전지의 병렬/직렬 연결에 관련된 질문
전지를 병렬 연결하면 용량이 증가하고 직렬 연결하면 전압이 증가한다는 것은 알고 있는데요, 그러면 서로 전압과 용량이 다른 전지를 연결하면 어떻게 되는지 궁금합니다. 예를 들어 3.7V의 전지와 7.2V의 전지를 직렬 연결 한다면 회로의 총 전압은 어떻게 되는지, 5000mAh의 전지와 2500mAh의 전지를 병렬 연결하면 총 회로의 용량은 어떻게 되는지 궁금합니다.
혹시 위의 예시와 같이 회로가 성립될 수 없다면 왜 그런지 이유도 함께 알려주시면 감사하겠습니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
3.7V의 전지와 7.2V의 전지를 직렬로 연결하면 전압은 단순히 합산되어 10.9V가 됩니다. 하지만 전압이 다른 전지를 직렬 연결하면 전지 간의 불균형으로 인해 과충전이나 과방전이 발생할 수 있어 위험할 수 있습니다. 5000mAh와 2500mAh 전지를 병렬로 연결하면 총 용량은 7500mAh로 계산되지만 전압이 동일해야 하므로 서로 다른 용량의 전지를 병렬 연결하면 불균형이 발생해 효율이 떨어지고 안전상 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 전압과 용량이 같은 전지만 연결하는 것이 바람직합니다.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어 입니다.
서로 다른 전압의 전지를 직렬 연결할 경우, 총 전압은 각 전지의 전압을 단순히 더한 값이 됩니다. 따라서 3.7V와 7.2V 전지를 직렬로 연결하면 총 전압은 10.9V가 됩니다. 다만, 직렬 연결 시 전류는 가장 낮은 전류 용량을 가지는 전지에 의해 제한됩니다. 그렇기 때문에 두 전지의 특성이 다르다면 최악의 상황에서는 한 전지가 과도하게 방전되거나 손상될 가능성이 있습니다.
병렬 연결의 경우, 전지의 용량(mAh)은 합산되지만 전압은 동일해야 합니다. 따라서 5000mAh 전지와 2500mAh 전지를 병렬로 연결하면 총 용량은 7500mAh가 되나, 전압이 동일해야 제대로 작동합니다. 전압이 다르면 전지의 특성 차이로 인해 한 전지가 다른 전지를 방전시킬 수 있으며, 이는 회로의 불안정성을 야기하고 파손을 초래할 수 있습니다. 그러므로 다른 전압의 전지를 병렬로 연결하는 것은 권장되지 않습니다.
제 답변이 도움이 되셨길 바랍니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
3.7V의 전지와 7.2V 전지를 직렬로 연결할 경우, 각 전지의 전압을 더하게 됩니다.
총 전압은 10.9V 가됩니다.
하지만 서로 다른 전압의 전지를 직렬로 연결하는 것은 권장되지 않습니다.
이유는 낮은 전압의 전지가 과도한 전류를 흘리게 되어 과열되거나 손상될 수 있기 때문입니다.
5000mAh의 전지와 2500mAh 전지를 병렬 연결할 경우
총 용량은 7500mAh가 됩니다.
하지만 다른 용량의 전지를 병렬로 연결하는 것도 주의가 필요합니다.
높은 용량의 전지가 낮은 용량의 전지보다 먼저 방전되면 낮은 용량의 전지가 과방전되어 손상이될 수 있습니다.
따라서 같은 종류와 사양의 배터리를 사용하는 것이 가장 안전하고 효율적인 방법입니다.
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
전압과 용량이 다른 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하면 불균형이 발생하여 과충전, 과방전, 전지 손상 등이
일어날 수 있습니다. 직렬 연결 시 전압은 합산되지만 안전성에 문제가 생기며, 병렬 연결 시 전압이 동일해야만
안전하게 연결 가능합니다. 감사합니다.
안녕하세요. 구본민 박사입니다.
전지를 직렬 또는 병렬 연결할 때는 반드시 전압과 용량(전류 용량)의 특성을 맞추어야 안전하고 올바르게 회로가 작동합니다. 질문하신 상황에서 전압과 용량이 서로 다른 전지를 연결하면 회로가 성립되기 어렵고 심각한 문제를 유발할 수 있습니다.
간략하게 정리해 보면 다음과 같습니다.
1. 전압이 다른 전지를 직렬로 연결할 경우 (예: 3.7V + 7.2V)전지를 직렬로 연결하면 각 전지의 전압이 더해져 총 전압이 만들어집니다. 이론적으로는 전압이 다음과 같이 계산됩니다:
V총=V1+V2=3.7V+7.2V=10.9V
그러나 문제는 전지의 용량(mAh)이나 내부 특성이 다르면 회로가 정상적으로 작동하지 않을 가능성이 큽니다. 이유는 다음과 같습니다.
전압 불균형: 전압이 다른 전지를 직렬 연결하면 충전과 방전 시 전압의 불균형이 발생합니다. 전압이 낮은 전지는 방전이나 충전이 더 빨리 끝나서 과방전(전압이 너무 낮아짐)이나 과충전(전압이 너무 높아짐)될 수 있습니다. 이는 전지 손상뿐만 아니라 발열, 화재 위험을 초래합니다.
전류 제한: 직렬 연결에서는 동일한 전류가 흐르기 때문에, 용량이 작은 전지가 먼저 방전되거나 과충전될 수 있습니다.
결론: 전압이 다른 전지를 직렬 연결하는 것은 회로의 전압은 단순히 더해질 수 있지만, 전지의 안정성이 크게 위협받기 때문에 회로가 성립되기 어렵고 위험합니다.
2. 용량이 다른 전지를 병렬로 연결할 경우 (예: 5000mAh + 2500mAh)병렬 연결에서는 각 전지의 전압이 동일해야 합니다. 이론적으로는 전지 용량이 더해져 다음과 같이 계산됩니다:
C총=C1+C2=5000mAh+2500mAh=7500mAh
그러나 두 전지의 전압이 다르면 심각한 문제가 발생합니다. 이유는 다음과 같습니다.
전압 차이로 인한 과전류 흐름: 병렬 연결 시 전압이 다른 두 전지를 연결하면 전압이 높은 전지에서 낮은 전지로 급격한 전류가 흐르게 됩니다. 이로 인해 전지에 큰 충격이 가고, 발열 및 손상이 발생할 수 있습니다.
불균형 충·방전: 용량이 다른 전지를 병렬로 연결하면, 두 전지의 충전과 방전 속도가 달라 에너지 균형이 깨집니다. 결국 전체 전지의 수명이 짧아지거나 불안정해질 수 있습니다.
결론: 전압이 다른 전지를 병렬 연결하면 심각한 전류 흐름이 발생하기 때문에 회로가 성립되지 않으며 위험합니다. 병렬 연결 시 반드시 전압과 화학적 특성이 동일한 전지를 사용해야 합니다.
정리해 보면전압이 다른 전지를 직렬 연결하면 이론상 전압이 더해지지만 전지의 불균형과 안전성 문제가 발생합니다.
용량이 다른 전지를 병렬 연결하면 이론상 용량이 더해지지만 전압 차이로 과전류가 흐르며 전지 손상이 발생할 수 있습니다.
따라서 직렬이나 병렬 연결을 할 때는 반드시 전압, 용량, 내부 저항, 화학적 특성이 동일한 전지를 사용해야 안전하고 정상적으로 회로가 작동합니다.
안녕하세요. 전기전자 분야 전문가입니다.
전지를 직렬로 연결할 때는 각 전지의 전압을 단순히 더하여 총 전압을 계산할 수 있습니다. 따라서 3.7V와 7.2V의 전지를 직렬로 연결하면 총 전압은 10.9V가 됩니다. 이러한 경우 전류 용량은 두 전지 중 작은 용량에 의해 제한됩니다. 병렬 연결 시 총 용량은 각 전지의 용량을 더해 계산할 수 있습니다. 5000mAh와 2500mAh의 전지를 병렬로 연결하면 총 용량은 7500mAh가 됩니다. 그러나 병렬로 연결할 때는 각 전지의 전압이 동일해야 합니다. 따라서 전압이 다른 전지를 병렬로 연결하면 성립되지 않습니다. 전압 차이로 인해 전지가 서로 다른 방향으로 전류를 흐르게 하면서 손상될 수 있습니다. 전지를 연결할 때는 항상 같은 전압과 용량의 전지를 사용하는 것이 중요합니다. 좋은 하루 보내시고 저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다 :)