배터리를 병렬로 연결할 때 전류가 증가하지 않는 이유는 무엇입니까?


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나는 각각 x2 1.5 V 배터리, 슬라이드 스위치, LED 및 100 옴 저항을 포함하여 두 개의 배터리 홀더로 구성된 간단한 회로를 만들었습니다. 두 개의 배터리 홀더를 직렬로 연결했을 때 (그리고 스위치가 ON) 멀티 미터로 측정 한 전류 I는 25.9mA입니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

그런 다음 배터리 홀더의 양극 접점을 빨간색 점퍼 케이블로 연결하고 배터리 홀더의 음극 접점을 검은 색 점퍼 케이블로 연결하여 배터리 홀더를 병렬로 연결했습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

이번에는 측정 된 전류가 6.72mA입니다. 배터리 홀더를 병렬로 연결했을 때보 다 크지 않아야합니까?


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6VV

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당신과 멋진 보드의 노력을보고 와우. 뭐라고 해요?
323693

@ Umar 그들은 스냅 회로 물건입니다. 여기를 참조 하십시오 .
jonk

@ jonk 나는 많은 것들을 사고 곧 배포 할 예정이다
User323693

@ Umar 나도 샀다. 필자가 채울 수있는 빈 모듈을 구매하기 위해 그들에게 연락했습니다. 그들은 좋은 개념입니다.
jonk

답변:


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먼저 배터리 시스템을 병렬로 배치하는 것에 대해 약간 경고합니다. 일반적으로 두 배터리 (또는 배터리 시스템)의 전압이 동일하지 않기 때문에 일반적으로 좋은 생각이 아닙니다. 그것들이 다르면 더 큰 전압을 가진 것이 더 낮은 전압으로 배터리에 약간의 전류를 공급할 것이며 이것은 종종 좋지 않습니다. 또한 다른 복잡성을 추가하기 때문에 실험을 다소 혼란스럽게 만듭니다.

이 경우, 두 개의 병렬 배터리가 더 많은 전류를 공급할 수 있다고 생각합니다. 따라서 귀하의 가정을 테스트하지 않기 때문에 실험에서 하나만 사용하는 것이 목적에 도움이되지 않습니다. 그래서 당신은 그랬던 것처럼해야합니다. 그러나 실험 설계에서 고려하지 않은 또 다른 알려지지 않은 요소가 있음을 알고 싶습니다. 그러나 지금은 걱정할 것만으로는 충분하지 않습니다.

그러니 그걸 제쳐두고 ...

고려할 새로운 아이디어를 제안하겠습니다. 녹색 LED 정확히 요구 한다고 가정하십시오.1.9V50Ω

또한 배터리 시스템이 정확히 제공한다고 가정합시다2.9V각각당신이 그들을 직렬로 넣으면 적용하는 것입니다5.8V회로에그것들을 병렬로 넣으면 적용합니다.2.9V회로에여기서 유일한 차이점은 전류 적합성 (필요한 경우로드에 더 많거나 적은 전류를 공급하는 기능) 일 수 있습니다.

전류 컴플라이언스가 더 높으면 전류가 더 많다고 가정합니다. 그러나 때때로 그렇지 않을 수도 있습니다. 그래서 지금은 LED에 대한 위의 아이디어를 사용하고 그것이 우리를 어디로 향하는 지 봅시다.

직렬 회로에는 100Ω50Ω150Ω1.9V전류를 계산하기 전에 적용된 전압에서(두 경우 모두 LED가 켜져 있음을 알 수 있으므로 내 주장이 올바른 경우에 해당해야합니다.)

나는평행=2.9V1.9V150Ω6.7엄마나는시리즈=22.9V1.9V150Ω26엄마

이것은 상당히 작은 오차 내에서 측정을 예측하는 것으로 보입니다.

어떤 아이디어가 여기에서 더 잘 작동한다고 생각하십니까? 전류를 두 배로 늘리는 두 개의 병렬 배터리 시스템에 대한 생각? 아니면 LED가 어떻게 동작하는지에 대한 나의 제안? 고려할만한 추가 아이디어가 있습니까? 위 제안을 어떻게 테스트하거나 검증 할 수 있습니까? 회로를 바꾸는 또 다른 방법으로 생각할 수 있는지 다른 테스트에 제안 할 수 있습니까? 아니면 다른 전압 측정 또는 전류 측정을 생각할 수 있습니까?


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전반적으로 도와 주신 시간과 노력에 감사드립니다. 아무에게나 설명 할 수있는 능력 +1
User323693

@jonk 왜 위의 계산에서 저항의 전압 강하가 LED의 1.9V와 함께 적용된 전압에서 빼지 않습니까?
korppu73 '

@ korppu73 LED 전압이 공급 전압에서 먼저 뺍니다. 그런 다음 나머지 전압은 실제로 남아있는 직렬 저항에 적용됩니다. 그러나 LED에 추가 할 내부 저항이 있다는 아이디어를 제안했습니다. 포함 된 외부 저항은 자체 부분을 뺍니다. 그러나 내부 LED 저항도 고려하지 않으면 얼마를 알 수 없습니다.
jonk 2009 년

@ jonk 나는 LED의 각 끝에서 멀티 미터의 프로브를 연결하여 LED의 전압 강하를 측정했으며 값은 3.30V입니다. 회로의 측정 된 전류가 26mA 인 경우 LED의 내부 저항은 옴의 법칙에서 : 3.3 / 0.026 = 126.92 이것이 맞습니까?
korppu73 '

@ korppu73 아니요. 그러나 LED 전체의 전압을 측정하는 것이 좋습니다. 일반적으로 LED는 전압 소스와 저항으로 가장 간단하고 유용하게 모델링됩니다. 이것은 하나가 아닌 두 가지 가치를 해결해야한다는 것을 의미합니다. 전압과 저항을 계산해야합니다. 이를 위해서는 두 가지 방정식이 필요합니다. 그리고 두 가지 방정식을 얻으려면 적어도 두 가지 테스트 사례가 필요합니다. 그러한 측정 중 하나가 있습니다. 이제 전류가 크게 다른 곳을 만드십시오. 그런 다음 LED의 전압을 다시 측정하십시오. 이제 두 가지 측정으로 두 가지 값을 계산할 수 있습니다.
jonk

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초기의 경우 LED 회로에 6V가 적용되었습니다. 후자의 경우에는 3V 만입니다.

옴의 법칙에 따르면 두 지점 사이의 도체를 통과하는 전류는 두 지점의 전압에 정비례합니다.

하면 배터리가 직렬로 배치되어 전압이 가산 . 전압이 높을수록 회로에서 끌어온 전류가 높아집니다.

하면 배터리가 병렬로 연결되고, 전압은 그대로 유지한다 . (현재의 공급 능력은 증가 할 것이지만, 제쳐 두어야합니다).

약간의 편차가 발생하지만 나중에 조금 배울 것입니다.

같은 질문이나 의견에 의심을 게시하십시오. 가능한 한 많이 답변 해 드리겠습니다.여기에 이미지 설명을 입력하십시오


그러나 실제 배터리의 전압은 정확히 동일하지 않습니다. 변형이 있습니다. 내부 저항이 없으면 전류는 무한합니다 (이상적인 전압 소스의 경우). 마법의 연기는 어떻습니까?
Peter Mortensen 19 :

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Kirchhoff의 전압 및 전류 법칙 을 발견했습니다. 과 옴의 법칙입니다.

간단히 말해 Kirchhoff의 현재 법칙을 적용하면 배터리와 같은 전압원이 직렬로 연결될 때 전압이 합쳐집니다.

잠시 동안 LED를 잊어 버리자. 우리는 다시 올 것이다.

아래 다이어그램에서 부하 (100ohm 저항)는 6V를 가로 질러 나타납니다.

개략도

이 회로 시뮬레이션CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도

이 회로 (아래)에서 Kirchhoff의 전압 법칙은 전압 소스가 병렬이기 때문에 전압이 합산되지 않는다고 알려줍니다. 그러나 100ohm 부하에 의해 소비되는 전류는이 둘 사이에서 나뉩니다.

개략도

이 회로를 시뮬레이션

이제 LED에 대해 잊지 말자.

이름에서 알 수 있듯이 LED (발광 다이오드)는 "다이오드"입니다. 이러한 장치는 이와 같은 짧은 대답으로 만족스럽게 설명하기가 복잡하지만이 설명의 목적 상 전류가 무엇이든 관계없이 장치가 일정한 전압을 갖는 것으로 생각하면됩니다. 이러한 단순화로, 다이오드 양단의 전압은 직렬 (6V) 또는 병렬 (3V) 인 전압원 (배터리)에 의해 야기 된 전압에서 간단히 감산 될 수있다. LED의 전압은 LED에 따라 다르지만 일반적으로 색상에 따라 1.8V와 2.1V 사이입니다.

아래 회로는 LED의 효과를 보여줍니다.

개략도

이 회로를 시뮬레이션

이제 옴의 법칙으로;

V = R * I

I = V / R

R = V / I

어디

V = 전압

I = 현재

R = 저항

옴의 법칙 적용;

4V / 100 옴 = 40mA

1V / 100 옴 = 10mA

이 예제에서는 일반적인 값을 사용했지만 옴의 법칙을 사용하여 뒤로 이동하여 LED의 전압을 계산하거나 다른 값을 계산하고 계산할 수 있습니다. 즐기세요!

그건 그렇고, 당신이 이런 식으로 실험을하는 것이 좋지만 다음에는 배터리를 병렬로 연결하지 마십시오. 그들은 그것을 좋아하지 않습니다;) (나는 지금 세부 사항에 들어 가지 않을 것입니다.)


2

전기와 유체를 비교하여 설명하려고합니다. 전압 또는 압력 은 전류 또는 흐름 의 원인 이며, 이것이 영향을 미칩니다 . 일반적으로 압력을 높이면 유량이 증가합니다. 배터리를 직렬로 연결하면 전압 또는 압력이 증가하므로 유사한 저항 회로 와 비슷한 전류 또는 흐름이 생성됩니다. 배터리를 병렬로 연결하면 압력이 증가하지 않지만 회로 조건에 따라 배터리에 더 많은 전류를 공급할 수 있습니다.


2
테이블 레그로 설명 할 수도 있습니다. 더 많은 다리를 테이블에 추가하면 더 많은 무게를 견딜 수 있지만 더 많은 무게를 가하는 경우에만 가능합니다. 테이블에 무게를 더 올리지 않으면 전압 처짐을 줄이는 것과 비슷한 테이블 처짐이 줄어 듭니다.
DKNguyen

1

전류의 진정한 핵심은 전압입니다. 고정 저항의 전압이 많을수록 전류가 더 커집니다. 첫 번째 경우 직렬 등가 전압은 3 + 3 = 6V입니다.

두 번째 경우, 배터리는 병렬로 동일한 값을 갖기 때문에 동등한 전압은 동일하게 유지됩니다. 즉 3V

따라서 더 많은 전압, 더 많은 전류.

그런데 왜 우리가 교과서에서 병렬 배열이 전류를 증가시키는 데 도움이된다고 읽었습니까? 글쎄, 그것은 실제로 전류를 증가 시키지는 않지만 배터리가 제공 할 수있는 전류의 상한을 증가시킵니다. 즉, 시스템의 전류 제공 용량이 증가합니다. 전류는 여전히 전압에 ​​의존합니다. 그러나 전압이 점점 높아지면 직렬 시스템은 옴 법칙에 의해 예측 된만큼 많은 전류를 공급하지 못할 수 있습니다. 그러나 병렬 시스템이이를 제공 할 수 있습니다. 실패하지만 훨씬 더 높은 전압에서.


1

모든 것은 약간의 저항이 있습니다.

AA 배터리 ~ 1 Ohm ~ 1.5 ~ 1.6 V 소스.
흰색 LED ~ 15 Ohms @ ~ 3.1 V @ 20 mA, 2.8 V 꺼짐.
100 옴 저항.
와이어 ~ x mOhm

따라서 병렬 뱅크 = 3.1V (신규)-2,8V LED = (est.) 300mV를 루프 저항 = 116ohm으로 나눈 결과는 <3mA에 가깝습니다.

그런 다음 직렬 6.2V (Vbat) -2.8V (Wh. LED 임계 값) = 2 개의 뱅크가 3.4V / 116 Ohms (루프 저항) = 29mA 인 경우 추정치의 허용 오차로 인해 판독 값에 가깝습니다.


0

그렇게 간단하지 않습니다. 두 셀을 병렬로 배치하면 사실상 두 셀의 내부 저항을 병렬로 배치하여 회로의 총 저항을 낮 춥니 다. 셀의 단자, 개방 회로 전압 및 내부 저항이 다르더라도 전체 회로의 전체 저항이 줄어 듭니다. 따라서 더 많은 전류가 흐릅니다. 전류 흐름이 더 높지 않으면 측정 시스템이 충분히 민감하지 않습니다. 실험의 짧은 시간 동안 회로의 모든 구성 요소의 온도 저항 계수를 무시할 수 있습니다.


-1

주의 : 사용하지 않을 때는 테스트 설정에서 배터리를 제거하십시오. 테스트 설정에 표시된 두 개의 배터리는 완전히 방전되어 오랫동안 방치되면 부식성 화학 물질이 배터리 홀더에 누출 될 수 있습니다.

병렬 배터리로 전류가 증가하지 않는다고 주장합니다. 이것에 대해 얼마나 확신하십니까? 전류 증가가 매우 적고 미터의 측정 능력보다 낮은 경우 어떻게해야합니까?

과제는 다음과 같습니다.

-더 정확한 미터를 얻을 수 있습니다.

-배터리 # 1만으로 전류를 측정하십시오.

-배터리 # 2만으로 전류를 측정하십시오.

-두 배터리를 병렬로 사용하여 전류를 측정하십시오.

세 번째 측정 값이 첫 번째 측정 값의 최소값보다 클 것으로 예상됩니다.

indroductory electronics에서 배터리를 전압원으로 간주하는 것이 일반적입니다. 그러나 배터리는 전압 소스가 근사치에 불과한 매우 복잡한 장치입니다. 더 나은 근사값은 낮은 값의 저항이 직렬로 연결된 전압 소스입니다. 실제로 부하가 배터리에 적용될 때 전압 강하를 측정하고 직렬 저항 및 옴의 법칙에 대한 일반적인 규칙을 사용하여이 직렬 저항의 값을 추정 할 수 있습니다. 대부분의 전기 공학은 이것으로 시작하지만 배터리의 동작을보다 정확하게 나타내는 더 복잡한 모델이 있습니다.

할 수있는 모든 것을 배우십시오.하지만 항상 휴대 전화를 충전하는 동안 회의적이며 어려운 질문을합니다.


부하가 배터리가 제공 할 수있는 전류의 양에 도전하지 않거나 배터리가 거의 소모되지 않는 한 전류가 변경 될 것으로 예상 하지 않습니다 . 실험은 괜찮고 장비는 괜찮습니다. 내부 저항에 대한 요점은 좋지만이 시나리오에서는 실제로 영향을 미치지 않을 것입니다.
Scott Seidman
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