와트-회로에서 자유 에너지를 얻는다고 생각합니까?

100 Ohm 저항에 연결된 1Ahrs 용량의 10V 배터리가 있다고 가정합니다.

총 10 시간 동안 1W (전류 x 전압)의 전력에서 0.1A (V / R)를 얻습니다. 와트는 J / s로 정의되므로 배터리는 총 3,600J (1x60x60)를 생성합니다.

이제 두 번째 동일한 배터리를 가져 와서 첫 번째 배터리에 직렬로 연결한다고 상상해보십시오. 2Ahrs 용량의 20V 배터리를 효과적으로 사용할 수 있으며 모두 동일한 100 Ohm 저항에 연결됩니다.

총 10 시간 동안 4W (전류 x 전압)의 전력에서 0.2A를 얻을 수 있습니다. 이것은 14,400J (4x60x60)를 생성합니다.

그래서 내 에너지 원을 두 배로 늘려서 에너지 출력을 네 배로 늘 렸습니다!

계산이나 개념적 이해에서 어딘가에 오류가 있었으며, 나를 올바르게 설정할 수있는 사람에게 가장 감사 할 것입니다.

감사!

재치를 통해 무언가를 알게 된 것을 축하합니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

그림 1. 배터리의 병렬 및 직렬 배열은 VAh 등급이 동일합니다.

용량이 2 Ah 인 배터리는 20V입니다.

그게 오류 야

• 동시에 1 시간 동안 1A를 공급할 수 있습니다. 한 시간 동안 실행 한 다음 다른 것으로 바꾸면 쉽게 시각화 할 수 있습니다.
• 직렬로 둘 다 동시에 실행되고 동일한 전류가 둘 다를 통해 실행됩니다. 둘 다 같은 속도로 방전됩니다.

이것이 배터리 비교에 Wh (watt-hours)를 사용하는 좋은 이유 중 하나입니다. 배터리의 전압이 다른 경우 배터리 에너지 저장을 훨씬 쉽게 비교할 수 있습니다.

귀하의 예에서 입니다. 배터리 2 개를 사용하면 직렬이든 병렬이든 용량이 있습니다.20 W $Capacity = V \cdot Ah = 10 \cdot 1 = 10~Wh$$20~Wh$

우리의 부하 전력은 로 주어집니다 .$P = \frac {V^2}{R}$

• 동시에 계산 한 입니다. .Runtime=W$P = \frac {10^2}{100} = 1~W$$Runtime = \frac {Wh}{W} = \frac {20}{1} = 20~h$
• 계산에서 시리즈 입니다. .R u n t i m e = W $P = \frac {20^2}{100} = 4~W$$Runtime = \frac {Wh}{W} = \frac {20}{4} = 5~h$

^{이 회로를 시뮬레이션}

그림 2. 다른 견해가 도움이 될 수 있습니다. (a) 원래 직렬 회로입니다. (b)는 직접적으로 동등합니다. 50Ω 저항의 중간 지점은 배터리 스택의 중간 지점과 동일한 전위에 있기 때문에 (c)와 같이 서로 연결하면 아무런 차이가 없습니다. 이제 각각 50Ω 부하로 공급되는 2 개의 1 Ah 회로가 있습니다.

배터리를 두 배로 늘리면 전류가 두 배가되고 결과적으로 저항의 전력이 4 배가됩니다. 당신은 그 모든 것을 얻었다.

그러나 전류를 두 배로 늘리면 배터리 사용 시간이 절반으로 줄어든 것 같습니다. 따라서 10 시간 동안 실행되지는 않지만 5입니다. 따라서 총 에너지는 4 배가 아닌 2 배에 불과합니다.

이런 식으로 배터리를 직렬로 연결해도 결과로 생성되는 복합 배터리 (일반적으로 mAh) 의 충전 용량은 변하지 않습니다. 배터리를 통해 이동 된 각 충전 장치도 각 셀을 통해 이동해야하므로 변경되지 않습니다. 따라서 더 많은 셀 (또는 셀의 배터리)을 직렬로 추가해도 수명 기간 동안 배터리가 움직일 수있는 총 충전량은 증가하지 않지만, 충전 할 수있는 전압은 증가하므로 추가 화학 에너지가 필요합니다. 추가했습니다.

총 10 시간 동안 4W (전류 x 전압)의 전력에서 0.2A를 얻을 수 있습니다.

어떤 배터리도 10 시간 동안 0.2A를 공급할 수 없으며, 이것이 사실이되기 위해서는 두 가지 모두 필요하기 때문에 이것은 거짓입니다.

동일한 전류가 두 배터리를 통해 흐르며 이는 순수한 직렬 회로이기 때문에 부하를 통과하는 전류와 동일합니다. 따라서 부하에 0.2A를 공급하려면 각 배터리가 0.2A를 공급할 수 있어야합니다.

이제 두 번째 동일한 배터리를 가져 와서 첫 번째 배터리에 직렬로 연결한다고 상상해보십시오. 2Ahrs 용량 의 20V 배터리를 효과적으로 사용할 것입니다. 모두 동일한 100 Ohm 저항에 연결되어 있습니다.

2Ahrs를 어떻게 얻었는지 보여주지는 않지만 정확하지 않습니다. 다시, 두 배터리 모두 최대 전류 를 공급해야합니다 . 각 배터리는 1Ah를 공급할 수 있기 때문에 직렬로 연결된 전류는 합산되지 않기 때문에 직렬로 연결된 2 개가 1Ah를 공급할 수 있습니다.