batterijen schakelen

max stelde deze vraag op 21 januari 2019 om 15:41.

 Beste lezer,

Ik heb 2 vragen waar ik mee zit.

1: Welke spanningen kan ik maken met 6 batterijen van 1,5 Volt, 120 mAh. Door ze in serie, parallel of gemengd te schakelen.
Alle batterijen moeten steeds gebruikt worden.

In serie weet ik er 2 te vinden maar te moeten er veel meer zijn. Ik kan 9V en -9V vinden als ik de draadjes andersom verbind. Bij parallel is het 1,5V want  bij parallel is volt overal het zelfde. Zou iemand mij kunnen helpen met serie en gemengd?

2: Dan heb ik ook 3 lampjes. De eerste mag aangesloten worden op 1,5 Volt. De tweede op 3 Volt en de derde op 4,5 Volt. Allemaal verbruiken ze 0,02 Watt.
Hoe lang kun je deze lampjes laten branden op de juiste spanning als je alle 6 de batterijen moet gebruiken.

Hier heb ik zelf al dingen berekend. Geen idee of dit klopt. Wat ik heb gedaan:
I=P/U

I=0,02/1,5V
I=0,013A -> 13 mA

Dan had ik 120 mAh gedeeld door 13 mA waaruit blijkt 9,2 uur.

Zo heb ik dat ook verder gedaan en steeds 120 mAh erbij totdat ik bij 4,5V ben (3V wordt 240 mAh, 4,5V wordt 360 mAh

Iemand die mij hierbij kan helpen en zeggen of dit klopt?

Reacties

Theo de Klerk op 21 januari 2019 om 17:06
>Welke spanningen kan ik maken met 6 batterijen van 1,5 Volt, 120 mAh

Die 120 mAh is een aanduiding voor de hoeveelheid lading die van + naar - in de batterij kan worden getransporteerd. Dus een capaciteit. Dat heeft op zich niks met spanning te maken (of 1 auto of 1000 auto's (als ladings-vervanging) dezelfde helling afrijden verandert de hoogte van de helling (spanning-vervanging) niet). Wel de totale energie die vrijkomt bij het naar beneden rijden en de "levensduur" van de batterijenschakeling.

Afhankelijk van hoeveel batterijen parallel staan kunnen er meer ladingsdragers aan de stroom deelnemen. Rechtevenredig meer. Vergelijk het met elke batterij die een eigen wegbaan heeft waarover ladingdragers bewegen.
Er moeten er geen flessenhalsen in het circuit zitten. En die kunnen er wel zijn. Als 3 batterijen parallel staan, dan bewegen over 3 banen de ladingsdragers. Maar als ze allemaal door een eraan in serie geschakelde batterij moeten (die maar 1 baan heeft) dan wordt het "ritsen" van 3 naar 1 baan en vertraagt de heleboel. De enkele batterij kan nu eenmaal niet meer ladingdragers doorlaten dan hij zelf over zijn ene baan kan laten gaan.

Die flessenhals-batterij zal de spanning met 1,5 V verhogen maar net zo snel uitgeput zijn (geen chemische reactie meer die die spanning levert) als anders. Dus 3 batterijen parallel en dan eentje in serie heeft weinig zin. Elk van die 3 parallelle zal maar 1/3 van wat hij kan leveren aan ladingsdragers uitsturen. Samen leveren ze dan 3 x 1/3 aan ladingsdragers die precies door de batterij van de flessenhals kunnen gaan. Die flessenhalsbatterij zal de spanning van die ladingdragers met 1,5 V verhogen. Als de flessenhalsbatterij "leeg" is (effectief geen weg meer heeft), zijn de drie parallelle batterijen nog 2/3 vol. Maar daar heb je dan niks meer aan.

De enige gunstige combinaties zijn dus alleen seriele schakelingen van batterijen waarbij elke seriele component evenveel parallelle batterijen heeft.
Dus 6 x 1 (9V) of 3 x 2 (4,5V)  of 2 x 3 (3 V)  of 1 x 6 (1,5 V).  Dit geeft in die volgorde ook waarin de batterijen indien maximaal belast de kleinste stroomsterkte (lading/seconde) en grootste stroomsterkte (lading/seconde) kunnen leveren en daarmee van langste levensduur naar minste levensduur voordat de batterijen zijn uitgeput (leeg)


max op 21 januari 2019 om 17:12
Bedankt voor uw reactie. Eerlijk gezegd snap ik er niks van wat u uitgelegd heeft. Ik kreeg als opdracht om 6 batterijen zo aan een voltmeter te hangen dat ik  meerdere voltages krijg. In mijn ogen zijn dat er maar 2. Maar volgens de leraar  krijg je meerdere voltages. Van ladingsdragers heb ik trouwens ook nog nooit gehoord.
Jan van de Velde op 21 januari 2019 om 17:28

max uit enschede plaatste:

Van ladingsdragers heb ik trouwens ook nog nooit gehoord.
Elektronen in dit geval.

max uit enschede plaatste:

Ik kreeg als opdracht om 6 batterijen zo aan een voltmeter te hangen dat ik  meerdere voltages krijg. In mijn ogen zijn dat er maar 2. Maar volgens de leraar  krijg je meerdere voltages. 
Jij schakelde dus 6 batterijen allemaal parallel, dat geeft een accu van 1,5 V 
of allemaal in serie, dat geeft een accu van 9 V.

Theo gaf je reeds nòg een optie die binnen je opdracht valt:


3 parallelletjes van 2 seriebatterijen

en zo is er nòg een andere: denkpet op.......

Groet, Jan


Theo de Klerk op 21 januari 2019 om 17:42
Nee, elke batterij die achter een andere wordt gelegd levert 1,5 V meer spanning op. Dus 6 batterijen 6 x 1,5 V = 9 V.  2 batterijen in serie  2 x 1,5 V = 3 V. (en dat je 3 x 2 in serie gebruikt zorgt er alleen voor dat die schakeling 3x zolang stroom kan leveren (of net zolang maar met drievoudige stroomsterkte).

De spanningsverhoging wordt bepaald door hoeveel batterijen achter elkaar worden aangesloten, want elke batterij zorgt voor een spanningsverhoging. Alles wat parallel wordt aangesloten doet dat niet.

Je kunt dus met geschikt koppelen (en de "overgebleven" batterijen aan een andere batterij parallel schakelen) alle spanningen  tussen 1 x 1,5 en 6 x 1,5 V maken. Draadjes omdraaien en zo van +9V naar -9V gaan is onzin. De stroom gaat nog steeds vanuit de batterij dezelfde kant op, alleen gaat die omgekeerd door de meter heen die daarom ineens negatieve waarden geeft.

max op 21 januari 2019 om 17:42
Oke, zouden jullie kunnen kijken of mijn berekeningen kloppen?

Grt
max op 21 januari 2019 om 17:44
Waarmee maken jullie deze tekeningen trouwens?
Jan van de Velde op 21 januari 2019 om 17:56

max uit enschede plaatste:


Hier heb ik zelf al dingen berekend. Geen idee of dit klopt. Wat ik heb gedaan:
I=P/U

I=0,02/1,5V
I=0,013A -> 13 mA
Dan had ik 120 mAh gedeeld door 13 mA waaruit blijkt 9,2 uur.

dag Max,

die klopt. 

maar deze:

Zo heb ik dat ook verder gedaan en steeds 120 mAh erbij totdat ik bij 4,5V ben (3V wordt 240 mAh, 4,5V wordt 360 mAh


klopt niet. In een serie loopt overal dezelfde stroom. Zet drie watermolens in serie die elk 200 kuub water één slootje hoger kunnen pompen. Dan zijn er dus een uur later 200 kuub drie slootjes hoger geraakt. Niet 600 kuub. 


https://www.entoen.nu/nl/beemster

en overigens horen hier nieuwe stroomsterkteberekeningen bij elke schakeling

groet, Jan
max op 21 januari 2019 om 18:13
Ik had overal nieuwe stroomberekeningen, maar ik moet ze allemaal opnieuw maken omdat ik er nu dan ben achter gekomen dat ik gewoon overal 120 mAh moet pakken. Top, ik weet genoeg!
Theo de Klerk op 21 januari 2019 om 18:15
>Waarmee maken jullie deze tekeningen trouwens?
Dat varieert. Maar ik kan met mijn ogen dicht dat soort schema's snel in PowerPoint opzetten. Maar er zijn ook legio andere simpele teken-programma's
Jan van de Velde op 21 januari 2019 om 18:21

max uit enschede plaatste:

Waarmee maken jullie deze tekeningen trouwens?
ik gebruik veel paintdotnet.
bijna net zo simpel te bedienen als paint, maar met veel meer mogelijkheden.

https://www.getpaint.net/download.html
Theo de Klerk op 21 januari 2019 om 18:27
>dat ik gewoon overal 120 mAh moet pakken. Top, ik weet genoeg! 

Huh? mAh aantallen geven aan hoeveel energie door stroom (=ladingdragers/tijdsspanne) geleverd kunnen worden in een tijdinterval ( h = 1 uur).
120 mAh  kan een uur lang een stroomsterkte van 120 mA leveren (daarna is de batterij of accu uitgeput/leeg/op). Maar het kan ook 60 mA leveren en kan dat 2x zolang (2 uur) uithouden. Of 240 mA maar is dan na aan half uur al uitgeput.

Belangrijk is dat een lamp voor een bepaalde spanning ook die spanning heeft tussen zijn ingang- en uitgangsaansluiting. De lamp heeft een bepaalde weerstand R, dus de stroomsterkte die door de batterij geleverd wordt, past zich hieraan aan: I = U/R.
Daardoor kan een lampje lang of kort door zo'n batterij worden bediend: bij de gegeven I kun je dan de capaciteit in rekening brengen om te zien hoe lang die batterij gebruikt kan worden.
Stel dat een lamp op 1,5 V werkt en je een batterij van 1,5 V en 120 mAh hebt, en stel dat de lamp 70 mA blijkt te benutten in normale toestand (R = 1,5/(70.10-3)= 736 Ω), dan kan 1 enkele batterij van 1,5 V en 120 mAh stroom leveren gedurende 120 mAh/70mA = 12/7 h = 103 minuten

En allerlei lampjes koppelen op de juiste spanning met 6 batterijen in gebruik kan bijvoorbeeld met:



maar ook veel andere combinaties. En hoe lang de batterijen dan meegaan: dat is een kwestie van berekenen welke lampen allemaal een aanslag doen op de energievoorraad van die batterij (en die is evenredig aan de capaciteit)
max op 21 januari 2019 om 19:08
Ja, deze uitleg heeft me duidelijk gegeven.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft negenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)