Üreteçlerin paralel bağlanması (Piller)

Question

Pilleri paralel bağladığımda voltajın neden değişmediğini anlamakta zorlanıyorum. Seri bağlamadan farkını tam olarak kavrayamadım. Ayrıca, bu bağlantı şeklinin pil ömrünü nasıl etkilediğini merak ediyorum.

Answer 1

🔋 Üreteçlerin Paralel Bağlanması (Piller)

Üreteçlerin (örneğin pillerin) paralel bağlanması, aynı kutupların birbirine bağlandığı bir devre düzenidir. Bu bağlantı şeklinde, devrenin toplam EMK'sı (Elektromotor Kuvvet) değişmezken, devreden geçebilecek akım miktarı artar ve devrenin toplam iç direnci azalır.

🎯 Paralel Bağlama Kuralları

• ✅ Tüm üreteçlerin pozitif (+) kutupları bir noktada birleştirilir.
• ✅ Tüm üreteçlerin negatif (-) kutupları başka bir noktada birleştirilir.
• ✅ Paralel bağlanacak üreteçlerin EMK'ları (ℇ) eşit olmalıdır. Aksi takdirde, üreteçler birbirini şarj/deşarj eder ve bu istenmeyen bir durumdur.

⚡ Paralel Bağlamanın Özellikleri

Paralel bağlı 'n' tane özdeş pilimiz olduğunu düşünelim. Her bir pilin EMK'sı ℇ ve iç direnci r olsun.

• 💡 Toplam EMK (ℇ_Toplam): Devrenin toplam EMK'sı, bir tek pilin EMK'sına eşittir.

  \( ℇ_T = ℇ \)

• 💡 Toplam İç Direnç (r_Toplam): 'n' tane özdeş direnç paralel bağlandığında olduğu gibi hesaplanır.

  \( \frac{1}{r_T} = \frac{1}{r} + \frac{1}{r} + ... + \frac{1}{r} = \frac{n}{r} \)

  Buradan, \( r_T = \frac{r}{n} \) olur.

• 💡 Devre Akımı (I): Devreden geçen akım, devrenin toplam direncine (R) ve toplam EMK'sına bağlıdır. Her pil, toplam akımın bir kısmını sağlar.

  \( I = \frac{ℇ_T}{R + r_T} = \frac{ℇ}{R + \frac{r}{n}} \)

📊 Paralel Bağlamanın Avantajları ve Kullanım Alanları

• 🚀 Akım Kapasitesi Artar: Her pil devreye eşit miktarda akım sağladığı için, devreden daha yüksek bir akım çekilebilir. Bu, daha güçlü cihazları çalıştırmak için kullanışlıdır.
• 🕒 Ömür Uzaması: Akım, piller arasında paylaşıldığı için her bir pil daha az yük altında kalır ve dolayısıyla daha uzun süre dayanır.
• 🔋 Güvenilirlik: Paralel bağlı pillerden biri devreden çıksa bile (bitse veya arızalansa), diğer piller devreyi çalıştırmaya devam edebilir.

⚠️ Dikkat Edilmesi Gerekenler

• ❗ Farklı EMK'lara veya farklı iç dirençlere sahip piller paralel bağlanmamalıdır. Bu durumda, yüksek EMK'ya sahip pil, düşük EMK'ya sahip pili şarj etmeye çalışır ve bu hem enerji kaybına hem de pilin ısınarak zarar görmesine neden olabilir.
• ❗ Tüm pillerin aynı türde ve mümkünse aynı şarj seviyesinde olması önerilir.

🧪 Örnek Senaryo

EMK'sı 1.5 V ve iç direnci 0.5 Ω olan 3 özdeş pil paralel bağlanmıştır. Bu pil grubu, 10 Ω'luk bir dış dirence bağlandığında:

• \( ℇ_T = 1.5 \ V \)
• \( r_T = \frac{0.5}{3} \approx 0.167 \ \Omega \)
• \( I = \frac{1.5}{10 + 0.167} \approx \frac{1.5}{10.167} \approx 0.147 \ A \)

Bu, devreden yaklaşık 147 mA akım geçtiği anlamına gelir. Aynı devreye tek bir pil bağlansaydı akım \( I = \frac{1.5}{10 + 0.5} \approx 0.143 \ A \) (143 mA) olurdu. Paralel bağlantı sayesinde akımda küçük bir artış ve pil ömründe ise belirgin bir artış sağlanmış oldu.