Considerações práticas - Baterias

Ao conectar baterias para formar "bancos" maiores (uma bateria de baterias?), as baterias constituintes devem ser combinadas entre si de modo a não causar problemas.

Baterias em série

Primeiro, vamos considerar a conexão de baterias em série para maior voltagem:



Sabemos que a corrente é igual em todos os pontos de um circuito em série, portanto, qualquer quantidade de corrente que haja em qualquer uma das baterias conectadas em série deve ser a mesma para todas as outras também. Por esse motivo, cada bateria deve ter a mesma classificação ampere-hora, caso contrário, algumas baterias se esgotarão mais cedo do que outras, comprometendo a capacidade de todo o banco. Observe que a capacidade total de A / hora deste banco de baterias em série não é afetada pelo número de baterias.

Baterias em paralelo

A seguir, consideraremos conectar baterias em paralelo para maior capacidade de corrente (menor resistência interna) ou maior capacidade de amp-hora:



Sabemos que a voltagem é igual em todos os ramos de um circuito paralelo, portanto, devemos ter certeza de que essas baterias têm a mesma voltagem. Do contrário, teremos correntes relativamente grandes circulando de uma bateria por outra, as baterias de alta tensão sobrepujando as de baixa tensão. Isto não é bom.

Proteção contra sobrecorrente

Sobre este mesmo tema, devemos ter certeza de que todas as proteções de sobrecorrente (disjuntores ou fusíveis) são instaladas de forma a serem eficazes. Para o nosso banco de baterias em série, um fusível será suficiente para proteger a fiação de corrente excessiva, uma vez que qualquer interrupção em um circuito em série interrompe a corrente em todas as partes do circuito:



Com um banco de baterias em paralelo, um fusível é adequado para proteger a fiação contra sobrecorrente de carga (entre as baterias conectadas em paralelo e a carga), mas temos outras questões para proteger também. As baterias são conhecidas por entrarem em curto-circuito interno, devido à falha do separador de eletrodo, causando um problema, não diferente daquele em que baterias de tensão desigual são conectadas em paralelo:as baterias boas irão sobrepujar a bateria com falha (tensão mais baixa), causando correntes relativamente grandes dentro dos fios de conexão das baterias. Para se proteger contra essa eventualidade, devemos proteger cada bateria contra sobrecorrente com os fusíveis individuais da bateria, além do fusível de carga:



Ao lidar com baterias de células secundárias, deve-se prestar atenção especial ao método e ao tempo de carregamento. Diferentes tipos e construções de baterias têm diferentes necessidades de carregamento, e as recomendações do fabricante são provavelmente o melhor guia a seguir ao projetar ou manter um sistema. Duas preocupações distintas de carregamento da bateria são ciclismo e sobrecarregar . Ciclar se refere ao processo de carregar uma bateria até a condição "cheia" e, em seguida, descarregá-la em um estado inferior. Todas as baterias têm um ciclo de vida finito (limitado) e a “profundidade” permitida do ciclo (até que ponto ela deve ser descarregada a qualquer momento) varia de projeto para projeto. Sobrecarga é a condição em que a corrente continua a ser forçada de volta através de uma célula secundária além do ponto onde a célula atingiu a carga total. Com as células de chumbo-ácido, em particular, a sobrecarga leva à eletrólise da água (“fervendo” a água da bateria) e reduzindo a vida útil.

Qualquer bateria contendo água no eletrólito está sujeita à produção de gás hidrogênio devido à eletrólise. Isso é especialmente verdadeiro para células de chumbo-ácido sobrecarregadas, mas não exclusivo desse tipo. O hidrogênio é um gás extremamente inflamável (especialmente na presença de oxigênio livre gerado pelo mesmo processo de eletrólise), inodoro e incolor. Essas baterias representam uma ameaça de explosão mesmo em condições normais de operação e devem ser tratadas com respeito. O autor foi uma testemunha em primeira mão de uma explosão de bateria de chumbo-ácido, onde uma faísca criada pela remoção de um carregador de bateria (pequena fonte de alimentação DC) de uma bateria automotiva acendeu gás hidrogênio dentro da caixa da bateria, soprando a parte superior da bateria e espalhando ácido sulfúrico por toda parte. Isso ocorreu em uma oficina automotiva de um colégio, nada menos. Se não fosse por todos os alunos próximos usando óculos de segurança e macacão de gola abotoada, o ferimento significativo poderia ter ocorrido.

Ao conectar e desconectar o equipamento de carregamento de uma bateria, sempre faça a última conexão (ou primeira desconexão) em um local longe da própria bateria (como em um ponto em um dos cabos da bateria, a pelo menos 30 centímetros de distância da bateria) , de forma que qualquer faísca resultante tem pouca ou nenhuma chance de inflamar o gás hidrogênio.

Em bancos de baterias grandes e instalados permanentemente, as baterias são equipadas com tampas de ventilação acima de cada célula, e o gás hidrogênio é liberado para fora da sala da bateria através de coifas imediatamente sobre as baterias. O gás hidrogênio é muito leve e sobe rapidamente. O maior perigo é quando se deixa acumular em uma área, aguardando a ignição.

Projetos de bateria de chumbo-ácido mais modernos são selados, fabricados para recombinar o hidrogênio eletrolisado e o oxigênio de volta à água, dentro do próprio invólucro da bateria. Ventilação adequada ainda pode ser uma boa ideia, apenas no caso de uma bateria desenvolver um vazamento.

REVER:

• Conectar baterias em série aumenta a tensão, mas não aumenta a capacidade geral de amp-hora.
• Todas as baterias em um banco em série devem têm a mesma classificação de amperagem / hora.
• Conectar baterias em paralelo aumenta a capacidade total de corrente, diminuindo a resistência total, e também aumenta a capacidade geral de amp-hora.
• Todas as baterias em um banco paralelo devem têm a mesma classificação de tensão.
• As baterias podem ser danificadas por ciclismo excessivo e sobrecarregar .
• Baterias eletrolíticas à base de água são capazes de gerar gás hidrogênio explosivo, que não deve se acumular em uma área.

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha de baterias
• Planilha de prática de circuitos da série DC com planilha de respostas