电池结构

电池这个词 仅表示一组相似的组件。在军事词汇中，“电池”指的是一组枪支。在电力方面，“电池”是一组伏打电池，旨在提供比单独使用一个电池更大的电压和/或电流。

一个单元格的符号很简单，由一根长线和一根短线组成，相互平行，并带有连接线：

电池的符号只不过是几个串联的电池符号：

如前所述，任何特定类型的电池产生的电压都严格由该电池类型的化学性质决定。电池的大小与其电压无关。为了获得比单个电池输出更高的电压，必须串联多个电池。一个电池的总电压是所有电池电压的总和。典型的汽车铅酸电池有 6 个电池，标称电压输出为 6 x 2.0 或 12.0 伏：

汽车电池中的电池包含在同一个硬橡胶外壳内，用粗铅条而不是电线连接在一起。每个电池的电极和电解质溶液都包含在电池盒的单独分隔部分中。在大型电池中，电极通常采用薄金属网格或极板的形状，通常称为极板 代替电极。

为方便起见，电池符号通常仅限于四行，长/短交替，尽管它所代表的实际电池可能有更多的电池单元。但是，有时您可能会遇到一个符号，表示电池电压异常高，故意用额外的线条绘制。当然，这些线代表了各个细胞板：

电池的大小如何相关？

如果电池的物理尺寸对其电压没有影响，那么它会影响什么？答案是电阻，它反过来影响电池可以提供的最大电流量。由于电极和电解质，每个伏打电池都包含一定量的内阻。电池结构越大，电极与电解液的接触面积越大，内阻越小。

尽管我们通常认为电路中的电池芯或电池是完美的电压源（绝对恒定），但通过它的电流完全由外部决定 它所连接的电路的电阻，这在现实生活中并不完全正确。由于每个电池芯或电池都包含一些内阻，因此该电阻必须影响任何给定电路中的电流：

上图中虚线所示的实际电池具有 0.2 Ω 的内阻，这会影响其向 1 Ω 负载电阻提供电流的能力。左边的理想电池没有内阻，因此我们对电流的欧姆定律计算 (I=E/R) 为我们提供了 10 安培的完美电流值，1 欧姆负载和 10 伏电源。真正的电池，内置电阻，进一步阻碍了电流的流动，同样的电阻负载只能提供8.333安培。

理想的电池在 0 Ω 电阻短路时能够提供无限大的电流。另一方面，真正的电池由于其内部电阻，只能为 0 Ω 电阻的短路提供 50 安培（10 伏/0.2 Ω）的电流。电池内部的化学反应可能仍会提供恰好 10 伏的电压，但是当电流流过电池时，该内阻上的电压会下降，从而减少了电池端子上可提供给负载的电压。

如何连接电芯以最小化电池的内阻？

由于我们生活在一个不完美的世界，电池也不完美，我们需要了解内阻等因素的影响。通常，电池放置在其内阻与电路负载相比可以忽略不计的应用中（它们的短路电流远远超过其通常的负载电流），因此其性能非常接近理想电压源的性能。

如果我们需要构建一个电阻比一个电池所能提供的电阻更低的电池（以获得更大的电流容量），我们必须将这些电池并联在一起：

本质上，我们在这里所做的是确定五个并联电池的戴维南等效值（一个电压源和一个串联电阻的等效网络）。等效网络具有相同的电源电压，但只有原始网络中任何单个电池的电阻的一小部分。并联电池的总体效果是降低等效内阻，就像并联电阻会降低总电阻一样。这种5节电池的等效内阻是每个单节电池等效内阻的1/5。总电压保持不变：2.0 伏。如果这组电池为电路供电，由于通过等电阻并联支路的电流均分，通过每个电池的电流将是总电路电流的 1/5。

评论：

• 一个电池 是一组连接在一起的电池，以获得更大的电压和/或电流容量。
• 串联连接在一起的电池（极性辅助）会产生更大的总电压。
• 物理电池尺寸会影响电池电阻，进而影响电池向电路提供电流的能力。通常，电池越大，其内阻越小。
• 并联连接在一起的电池会降低总电阻，并可能增加总电流。

相关工作表：

• 电池工作表
• 戴维南、诺顿和最大功率传输定理工作表