瓦特-我想我从电路中获得自由能量?


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想象一下,我有一个容量为1Ahrs的10V电池连接到100欧姆电阻。

我将在1W功率(电流x电压)下获得0.1A(V / R),持续10个小时。将瓦定义为J / s,我的电池总共产生3,600J(1x60x60)。

现在,假设我得到了第二个相同的电池,并将其串联到第一个。我将有效地使用一个容量为2Ahrs的20V电池,所有电池均连接至相同的100欧姆电阻。

我将在4W功率(电流x电压)下获得0.2A电流,持续10个小时。这将产生14,400J(4x60x60)。

因此,从加倍的能源中,我的能源输出翻了三倍!

很显然,我在计算或概念上的理解上都犯了一个错误,对于能使我正确的人,我将深表感谢。

谢谢!


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20V,容量为2Ahrs-错误。串联连接电池不会增加容量。您将获得相同的1Ah
Eugene Sh。

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通过使电压加倍,串联连接两个电池会使其Wh倍增,但是Ah保持不变。
Neil_UK

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想象一下,您有一个漏水的浴缸,里面装有1升水,排水速度为每小时0.1升,排水10个小时,然后排空。现在在其旁边放置另一个相同的漏水浴缸。您实际上拥有一个大浴缸,每小时可排水0.2升,持续10个小时。好的,现在将第二个浴缸放在第一个浴缸的上方,以便将其排入其中。是什么使这个新系统突然开始每小时以0.2升的速度从底部浴缸排出?没有。您现在可以有效地使用一个装有2升水的浴缸,但这并不能使其排水更快。
埃里克·利珀特

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感谢您的答复。我不确定您的类比在这里是否适用,@ EricLippert,因为与两个堆叠式浴缸不同,电池将推出两倍的电流。但是从这里的其他答案看来,它将耗费一半的时间。
user122374 '16

1
@ user122374堆叠在彼此(系列)的顶部的桶将不提供更多的电流
DOKTORĴ

Answers:


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祝贺您有智慧地知道某事是错的!

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图

图1.电池的并联和串联布置将具有相同的VAh额定值。

我将有效地使用20 V电池,容量为2 Ah。

那是错误。

  • 并联时,它们每个可以提供1 A电流,持续一小时。如果您将其中一个运行一个小时然后替换为另一个,则很容易看到。
  • 串联时,它们同时运行,并且相同的电流流过它们。它们将以相同的速率放电。

这是使用Wh(瓦时)进行电池比较的一个很好的理由。当电池电压不同时,比较电池能量存储将变得更加容易。


C一种p一种C一世Ťÿ=V一种H=101个=10 w ^H20 w ^H

P=V2[R

  • P=102100=1个 w ^[RüñŤ一世Ë=w ^Hw ^=201个=20 H
  • P=202100=4 w ^[RüñŤ一世Ë=w ^Hw ^=204=5 H

原理图

模拟该电路

图2.另一种视图可能会有所帮助。(a)是您的原始串联电路。(b)是直接等价物。由于50Ω电阻的中点与电池组的中点处于相同的电位,因此,如果将它们连接在一起(如(c)所示),则没有区别。现在我们有两个1 Ah电路,每个电路馈入50Ω负载。


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当您将电池电量增加一倍时,电流会增加一倍,从而使电阻器中的电量增加四倍。一切正确。

但是,您似乎错过了通过加倍电流来将电池的运行时间减半的想法。因此它不会运行10个小时,而是运行5个小时。因此,总能量仅增加了一倍,而不是四倍。

像这样串联电池时,所得复合电池的充电容量(通常为mAh)不会改变。它不会改变,因为通过电池移动的每个充电单位也必须通过每个电池。因此,串联增加更多的电池(或电池组电池)并不会增加电池在其使用寿命中可移动的总电荷,但会增加电荷可移动的电压,这将为您带来额外的化学能已添加。


感谢Phil,您提到的有关每个单元通过多少电荷的概念有助于您了解发生了什么。
user122374'9

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我将在4W功率(电流x电压)下获得0.2A电流,持续10个小时。

由于两个电池都不能提供0.2A的电流持续10小时,因此这两个电池都必须为真,所以这是错误的。

相同的电流流过两个电池,与流过负载的电流相同,因为这是纯串联电路。因此,为了向负载提供0.2A的电流,每个电池需要能够提供0.2A的电流。

现在,假设我得到了第二个相同的电池,并将其串联到第一个。我将有效地使用一个容量为2Ahrs的20V电池,所有电池都连接到相同的100 Ohm电阻器。

您没有显示如何获得2小时,但这是不正确的。同样,两个电池都必须提供电流。由于每个电池可以提供1Ah的电流,因此两个串联在一起可以提供1Ah的电流,因为电流不会串联在一起。


我喜欢这个答案,因为它以最容易理解的方式深入探讨了“ no,not 2Ahrs”问题。
弗洛里斯(Floris)2016年
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