En primer lugar vamos a poner un ejemplo sencillo, muy sencillo. Todos sabemos lo que significa la expresión Marchar en fila India o sea, marchar uno detrás de otro. ¿Si?. De acuerdo.
En la primera imagen vemos una manada de perros, en realidad son lobos, marchando en fila india. Supongamos que para no perderse o por la razón que sea, el perro que marcha en segundo lugar le coge la cola al primero, el tercero al segundo y así sucesivamente, salvando las diferencias, claro está, podemos compararlo como un montaje en serie. Efectivamente todos los perros están conectados entre sí por dos puntos, cola con boca, excepto el primero que tiene la boca libre y el último que tiene la cola libre. Si cambiamos a los perros por pilas, la boca del primer perro será el positivo y la cola del último será el negativo. En esto, precisamente, se basa el montaje en serie.
Después de la expedición para que los perros no se escapen los atan a una cuerda (en marinería cabo) por sus collares y a otra cuerda por sus colas. A esta configuración la llamamos montaje en paralelo, todas las bocas están unidas y todas las colas también. El extremo de la cuerda que une las bocas es el positivo y el extremo de la cuerda que une las colas es el negativo. En realidad sólo se atan a sus collares, pero para que sirva el ejemplo imaginemos que también está atados por las colas. ¡Pobres animales, les pido perdón!
Ahí tenemos dos montajes individuales, uno en serie y el otro en paralelo, cada uno de los cuales tiene dos extremos libres, uno es positivo y el otro negativo. Si unimos los dos extremos positivos y también los dos extremos negativos, obtendremos un montaje serie-paralelo.
Vemos que en el montaje en paralelo las tensiones de cada pila no se suman y por tanto la tensión de salida continúa siendo la de una sola celda, es decir 1,2 V. Pero las corrientes si se suman, de manera que si cada una de las celdas es capaz de proporcionar 1.900mAh, la salida será de (1.900x6=11.400mAh)
En el montaje en serie, vemos que las tensiones individuales de cada celda, si se suman, por tanto tendremos una salida de (1,2x6=7,2V). En cambio las corrientes no se suman, por tanto la corriente de salida será la de una sola celda, es decir 1.900mAh.
En aras a la simplificación, diremos que el montaje serie-paralelo exige que cada montaje serie sea igual, así de forma sencilla podemos montar en paralelo dos conjuntos serie iguales. Se pueden montar conjuntos desiguales, si, pero exige mayor complicación.
Como el montaje serie propuesto tiene una salida de 7,2V. y 1.900mAh, si montamos estos dos conjuntos en paralelo la salida que obtendremos será de 7,2V, puesto que en paralelo las tensiones no se suman, y 3.800mAh, puesto que las corrientes en paralelo si se suman.
El tema no termina aquí, es algo más complejo, pero para tener una mínima base de partida y al nivel que el modelista medio necesita, en principio, es suficiente.
Esperamos haber respondido a la pregunta de nuestro comunicante.
Para completar este artículo y no hacerlo excesivamente largo, vamos a dar unas ideas sobre la resolución del problema planteado en el artículo anterior, cuando decíamos aquello de: "Esta es la peor solución y el peor consejo que se puedan dar.
Nos obstante, como para casi todo, siempre existe una solución. Una solución fácil de realizar y que con un mínimo de cuidado puede ser muy segura, es la que representan las figuras de la entrega anterior donde se ve cortocircuitado el diodo de protección.
Una solución a la posibilidad, muy grande, de que dos bananas se puedan cortocircuitar entre sí al extremo de dos cables flexibles, se presenta en las imágenes siguientes. Básicamente consiste en fabricarnos una clavija a medida, cuya distancia entre los ejes de las bananas ha de ser de 14 mm. No nos vale una clavija comercial, ya que la distancia entre ejes es de 19 mm. como dictan las normas.
El proceso de construcción no necesita de muchas explicaciones. Tan sólo se trata de hacer una base rígida de material aislante con dos taladros separados entre sí 14 mm. y roscados según el paso de las bananas que vayamos a insertar. En el caso de las imágenes siguientes el paso de rosca de las bananas adoptadas es de M5. Dos trozos de cables, preferiblemente rojo y negro para una fácil identificación de la polaridad y la única, pero muy importante precaución a tener en cuenta es no depositar las bananas bajo tensión en una superficie metálica conductora de la electricidad.
En las imágenes se ven dos cargadores, uno tiene la carcasa de plástico, por tanto no hay peligro de cortocircuito. El otro tiene una carcasa metálica, por tanto conductora, ahí sí debemos tener mucho cuidado de no dejar las bananas, bajo tensión, encima de la parte metálica o que accidentalmente toquen simultáneamente, aunque sólo sea por un breve instante, con un objeto conductor, por ejemplo un destornillador o una llave con la que estemos trabajando.
Redondear las aristas, recortar los extremos, incluso pintarlo o ponerle unas bandas de termorretráctil o un salva cables, son iniciativas que quedan a la inventiva del constructor.
AÚN A PESAR DE HACERNOS PESADOS, NO CORTOCIRCUITAR LAS BANANAS BAJO TENSIÓN
Otra de las soluciones, para las que se requiere un mínimo de conocimientos de electrónica es hacerse o comprar montado o en forma de kit, un protector contra cortocircuitos. En Internet encontraremos multitud de esquemas, sencillos de hacer y con componentes de fácil adquisición en cualquier comercio de electrónica. A continuación se relacionan unas cuantas direcciones de youtube donde podemos apreciar algunos esquemas sencillos escogidos al azar, aunque en realidad hay muchos más, con un grado de sofisticación superior, aunque eso si, con mayor grado de complejidad.
(Corto Circuito Protección Charli Droid)
(Protección contra cortocircuitos y sobre corriente)
(Cómo hacer una protección contra cortocircuitos con un relé)
(Proteccion contra corto circuitos de 12v)
Ya dominamos el significado de, por ejemplo, (3S), (4S), etc, pero esta información aunque válida y sumamente usada es incompleta, porque solo nos define el número de pilas que hay en un montaje en serie. ¿Pero si lo que queremos decir es que nuestra batería se compone de un montaje serie-paralelo? como son la mayoría de las baterías que equipan los ordenadores portátiles, como vimos en (Lipo (2)), entonces la forma correcta de su nomenclatura es (3S2P) que como seguramente habéis adivinado se trata de dos conjuntos de 3 celdas montados en serie y ambos conjuntos montados en paralelo entre sí. Lo que ocurre es que cuando solo se trata de elementos montados en serie no se escribe (3S0P), si escribimos (3S) entendemos que es una batería donde no hay ningún elemento montado en paralelo. Pero es importante saberlo, porque en la publicidad es muy frecuente encontrar este término y otros que a veces nos puede llamar a confusión.
Las imágenes anteriores están extractadas de sendos anuncios en Google. En la primera imagen vemos un montaje (3S2P), como podemos apreciar en la imagen se trata de un montaje, como ya sabemos, de 2 conjuntos de 3 celdas montadas en serie y a su vez estos dos conjuntos montados en paralelo. Nos dice asimismo que la tensión varía entre 10,8 y 12,6 voltios. Efectivamente el montaje en serie suma las tensiones de cada celda (3,6x3=10,8) como nominal y (4,2x3=12,6) como carga máxima.
El montaje en paralelo, como ya sabemos, suma las corrientes y como nos dice que la batería da 6.800 mAh. lo dividimos por 2 y tenemos la corriente de cada batería que será de 3.400mAh. nos parece un poco exagerado pero en celdas de mucha calidad se puede dar.
Analicemos la segunda imagen que nos da la información de la intensidad que ya hemos analizado en el párrafo anterior, pero hay una información nueva que hasta ahora no hemos contemplado, se trata del valor que aparece como 20A. Si, si, no se trata de ningún error, este dato se refiere a que la celda, recuérdese que estamos hablando de celdas de Litio cuya resistencia interna es baja o muy baja, instantáneamente, es decir en cuanto haya una solicitud de alta potencia es capaz de proporcionar hasta 20 amperios.
Pero, nos preguntamos. ¿Si tenemos una capacidad de 6,8 amperios como le podemos pedir y que nos dé 20 amperios? Vayamos por partes, la capacidad de la batería es de 6.800 mili amperios hora, esto quiere decir que durante una hora la batería es capaz de suministrar 6.800 mili amperios.
¿Y en un segundo, cuánto es capaz de suministrar? Hagamos el cálculo. (60x6.800=408.000 mili amperios segundo) si dividimos por 1000 obtendremos los amperios por segundo (408.000÷1.000=408 amperios segundo) y (408÷60=6,8), quiere decir que durante 6,8 segundos la batería es capaz de proporcionar esos 20 amperios a 3,7V. de carga nominal, pero con un montaje de 4 celdas en serie podemos obtener 20 A. a (3,7x4=14.8V). de carga nominal o (4,2x4=16,8V) a máxima carga.
¿Y para que nos sirve disponer de esa energía? Se preguntará más de uno. Pues sencillamente para arrancar un motor de arranque que a su vez arranca un motor de combustión interna sin necesidad de recurrir a las pesadas y voluminosas baterías de plomo. "¡Que de haberlos, haylos!."
Saludos y como de costumbre a vuestra disposición.
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