Glömt skoltidens ellära - Beräkna batterikapacitet

[MrMe 181]

Hej,

Ett batteris totala kapacitet mäts i Ampertimmar (Ah) - så mycket vet jag, man vad händer vid seriekoppling av batterier?

Ex:
1st 6V batteri med angiven kapacitet på 200 Ah kostar 1.327:- Om jag seriekopplar två av dessa för att få 12V så kostar det alltså 2.654:-, men är det dubbla kapaciteten, d.v.s. 400 Ah

Nästa fråga i ämnet:
Då jag har 24V i hela båten är jag naturligtvis extra nyfiken för enligt vad jag kommer ihåg av Ohms lag så är A=P/U d.v.s. strömförbrukning=effekt / spänning. Om svaret på min första fråga är att ja - man dubblar kapaciteten till 400Ah så blir nästa räkneexempel intressant.

2st 6V batteri i Serie för att driva en 100W apparat med 12V skulle ge en total driftstid på 48 timmar enligt formeln Driftstid=Ah/(P/U) d.v.s 400/(100/12). Totalt 55,30 kr per timme.

Om man istället tar 4st 6V batterier och kopplar 2 2 till ett 24V system så skulle detta ge en total driftstid på 192 timmar d.v.s. 800/(100/24). Totalt 27,65 kr / timme.

Det  känns som om jag missat någon parameter här.... men vilken?

/Christian

[pseudonym 1 167]

Du får nog gå om en klass ;-) Vid seriekoppling dubblar du spänningen, inte strömmen.

Vid paralellkoppling det motsatta.

[guestsson 490]

Du kan i sammanhanget glömma Ohmslag och istället tillämpa effektlagen.

Effekten P (W) = U (V) x I (A)

Energi (Joule) = Effekten x tiden

En Joule = 1 Ws dvs en Watt under en sekund är opraktiskt lite. Man brukar därför tala om Wh dvs Wattimmar eller oftare kWh kiloWatttimmar dvs 1000 Wh. 

Den energi som kan lagras i ett batteri är helt enkelt kapaciteten i Ah x polspänningen.

Ett 12 V batteri har sex seriekopplade celler var och en av dessa är på ca 2 V och har mätt i Ah samma kapacitet som hela batteriet.

Energin som kan lagras blir därmed 6 x 2 V x kapciteten i Ah.

Två likadana seriekopplade batterier lämnar dubbla spänningen jämfört med ett batteri och ganska logiskt kan de två tillsammans lagra dubbelt så mycket energi.

 

Senast ändrad av guestsson | 22 september 2011 | 19:11

[MrMe 181]

hmmm.... kliar mig i huvudet. Var det inte det jag skrev? 2st 6V kopplade i serie ger 12V.... d.v.s den dubbla spänningen. Men Ampertimmar (Kapacitet) är väl inte samma sak som Ampere (Ström)? Därför vet jag fortfarande inte hur jag ska räkna fram antalet Amperetimmar vid seriekoppling av två batterier.

Är det alltså så att oavsett antal batterier i serie så kommer antalet amperetimmar att förbli opåverkat? Jag har i dag i min båt 2st 12V 180Ah kopplade i serie och parallellt med dessa 2st 12V 95Ah. Detta skulle alltså motsvara ett 24V batteri på 180 Ah och ett 24V/95 Ah. Stämmer det?

Tack för ditt försök att utbilda någon som lämnade skolbänken för allt för länge sedan....

/Christian

[forgus31 139]

 

Ex: 
1st 6V batteri med angiven kapacitet på 200 Ah kostar 1.327:- Om jag seriekopplar två av dessa för att få 12V så kostar det alltså 2.654:-, men är det dubbla kapaciteten, d.v.s. 400 Ah

Du får ett 12Volts batteri med 200 Ah.

Nästa fråga i ämnet: 
Då jag har 24V i hela båten är jag naturligtvis extra nyfiken för enligt vad jag kommer ihåg av Ohms lag så är A=P/U d.v.s. strömförbrukning=effekt / spänning. Om svaret på min första fråga är att ja - man dubblar kapaciteten till 400Ah så blir nästa räkneexempel intressant.

Se ovan.

 

Ah är lite lurigt att räkna med, man måste altså ha reda på spänningen, volten, oftast 12V eller 24. 

I=P/U är riktigt, eller med enheterna, A=W/V. Eller P=U*I, på motsv. sätt W=V*A.

Det kan vara enklare att räkna i Wh eller kWh som man är van vid på landbacken.

Då kan man mixa system- eller batterispänningar. 

Ett 6V batteri på 200Ah blir 1200Wh.

Tar man två st så har man 2400Wh och med 4 st 4800Wh. 

 

[MrMe 181]

Wow... effektlagen - det var ju faktiskt den jag använde (P=U*I) och inte Ohms lag (R=U*I), så något hade fastnat i mitt undermedvetna.

Nu är ju detta svar motsatsen till det föregående: D.v.s enligt detta så kan jag i min båt räkna 180 180=260Ah 95 95=190Ah. Men det skulle innebära att förbrukningen i Ampere halveras i och med att jag har 24V jämfört med ett mera vanligt 12V system. Betyder det att min läslampa kostar hälften så mycket i drift som båtgrannens (Fast 5ggr så mycket i inköp)?

Oj vad jag känner mig förvirrad just nu...

/Christian

[guestsson 490]

Ja, strömmen halveras, men du har dubbelt så hög spänning så effekten/energin/förbrukningen blir exakt densamma.

Det är exakt av detta skäl som överföring av stora effekter över avstånd görs med högspänning. Samma effekt kan då överföras i relativt klena ledningar.

  

[rejas 250]

Vilket omvänt så klart också är anledningen till att vi i våra båtar får ha löjligt tjocka kablar om man jämför med hemma där vi kan köra maskiner och värmeaggregat med bra hög effekt och relativt tunna kablar.

[guestsson 490]

För att summera:

Om du har två exakt likadana 12 V-batterier om 200 Ah så kan du:

1. Parallelkoppla dessa och erhålla totalt 400 Ah vid 12 V

2. Seriekoppla batterierna och ha 200 Ah vid 24 V

400 x 12 = 200 x 24

Dvs den lagrade energin är densamma i båda fallen.

Strömmen i systemet blir dock bara hälften så stor med 24 V, vilket kan vara fördelaktigt genom att möjliggöra klenare ledningar eller lägre förluster i spänningsfall. 

[Lasse-L 341]

http://www.formelsamlingen.se/fysik/effekt-2 

http://www.human-academy.com/vetenskaper/naturvetenskap/ellara.asp 

[2taktochel 3]

Om man inte orkar med matematiken så tänk så här med bonnförnuft istället. 2 batterier i stället för ett varar dubbelt så länge. Alltså dubbla energin. Likaså 2 dunkar bensin vara dubelt så länge som en. Samma princip.

 

[HenrikGbg 9]

Skippa allt tänkande om PRISET, du förbrukar ju inte batterierna, bara strömmen!  Du blandar ihop begreppen, så rensa ditt tänkande så blir det lättare.