Вт - я думаю, я отримую вільну енергію від ланцюга?

Уявіть, у мене є 10В акумулятор ємністю 1Ач, підключений до резистора 100 Ом.

Я отримаю 0,1А (V / R) при потужності 1 Вт (струм х напруга) в цілому 10 годин. Оскільки ват визначається як J / s, моя батарея виробляє 3600 Дж (1x60x60) в цілому.

Тепер уявіть, що я дістаю другий ідентичний акумулятор і послідовно підключаю його до першого. Я ефективно матиму акумулятор на 20 В ємністю 2Ач, усі підключені до того ж резистора 100 Ом.

Я отримаю 0,2А при потужності 4 Вт (струм х напруга) в цілому 10 годин. Це призведе до генерування 14 400 Дж (4х60х60).

Отже, з подвоєння свого джерела енергії я вчетверо збільшила енергію!

Я, очевидно, десь помилився або в своїх розрахунках, або в концептуальному розумінні, і буду найбільше вдячний тому, хто міг би мене правильно поставити.

Дякую!

Вітаємо, що дотепність знала, що щось не так!

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Малюнок 1. Паралельні та серійні пристрої батарей матимуть однаковий показник VAh.

Я ефективно матиму акумулятор на 20 В потужністю 2 Ач.

Ось помилка.

• Паралельно вони можуть подавати по 1 А кожну протягом години. Це дуже просто візуалізувати, якщо ви запускаєте одне протягом години, а потім замінюєте іншим.
• Серії вони обидва проходять одночасно і однаковий струм проходить через них обох. Вони обидва будуть розряджатися з однаковою швидкістю.

Це одна з вагомих причин використовувати Wh (ватт-годин) для порівняння акумуляторів. Це набагато простіше порівняти накопичувач енергії акумулятора, коли батареї мають різну напругу.

$Capacity = V \cdot Ah = 10 \cdot 1 = 10~Wh$$20~Wh$

$P = \frac {V^2}{R}$

• $P = \frac {10^2}{100} = 1~W$$Runtime = \frac {Wh}{W} = \frac {20}{1} = 20~h$
• $P = \frac {20^2}{100} = 4~W$$Runtime = \frac {Wh}{W} = \frac {20}{4} = 5~h$

^{моделювати цю схему}

Малюнок 2. Альтернативний вигляд може допомогти. (а) Це ваша оригінальна схема серії. (b) є прямим еквівалентом. Оскільки середня точка резисторів 50 Ом має такий самий потенціал, що і середня точка батареї, це не має ніякої різниці, якщо ми з'єднаємо їх разом, як показано в (с). Тепер ми маємо два ланцюги на 1 Ah кожне подавання на навантаження 50 Ом.

При подвоєнні акумуляторів ви подвоюєте струм і, отже, вчетверо збільшуєте потужність в резисторі. У вас все правильно.

Однак, здається, ви пропустили, що, подвоївши струм, ви також вдвічі зменшили час роботи акумуляторів. Таким чином, він не працюватиме 10 годин, але 5. Таким чином, загальна енергія збільшується лише вдвічі, а не вчетверо.

Якщо ви підключаєте батареї в таких серіях, ємність заряду отриманого композитного акумулятора (як правило, в мАг) не змінюється. Це не змінюється, оскільки кожна одиниця зарядженого, що переміщується через акумулятор, також повинна переміщатися через кожну комірку. Таким чином, додавання кількох комірок (або батарейок комірок) послідовно не збільшує загальний заряд, який може переміщувати акумулятор за час свого життя, але збільшує напругу, над яким цей заряд може рухатися, що обумовлює додаткову хімічну енергію. додав.

Я отримаю 0,2А при потужності 4 Вт (струм х напруга) в цілому 10 годин.

Оскільки жоден акумулятор не може живити 0,2 А протягом 10 годин, і обом потрібно, щоб це було правдою, це неправда.

Один і той же струм протікає через обидва акумулятори, і це те саме, що і струм через навантаження, оскільки це чистий серійний контур. Отже, для подачі навантаження 0,2А, кожна батарея повинна мати можливість подавати 0,2А.

Тепер уявіть, що я дістаю другий ідентичний акумулятор і послідовно підключаю його до першого. Я ефективно матиму акумулятор на 20 В ємністю 2Ач , усі підключені до того ж резистора 100 Ом.

Ви не показуєте, як у вас вийшло 2 години, але це неправильно. Знову ж таки, обидва батареї повинні подавати повний струм. Оскільки кожна акумуляторна батарея може живити 1Ач, два разом у серії можуть подавати 1Ач, оскільки струми не підключаються до послідовного з'єднання.