement non standard. Il masque efficacement les canalisations, qui sont le plus souvent masquées par des plinthes ou noyées dans la chape.
Une telle tuyauterie se justifie lors de l'utilisation de radiateurs bimétalliques ou en aluminium, dans lesquels la conductivité thermique élevée du matériau de fabrication contribue à réduire les pertes de transfert de chaleur.
