Dobrý den,
mám dotaz k paralelnímu zapojení baterií, nemůžu na to najít uspokojivou odpověď. Otázka je vyloženě teoretická, nic konkrétního nestavím.
Mějme obvod, kde jsou paralelně zapojené 2 stejné, ale různě nabité, baterie, kde jedna (Z1) bude nabitá na 4.1V, druhá (Z2) na 3.7V, a tyto baterie budou zapojeny na odpor (R1) 10M Ohm.
(Zamerne uvadim odpor 10M, abych vyloucil zbytecnou diskuzi a tvrdosti zdroje)
Otázka:
1. Jaký úbytek napětí naměřím voltmetrem na odporu?
2. Jaký proud poteče z baterie Z1?
3. Jaký proud poteče z baterie Z2?
4. Jaké úskalí má zapojovat různě nabité baterie paralelně? Může se to dělat?
PS: Otazku jsem nejprpve dal na Facebookovou skupinu, ale ty odpovedi, to se fakt nedalo. Takze jsem to smazal a zepta se radeji tady.
Jak se budou chovat ruzne nabite paralelne zapojene baterie?
Moderátor: Moderátoři
Ten odpor R1 je zatěžovací, nebo mezi bateriemi?
Jestli představuje zátěž, nelze bez dalších údaqjů na tvůj dotaz odpovědět.
Neznáme totiž vnitřní odpory obou baterií.
Přitom se dá předpokládat, že ty vnitřní odpory baterií budou v řádu málo jednotek ohmu, spíše však ve zlomcích ohmu.
R1 v tomto světle můžeme s úspěchem zanedbat. Ani teoreticky nebude mít na nic vliv, prakticky taky ne.
Je logické, že z té více nabité baterie poteče do té méně nabité baterie proud, jehož velikost bude exponenciálně klesat, a to tak dlouho, až se jejich napětí vyrovnají. Přesněji - ta napětí by se měla teoreticky vyrovnat v čase T=∞, také v tomto čase by měl být i vyrovnávací proud nulový.
Jenomže to napětí ve vyrovnaném stavu se také nedá ze současných údajů spočítat, neznáme kapacity obou baterií, jestli jsou či nejsou stejné.
Jestli představuje zátěž, nelze bez dalších údaqjů na tvůj dotaz odpovědět.
Neznáme totiž vnitřní odpory obou baterií.
Přitom se dá předpokládat, že ty vnitřní odpory baterií budou v řádu málo jednotek ohmu, spíše však ve zlomcích ohmu.
R1 v tomto světle můžeme s úspěchem zanedbat. Ani teoreticky nebude mít na nic vliv, prakticky taky ne.
Je logické, že z té více nabité baterie poteče do té méně nabité baterie proud, jehož velikost bude exponenciálně klesat, a to tak dlouho, až se jejich napětí vyrovnají. Přesněji - ta napětí by se měla teoreticky vyrovnat v čase T=∞, také v tomto čase by měl být i vyrovnávací proud nulový.
Jenomže to napětí ve vyrovnaném stavu se také nedá ze současných údajů spočítat, neznáme kapacity obou baterií, jestli jsou či nejsou stejné.
Aby bylo jasno - tvrdost zdroje je nepřímo úměrná jeho vnitřnímu odporu.
V tvém případě je zatěžovací odpor R1 tak velký, že jako by tam nebyl.
Z baterie B1 s větším napětím poteče proud do B2, která má napětí nižší.
Okamžitá velikost proudu je přímo úměrná okamžité velikosti rozdílu napětí U1-U2, a nepřímo úměrná součtu vnitřních odporů obou baterií Ri1+Ri2.
Okamžité píšu proto, že se spojením bude jedna baterie vybíjet a druhá se z ní bude nabíjet. Tedy podmínky stále se měnící.
Tyto dva vnitřní odpory obou baterií tvoří napěťový dělič. Jestli Ri1 je vnitřní odpor baterky o vyšším napětí, pak v uzlu spojení plusových vývodů baterek (uvědom si, že Ri má ta baterie uvnitř) bude napětí o velikosti Ux=U2+[(U1-U2)*Ri2/(Ri1+Ri2)].
Víc z toho tématu snad ani nejde vykřesat.
Baterie o různém napětí se nedoporučuje spojovat paralelně, dokud neznáš jejich vnitřní odpor. Mohl by být příliš nízký, a nadměrným proudem, který poteče z baterky do baterky, můžeš obě baterie zničit.
V tvém případě je zatěžovací odpor R1 tak velký, že jako by tam nebyl.
Z baterie B1 s větším napětím poteče proud do B2, která má napětí nižší.
Okamžitá velikost proudu je přímo úměrná okamžité velikosti rozdílu napětí U1-U2, a nepřímo úměrná součtu vnitřních odporů obou baterií Ri1+Ri2.
Okamžité píšu proto, že se spojením bude jedna baterie vybíjet a druhá se z ní bude nabíjet. Tedy podmínky stále se měnící.
Tyto dva vnitřní odpory obou baterií tvoří napěťový dělič. Jestli Ri1 je vnitřní odpor baterky o vyšším napětí, pak v uzlu spojení plusových vývodů baterek (uvědom si, že Ri má ta baterie uvnitř) bude napětí o velikosti Ux=U2+[(U1-U2)*Ri2/(Ri1+Ri2)].
Víc z toho tématu snad ani nejde vykřesat.
Baterie o různém napětí se nedoporučuje spojovat paralelně, dokud neznáš jejich vnitřní odpor. Mohl by být příliš nízký, a nadměrným proudem, který poteče z baterky do baterky, můžeš obě baterie zničit.
Tak tady bych byl mírnější. Už jsem mnohokrát spojoval paralelně různě nabité články a nikdy se nic destruktivního nedělo. Možná chvíli protékal větší než jmenovitý proud. U vybitého článku poměrně rychle stouplo napětí, nabitý článek nepatrně snížil. Spíš je třeba hlídat a nepárovat hluboce podvybité- vadné články, které jsou někdy v úplném zkratu. Ale tím nikoho nenabádám, že je to bezpečné.
..to bude jen ňákej odpůrek
Ešte by sa dalo niečo povedať o energetickej bilancii. Pre jednoduchosť uavžujme dva ideálne kondenzátory. Jeden nabitý a druhý vybitý. Ich paralelným spojením sa časť náboja z nabitého presunie do vybitého. Výsledná energia uložená v kondenzátoroch bude menšia ako súčet energií v kondenzátoroch pred spojením.Hill píše:Víc z toho tématu snad ani nejde vykřesat.
U batérií to bude ešte trochu zložitejšie
Aj Li-Ion?mi-ro píše:Už jsem mnohokrát spojoval paralelně různě nabité články...
Tak ja si to zkusil dat do simulatoru, a vskutku, proud by tekl do te mene vybite baterie, takze je to spatny napad. Jo, a na rezistoru R1 by bylo priblizne (B1+B2)/2 voltu.
Ale fakt me to dost prekvapilo, protoze ja si myslel, ze kdyz spojim 2 baterie paralelne, tak se proste nic nedeje, a ono tam opravdu tece mezi nima proud
Ale fakt me to dost prekvapilo, protoze ja si myslel, ze kdyz spojim 2 baterie paralelne, tak se proste nic nedeje, a ono tam opravdu tece mezi nima proud
- Přílohy
-
Baterie Z1 bude nabíjet baterii Z2 a současně napájet odpor 10M.
Tedy
1/ Zde se odpor prakticky neuplatňuje, napětí bude někde mezi 3,7 a 4,1 V, opravdu zde záleží na vnitřním odporů baterií, paralelně připojeným odporem to nijak neobejdeš.
2/ Z baterie Z1 poteče nějaký, pravděpodobně velký, možná i pro baterii nebezpečný proud, časem bude postupně klesat. Tento proud poteče prakticky všechen do Z2, jeho velmi nepatrná čast, cca 0,4 mikroampéru, poteče do odporu.
3/ Z baterie Z2 nepoteče proud žádný, naopak do ní bude proud přitékat ze Z1 a postupně bude klesat. Teprve až se napětí baterií vyrovná natolik, že ze Z1 do Z2 proud téct přestane, tedy klesne na nulu, začne se postupně i Z2 podílet na napájení odporu, čimž proud ze Z1 začne postupně klesat z 0,4 mikroampéru na 0,2 mikroampéry, zatímco proud tekoucí ze Z2 začne postupně stoupat z nuly na 0,2 mikroampéru. Ovšem jen v případě že baterie budou mít shodnou kapacitu a celé to chápej jen v teoretické rovině, protože každá baterie má i nějaké samovybíjení, které může být i větší než proud tekoucí odporem, čímž se proudy z jednotlivých baterií mohou rozvážit i natolik, že ta lepší z baterií bude napájet jak odpor, tak i druhou baterii, která se sama rychleji vybíjí.
4/ Úskalí snad znáš, může téct velký vyrovnávací proud se všemi tím spojenými důsledky.
Proto se nepřipojují hned natvrdo, ale nejprve přes omezovací odpor, než se napěťové hladiny srovnají. Pak se mohou spojit napřímo bez nebezpečí.
Někdy i odpor propojovacích vodičů může fungovat jako omezovací, pak v obvodu žádná součastka typu rezistor ani být nemusí. Na první pohled to může vypadat, že jsou baterie spojené natvrdo, i když to tak úplně není.
Inu, než jsem to nadatloval, Juras na to přišel sám
Tedy
1/ Zde se odpor prakticky neuplatňuje, napětí bude někde mezi 3,7 a 4,1 V, opravdu zde záleží na vnitřním odporů baterií, paralelně připojeným odporem to nijak neobejdeš.
2/ Z baterie Z1 poteče nějaký, pravděpodobně velký, možná i pro baterii nebezpečný proud, časem bude postupně klesat. Tento proud poteče prakticky všechen do Z2, jeho velmi nepatrná čast, cca 0,4 mikroampéru, poteče do odporu.
3/ Z baterie Z2 nepoteče proud žádný, naopak do ní bude proud přitékat ze Z1 a postupně bude klesat. Teprve až se napětí baterií vyrovná natolik, že ze Z1 do Z2 proud téct přestane, tedy klesne na nulu, začne se postupně i Z2 podílet na napájení odporu, čimž proud ze Z1 začne postupně klesat z 0,4 mikroampéru na 0,2 mikroampéry, zatímco proud tekoucí ze Z2 začne postupně stoupat z nuly na 0,2 mikroampéru. Ovšem jen v případě že baterie budou mít shodnou kapacitu a celé to chápej jen v teoretické rovině, protože každá baterie má i nějaké samovybíjení, které může být i větší než proud tekoucí odporem, čímž se proudy z jednotlivých baterií mohou rozvážit i natolik, že ta lepší z baterií bude napájet jak odpor, tak i druhou baterii, která se sama rychleji vybíjí.
4/ Úskalí snad znáš, může téct velký vyrovnávací proud se všemi tím spojenými důsledky.
Proto se nepřipojují hned natvrdo, ale nejprve přes omezovací odpor, než se napěťové hladiny srovnají. Pak se mohou spojit napřímo bez nebezpečí.
Někdy i odpor propojovacích vodičů může fungovat jako omezovací, pak v obvodu žádná součastka typu rezistor ani být nemusí. Na první pohled to může vypadat, že jsou baterie spojené natvrdo, i když to tak úplně není.
Inu, než jsem to nadatloval, Juras na to přišel sám
Jj, proud (kladných nosičů) teče do plusu té vybitější a ven z jejího mínusu. Ale simulátor to může ukázat opačně s tím, že hodnota proudu je záporná. Je to třeba jako v metodě smyčkových proudů, člověk si na počátku zvolí nějaké orientace a když se nestrefí do výsledného směru, tak holt vyjde mínus.
Správně příšeš, že "přibližně".jurassEb píše:...a na rezistoru R1 by bylo priblizne (B1+B2)/2 voltu...
Příklad 1: baterie s vyšším napětím má vnitřní odpor 1 Ω a je nabitá na 4,2 V.
Beterie s nižším napětím má vnitřní odpor taky 1 Ω a je vybitá na napětí 3,7 V.
V okamžiku kdy je spojíš paralelně, naměříš téměř přesně průměr mezi těmi počátečními napětími, protože těmi vnitřními odpory teče půl ampéru a na obou nechá tento proud stejný úbytek napětí. Tento proud s menšícím se rozdílem napětí baterií klesá. Po chvíli se ale napětí ustálí o malinko níž, než je ten počáteční průměr, protože při tom přesunu energie dochází vždy k určitým ztrátám.
Příklad 2: stejná výchozí napětí, stejné vnitřní odpory baterií, ale ta víc nabitá baterie má kapacitu třeba 2,5 Ah, ta vybitá ale jen 0,5 Ah. Proces začne stejně, oběma bateriemi poteče stejný počáteční proud, ale bude klesat strměji, protože větší baterie má dostatek energie na to, aby tu menší baterii nijak významně nepocítila. A tady se budou chovat NiCd, NiMH, olověné i LiION baterky - každá má jiný průběh vybíjecí charakteristiky. Ale už přes palec odhadneš, že z té baterky schopné udržet větší náboj odebere ta nízkokapacitní baterka 20 % uložené energie, ale sama se nabije na svých řekněme 90 %, kdy na ní bude takové napětí, že ho ta "objemnější" baterie nepřetlačí, a nabíjení skončí. Čili napětí se ustálí blíže k té vyšší hodnotě, až se navzájem srovnají.
Příklad 3: radši už dost, tady bychom se dostali do oblasti "různá kapacita / různý vnitřní odpor / stejná konstrukce baterie", případně "stejné kapacity / různé vnitřní odpory / různé konstrukce baterií s různými průběhy nabíjení a vybíjení" atd...
Jak vidíš, těch kombinací, a tedy i výsledných napětí, může vzniknout mnoho. Vždycky ale bude po paralelním spojení těch dvou baterií napětí v rozsahu kdesi mezi napětím té vybité a té nabité.