«Современные химические источники тока»

Коммутация ХИТ

Если напряжение или емкость одного гальванического элемента недостаточна, несколько элементов соединяют в батарею (гальваническую батарею). Чаще всего используют Последовательное соединение, при котором соединяются разноименные полюса (минус к плюсу)

При этом напряжение и ЭДС суммируются

Почему суммируются? Разность потенциалов возникает на границе раздела «электрод | электролит». В единичном ХИТ таких границ две, их напряжения алгебраически суммируются. При последовательном включении нескольких ячеек все границы раздела «электрод | электролит» включаются друг за другом, и в сумму нужно алгебраически включать все эти границы. Количество элементов не ограничено. Например, в 1803 г. был изготовлен Вольтов столб из 2100 элементов!

В батарею можно соединять только одинаковые элементы из-за непредсказуемых последствий соединения разных элементов. Но и в этом случае причиной выхода батареи из строя обычно является нефункционирование одного из последовательных элементов.

Общая емкость батареи из N элементов равна емкости одного элемента:

Энергия же возрастает в N раз:

Параллельное соединение применятся для увеличения силы тока, что требуется реже, поскольку этого можно добиться, используя более крупные ХИТ. При параллельном соединении допустимо соединять вместе только одинаковые полюса (плюс к плюсу, минус к минусу). Здесь тем более все элементы должны быть одинаковыми.

При этом суммируются емкость и энергия, а общее напряжение равно напряжению единичного элемента

, ,

Наконец, возможна Комбинированная коммутация, например:

Для приведенной на рисунке схемы UБат=4UЭ, QБат=2QЭ, WБат=8WЭ.