¿Por qué las celdas dan más corriente cuando están conectadas en paralelo y más voltaje cuando están conectadas en serie?

Answer 1

Imagina que el circuito es un túnel, un túnel a través del cual puede pasar un balón de fútbol. La forma del túnel viene dada por la forma del circuito. Imagina que cada batería es un jugador de fútbol de pie, esperando patear la pelota. Él puede patear una pelota a la vez. La velocidad con la que un balón de fútbol rueda por el túnel es el voltaje y la cantidad de balones que actualmente ruedan en el túnel es la corriente.

Cuando las baterías están conectadas en serie:
Si, por ejemplo, 3 baterías están conectadas en serie, imagina a 3 jugadores de fútbol americano, uno tras otro, esperando para patear la pelota rodando en el túnel. Solo una bola está rodando y cuando la bola llega al primer jugador, la patea fuerte, aumentando su velocidad. De manera similar, cuando esta bola rápida llega al segundo y al tercer jugador que la patea de nuevo, la velocidad máxima de la bola es la suma de las velocidades ganadas por la bola después de cada patada. Esta es la velocidad con la que la bola rueda en el túnel y vuelve al primer jugador una vez más, reiniciando todo el proceso nuevamente. Evidentemente, el voltaje ganado por los electrones que fluyen en el circuito es la suma de los voltajes de cada batería.

Cuando las baterías están conectadas en paralelo:
Si 3 baterías están conectadas en paralelo, en nuestro contexto serían tres jugadores de fútbol detrás uno del otro. El túnel debe ser lo suficientemente grande para acomodar 3 bolas y cada una de ellas debe ir por separado a cada uno de los jugadores. Ahora, cada bola es pateada por un solo jugador, lo que aumenta su velocidad una vez en todo el circuito. Si todos los jugadores tienen la misma fuerza, la velocidad (o el voltaje) de todas las bolas (o electrones) es básicamente la misma, solo que en este caso el número de bolas (o corriente) es mayor en el túnel (o circuito) .

Answer 2

Aquí asumiré celdas ideales ya que son susceptibles de una explicación simple. Las células reales con resistencias internas mostrarán prácticamente el mismo comportamiento.

1) Cuando se conectan en serie (asumiendo que las polaridades son correctas, es decir, los terminales están conectados como +, -, +, -… ..) mediante KVL, la tensión neta a través del conjunto de celdas aumentará. La siguiente imagen puede ilustrar este punto:

Si tuviera que conectar una carga a través de la combinación anterior, la carga verá un voltaje de 6 voltios. Cuando se conectan en serie, cada celda tiende a dar un cierto voltaje a la carga y estos voltajes se suman de acuerdo con KVL.

2) Cuando las celdas ideales del mismo voltaje se conectan en paralelo como se muestra a continuación,
y conecta una carga (digamos una resistencia) a través de esta combinación, cada celda bombeará una corriente cuyo valor en las celdas EMF se divide por la resistencia. Para encontrar la corriente total a través de la resistencia, deberá aplicar KCL y podrá ver que la corriente neta es alta. Entonces, cuando se conectan en paralelo, cada celda bombeará cierta corriente en la carga y se agregarán las corrientes.

No puedo decir si esta explicación es satisfactoria. Pero no sé si hay alguna otra manera de explicar esto de manera convincente. Estos siguen directamente de KVL y KCL, la base fundamental del análisis de circuitos.

Answer 3

Cuando se suministra energía desde una batería, se trata de enviar corriente a través de un cable. Cuanto más actual, más costoso es el cable. En cambio, si enviamos un voltaje más alto a través del cable, no necesitamos “reforzar” el cable. Podemos enviar la misma cantidad de energía simplemente duplicando el voltaje, lo que reduce a la mitad la corriente, lo que reduce los requisitos de disipación de energía del cable, lo que reduce el costo o la viabilidad.

Ahora la adición de 2 celdas en serie duplicará el voltaje. Una solución mucho mejor para la mayoría de las aplicaciones, pero no todas.

La carga USB también se está moviendo en esta dirección con el último protocolo de tipo C, que agrega efectivamente una capa de comunicación a través del cable, de manera que el teléfono puede pedir y luego decirle al cargador que aumente su voltaje, si el cargador es capaz. Después de duplicar la tensión y luego enviarla por el cable, el teléfono utilizará una bomba de carga de dividido por 2 para que la tensión vuelva a bajar al requisito de tensión de carga de las baterías.

Además, piense en las líneas de alta tensión. ¿Por qué envían energía desde la central eléctrica a la central eléctrica en líneas de alto voltaje? Esto se debe a que permite una gran cantidad de energía sin necesidad de cables “gordos”.

Answer 4

Me parece que esto sería intuitivo. Es como si conectáramos a los seres humanos de pies a cabeza y mediríamos la altura de esa “Pila”. Es intuitivo que la altura total será la suma de las alturas del ser humano, ¿verdad? Lo mismo ocurre con las baterías.

En una conexión paralela de baterías, conectamos todos los lados + juntos y todos los lados juntos. Entonces, cada conexión es básicamente el mismo punto, + o –

Como tal, el voltaje de la matriz total será el voltaje de una batería (debemos asumir que todas las baterías conectadas tienen el mismo voltaje, pero esto es un detalle).

Answer 5

La respuesta de Aditya Gaonkar es una muy buena explicación. Pero déjeme aclarar una cosa: la corriente siempre se extrae de una celda dependiendo de la carga conectada a través de ella y la celda no la proporciona de manera predeterminada. Por lo tanto, una conexión paralela de celdas tiene la capacidad de proporcionar más corriente según el requisito de la carga y no dar automáticamente más corriente.

Answer 6

Las celdas en paralelo deben ser del mismo voltaje. La tensión se suma en serie y la corriente se suma en paralelo. Las celdas en paralelo pueden proporcionar mayor corriente, las celdas en serie generan mayor voltaje. La energía se conserva