читать далее...

Для простоты разговор пойдет с применением конкретных значений питания и потребления. В качестве элементов питания возьмем обычные гальванические элементы. Основные параметры такого элемента - это указанное на его корпусе напряжение, например, 1,5В, а также его емкость, которую обычно не указывают. Но в паспортах производителей можно найти и ее значение. В основном, это где-то в районе 0,15Ач (Ампер-часов). Теперь о том, что все это означает. С напряжением обычно все всем понятно. Например, если вы имеете некую лампочку, на корпусе которой написано "4,5В", а в вашем арсенале имеются батарейки с напряжением питания 1,5В, то, соединив их последовательно, подобно рис.6а (плюс первого источника с минусом второго и далее плюсовой выход второго с минусовым выводом третьего) можно получить суммарное напряжение величиною в 4,5В, которое необходимо для работы выбранной лампочки. С подключением тоже как бы понятно - один ее вывод на минус первой батарейки, второй е конец - на плюс последней. Но обычно несведущих людей интересует вопрос о том, насколько долго хватит ее работы. Вот тут-то и надо воспользоваться таким ее параметром, как емкость. Причем в совокупе с таким параметром лампочки, как ток(а не напряжение) потребления. Если внимательно посмотреть на лампочку карманного фонарика, то кроме указанного на ней напряжения можно заметить и указанный ток потребления. Например, это 0,3А. Кстати, мощность лампочки - это произведение ее напряжения на ее ток. Т.е. получим P = U*I = 4,5B*0,3A = 1,35Вт. А время работы лампы связано с током ее потребления и так называемой емкости питающего элемента. И если емкость питающего элемента, скажем, составляет 0,15Ач, то это означает, что при токе потребления нагрузкой тока 0,015Ампер батарея непрерывно"продержится" 10часов (т.е. 10часов, умноженные на 0,015Ампер = 0,15Ампер-часов). Таким образом, под емкостью подразумевается непрерывный (именно непрерывный, а не суммарный "время от времени") 10-часовой разряд батареи до некоторого ее минимального нормального напряжения. Например, до 1,2В в рассматриваемом случае. Однако, если ее нагрузить током величиною в 0,15А, то один час она не проработает, хотя 1час, умноженный на 0,15А и равен 0,15Ампер-часов. Это потому, что зависимость разряда батареи от проходящего через нее тока не равномерная. Поэтому под емкостью и принято считать именно 10-часовой разряд до некоторого нормального минимального напряжения. И если у вас аккумулятор емкостью 55Ач, то он непрерывно проработает 10 часов при токе потребления 5,5А. После этого его напряжение станет, к примеру, 10В и предметом разговора уже быть не может. Теперь снова вернемся к рис.6а. У емкости, как и у других электрических величин есть свое свойство. И при последовательном соединении элементов емкость общей батареи, в отличие от напряжения, не суммируется, а остается той же, что и у одного отдельно взятого элемента. Поэтому, если мы подключим одну лампочку, как на рис.6а, то грубо можно считать, что она прогорит 0,5часа (t=C/I=0,15/0,3=0,5ч). А с двумя и того меньше.
Отсюда вывод: последовательное соединение аккумуляторных источников питания применяется в случае, когда питание потребителя превышает напряжение одного отдельно взятого элемента. Ну, и разумеется, его емкость должна быть согласована с током нагрузки.
А теперь рассмотрим рис.6б. Здесь показано параллельное соединение элементов (или аккумуляторов - это одно и то же). В этом случае напряжение общей батареи будет на уровне одного отдельно взятого элемента, а вот емкость при параллельном соединении элементов возрастет в число раз самих элементов. И, если мы подключим только одну лампочку, как на рис.6б, то приближенно говоря, от одного элемента она проработает 1час, а вот от трех - 3часа. Соответственно, с двумя - 1,5часа.Все это согласно формуле t=C/I. Но это только приближенно, потому как теперь вы знаете, что полная разрядка вычисляется, исходя из величины тока в 10раз меньшей величины емкости. Но для понятия самого принципа разряда и продолжительности работы можно воспользоваться для простоты такой вот приведенной формулой.
Отсюда вывод: параллельное соединение аккумуляторных источников питания применяется в случае, когда необходимо увеличить продолжительность работы нагрузки от общей батареи по сравнению с одной.
А в общем случае есть графики, позволяющие более точно определить время разряда батареи при токе нагрузки, превышающем десятую часть емкости батареи.