การจัดเรียงแบตเตอรี่และพลังงาน

ในอุปกรณ์หลายชนิดที่ใช้แบตเตอรี่ เช่น วิทยุพกพาและไฟฉาย คุณจะไม่ใช้เซลล์เพียงเซลล์เดียวในแต่ละครั้ง โดยปกติแล้วเราจะจัดกลุ่มแบตเตอรี่เข้าด้วยกันแบบอนุกรมเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า หรือแบบขนานเพื่อเพิ่มกระแสไฟฟ้า แผนภาพแสดงการจัดเรียงสองแบบนี้

แผนภาพด้านบนแสดงการจัดเรียงแบบขนาน แบตเตอรี่สี่ก้อนที่ต่อขนานกันจะสร้างแรงดันไฟฟ้าให้กับเซลล์เดียว แต่กระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้จะมากกว่าเซลล์เดียวถึงสี่เท่า กระแสไฟฟ้าคืออัตราที่ประจุไฟฟ้าไหลผ่านวงจร มีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ แบตเตอรี่มีหน่วยเป็นแอมแปร์-ชั่วโมง หรือในกรณีของแบตเตอรี่ขนาดเล็กสำหรับใช้ในครัวเรือน จะใช้หน่วยเป็นมิลลิแอมป์-ชั่วโมง (mAH) เซลล์สำหรับใช้ในครัวเรือนทั่วไปที่มีความจุ 500 มิลลิแอมป์-ชั่วโมงควรจะสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้า 500 มิลลิแอมป์ให้กับโหลดได้เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง คุณสามารถแบ่งค่าความจุมิลลิแอมป์-ชั่วโมงได้หลายวิธี แบตเตอรี่ 500 มิลลิแอมป์-ชั่วโมงสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 5 มิลลิแอมป์-ชั่วโมงเป็นเวลา 100 ชั่วโมง 10 มิลลิแอมป์-ชั่วโมงเป็นเวลา 50 ชั่วโมง หรือในทางทฤษฎีคือ 1,000 มิลลิแอมป์-ชั่วโมงเป็นเวลา 30 นาที โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่ที่มีความจุแอมแปร์-ชั่วโมงสูงกว่าจะมีความจุที่สูงกว่า

แผนภาพด้านล่างแสดงการจัดเรียงแบบอนุกรม แบตเตอรี่สี่ก้อนที่ต่ออนุกรมกันจะผลิตกระแสไฟฟ้าให้กับเซลล์เดียว แต่แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายออกมาจะสูงกว่าเซลล์เดียวถึงสี่เท่า แรงดันไฟฟ้าเป็นหน่วยวัดพลังงานต่อหนึ่งหน่วยประจุ และมีหน่วยวัดเป็นโวลต์ ในแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าเป็นตัวกำหนดว่าอิเล็กตรอนจะถูกผลักผ่านวงจรได้แรงแค่ไหน เช่นเดียวกับที่แรงดันเป็นตัวกำหนดว่าน้ำจะถูกผลักผ่านสายยางได้แรงแค่ไหน แบตเตอรี่ AAA, AA, C และ D ส่วนใหญ่จะมีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 1.5 โวลต์

ลองนึกภาพว่าแบตเตอรี่ที่แสดงในแผนภาพมีพิกัดกำลังไฟฟ้า 1.5 โวลต์ และความจุ 500 มิลลิแอมป์-ชั่วโมง แบตเตอรี่สี่ก้อนที่เรียงต่อกันแบบขนานจะให้พลังงาน 1.5 โวลต์ ที่ความจุ 2,000 มิลลิแอมป์-ชั่วโมง แบตเตอรี่สี่ก้อนที่เรียงต่อกันแบบอนุกรมจะให้พลังงาน 6 โวลต์ ที่ความจุ 500 มิลลิแอมป์-ชั่วโมง

เทคโนโลยีแบตเตอรี่มีความก้าวหน้าอย่างมากนับตั้งแต่ยุค Voltaic pile การพัฒนาเหล่านี้สะท้อนให้เห็นอย่างชัดเจนในโลกที่เคลื่อนที่เร็วและต้องพึ่งพาแหล่งพลังงานแบบพกพาที่แบตเตอรี่มีให้มากกว่าที่เคย เราคงได้แต่จินตนาการว่าแบตเตอรี่รุ่นต่อไปที่เล็กลง ทรงพลังขึ้น และใช้งานได้ยาวนานขึ้นจะเป็นอย่างไร

ที่มา: https://electronics.howstuffworks.com/everyday-tech/battery6.htm