Блок из пальчиковых аккумуляторов
Пальчиковые аккумуляторы вызывают интерес многих собственников загородных домов и дач, находящихся в труднодоступных для подключения к линиям электропередач, местах. Они быстро заряжаются, удобны в использовании и легко соединяются как параллельно, так и последовательно.
Как известно, при параллельном соединении аккумуляторов возрастает емкость полученного устройства. По величине она равна сумме емкостей соединяемых аккумуляторов. При последовательном соединении, напротив, увеличивается напряжение, а емкость остается прежней.
Для соединения в аккумуляторную батарею пригодны только аккумуляторы, имеющие равные параметры и сроки эксплуатации. Если не следовать этому правилу, то через аккумулятор может проходить ток, значение которого превышает допустимые для него параметры.
При параллельном соединении аккумуляторов, имеющих различные параметры, возникает ток саморазряда. Проще говоря, аккумулятор с большим зарядом начинает разряжаться на аккумулятор с меньшим зарядом. Нетрудно догадаться, что в этом случае аккумулятор просто придет в негодность.
Соединение любых аккумуляторов, в том числе и пальчиковых, в батарею позволяет уменьшить омические потери, которые неизменно присутствуют в любой электрической системе: некоторое количество электрической энергии теряется без пользы, превращаясь в тепло.
При этом установлено, что электрические системы большего напряжения имеют меньшие непроизводительные потери, а значит, соединение аккумуляторов последовательно позволяет увеличить суммарное напряжение системы и уменьшить потери, увеличив при этом КПД. Вывод прост: высоковольтные системы эффективнее низковольтных систем.
Обычно в домах используют аккумуляторы, номинальное напряжение которых составляет 12В. С помощью таких аккумуляторов составляют аккумуляторные батареи, меняя напряжение или емкость системы.
Для этого соединяют несколько аккумуляторов последовательно, а затем полученные блоки соединяют между собой параллельно. Таким же способом можно соединить и пальчиковые аккумуляторы, получив необходимую в данном случае аккумуляторную батарею.
На первый взгляд все просто: достаточно приобрести нужное количество аккумуляторов и "смонтировать" из них электрическую систему для дома, пригодную для включения различных электрических устройств. При этом работа электрических приборов будет зависеть только от их количества. Теоретически это верно, но на практике дела обстоят иначе.
Работа аккумуляторной батареи ограничена по токам, а не только по напряжению и емкости. При покупке аккумуляторов производители указывают, что для данного устройства с определенным размером клемм допустимы те или иные токи.
В случае соединения пальчиковых аккумуляторов можно получить устройство любой емкости или любого напряжение, работа которого будет ограничена имеющимися клеммами. При этом следует помнить, что сама по себе аккумуляторная батарея может разряжаться током в 100А. А для аккумуляторных батарей следует еще учитывать и ток короткого замыкания (некоторые производители обычных аккумуляторов указывают его в технических характеристиках).
При соединении пальчиковых аккумуляторов в батарею чаще всего их клеммы припаивают или соединяют при помощи сварки. При этом устройство работает эффективнее, а количество омических потерь уменьшается по сравнению с использованием обычной контактной металлической пластиной. Можно использовать и контактную сварку. Пример соединения аккумуляторов приведен на рисунке.
Итак, можно сделать вывод, что для подключения электрического прибора в загородном доме можно сделать аккумуляторную батарею из нескольких пальчиковых аккумуляторов, имеющих равные технические характеристики. А именно: они должны быть использованы в равной степени и иметь равный уровень заряда. Не допускается соединение в одну систему аккумуляторов различной емкости и номинального напряжения, это приведет к их выходу из строя.
Для потребителя важно иметь возможность получать разрядный ток заданного значения. Рассчитать его несложно, общий разрядный ток параллельно составленной батареи равен
где N - количество однотипных элементов питания.
lg1 - разрядный ток одного элемента питания
Таким же образом можно посчитать и общее напряжение параллельно составленной батареи. Оно равно:
Где U - напряжение одного элемента питания.
Для того, чтобы рассчитать общее напряжение последовательно соединенных пальчиковых аккумуляторов, нужно значение напряжения каждого умножить на количеством используемых элементов.
Значит, общее напряжение последовательно составленной батареи, а
общий ток последовательно составленной батареи.
Как видите, расчеты несложные и могут быть выполнены даже людьми, далекими от математики и физики.
Для примера возьмем аккумулятор номинальным напряжением 12В и емкостью 7Ач, используемый для дома или дачи. С помощью таких устройств можно составить любую аккумуляторную батарею.
Для того, чтобы получить напряжение 12В, имея лишь пальчиковые аккумуляторы, нужно соединить последовательно 8 штук. Таким образом, мы получим аккумуляторную батарею, емкость которой будет равна емкости одного пальчикового аккумулятора, а ее напряжение равно напряжению обычного "большого" аккумулятора.
Для того, чтобы получить емкость батареи в 7Ач нужно соединить параллельно 5 таких цепей, если емкость пальчикового аккумулятора равна 1,5 Ач.
При этом нужно обратить внимание на качество соединения клемм, используя для этого пайку.
На рисунке приведен пример соединения аккумуляторов в батарею. Как видите, простые пальчиковые аккумуляторы незаменимы не только при работе фотоаппарата и пульта телевизора, но и при электроснабжении загородного дома. По крайней мере, посмотреть телевизор при отсутствии электричество вполне реально.
