1.  电池组
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用电器的额定电压和额定电流常常高于单个电池的电动势和允许通过的最大电流,这时就需要把几个电池连成电池组,以便提高供电的电压或增大供电的电流。

串联电池组

如果在电路中用一个电池作为电源而电压不够时,就可以使用串联电池组。把第一个电池的负极跟第二个电池的正极相连接,再把第二个电池的负极跟第三个电池的正极相连接,这样依次连接起来就组成了串联电池组,如图 13-11 所示。例如手电筒常将几节干电池串联起来作为电源。以串联电池组为电源的电路如何计算电流呢?

图 13-11

假设用一个电池来替代串联电池组,串联电池组的总功率为 P 总,各个电池的规格相同,每个电池的功率分别为 P1,P2,⋯,Pn,根据电功率的关系可以得到

P 总=P1+P2+⋯+Pn。

因为每个电池的规格都相同,则

P 总=nP。由于 P 总=IE 总,P=IE,可以得到

IE 总=nIE,E 总=nE。

所以,由几个规格相同的电池组成的串联电池组,它的电动势等于各个电池电动势之和。

由于各个串联的电池之间的内阻是串联的,所以由几个规格相同的电池组成的串联电池组,它的内阻等于各电池内阻之和,即

r 总=r1+r2+⋯+rn=nr。

因此,闭合电路中的电流I = nE 。

R + nr

[例题 13.2] 把 4 个相同的电池串联后,再连接一个电阻构成闭合电路(图 13-12)。若每个电池的电动势为 1.5V,内阻为 0.25Ω,电路上的电流是 1A。求外电路的端压和电池组的总功率。

图 13-12

解设串联电池组的电动势为 E 总,内阻为 r 总,则E 总=nE=4×1.5V=6V,

r 总=nr=4×0.25Ω=1Ω。由于 I=1A,所以外电路的端压

U 外=E 总-Ir 总=(6-1×l)V=5V,

电池组的总功率

P 总=IE 总=1×6W=6W。