¿Por qué la conexión de las baterías en serie hace que se doble el suministro de corriente mientras se produce un cortocircuito?

Creo que esto se debe a cómo estás midiendo la corriente. Todos sus resultados tienen sentido si la resistencia de su medidor de corriente es mayor que la resistencia interna de la batería a la corriente medida.

Piense en el caso límite en el que las baterías son fuente de voltaje puro (sin resistencia) y usted pone una resistencia fija a través de ellas (su medidor actual en este caso). En estas condiciones, la corriente sería proporcional al voltaje total, y obtendrías casi lo que mediste.

El otro caso limitante es donde cada batería tiene una resistencia interna finita fija. Esto se puede considerar como una resistencia en serie con una batería ideal. En este ejemplo, el "corto" es realmente un corto de 0 Ohmios. Ahora la corriente de cortocircuito de cualquier batería es fija, que es el voltaje de la batería dividido por su resistencia interna. En este caso, la adición de cualquier número de baterías en serie no cambiará la corriente de cortocircuito, pero al ponerla en paralelo multiplica la corriente por la cantidad de baterías.

A partir de sus mediciones, creo que lo que está sucediendo está cerca del caso 1, no del caso 2.

Puede estimar la resistencia interna (de ahí la corriente del circuito de corte), sin usar un amperímetro. Todo lo que necesita es una única resistencia externa y un voltímetro.

Primero, una batería puede modelarse como una serie de una fuente de voltaje ideal de \ $ V_ {BATT} \ $ volts y una resistencia de \ $ R_ {BATT} \ $ ohms. \ $ R_ {BATT} \ $ es la resistencia interna de la batería. Este modelo no es perfecto, porque \ $ R_ {BATT} \ $ realmente varía con la carga, la carga, la temperatura, etc. Pero está lo suficientemente cerca, por lo que una batería AA / AAA recargable típica puede tener este aspecto:

\$V_{BATT}\$semidefácilmenteconunvoltímetro:eselvoltajedecircuitoabiertodelabatería.Ahora,paracalcular\$R_{BATT}\$,necesitamosesaresistenciaadicionalde\$R_{LOAD}\$ohms:

Cuando la resistencia \ $ R_ {LOAD} \ $ cierra el circuito, forma un divisor de voltaje con \ $ R_ {BATT} \ $. Si el voltaje en \ $ R_ {LOAD} \ $ es \ $ V_ {LOAD} \ $, entonces:

$$ V_ {LOAD} = V_ {BATT} * \ frac {R_ {LOAD}} {R_ {BATT} + R_ {LOAD}} $$ o, reorganizando: $$ R_ {BATT} = R_ {LOAD} * (\ frac {V_ {BATT}} {V_ {LOAD}} - 1) $$

Todos los valores en el lado derecho se pueden medir directamente.

Nota: en el esquema anterior, cuando SW1 está abierto (o \ $ R_ {LOAD} \ $ está ausente), VM mide \ $ V_ {BATT} \ $; cuando SW1 está cerrado (es decir, \ $ R_ {LOAD} \ $ completa el circuito), VM mide \ $ V_ {LOAD} \ $

Nota: al elegir el valor de la resistencia de carga hay que considerar un par de cosas:

1. Tiene que ser lo suficientemente bajo para que la medida \ $ V_ {LOAD} \ $ produzca un resultado útil. Con una resistencia interna típicamente en el rango de 0.05 ~ 1 ohmio, una resistencia de carga de 100 ohmios disminuiría 99 +% del voltaje e introduciría una gran cantidad de errores en el cálculo.
2. Tiene que ser lo suficientemente alto para que la corriente de descarga no sea demasiado alta; a las baterías no les gusta eso y pueden dañarse permanentemente si (casi) están en cortocircuito durante demasiado tiempo. No puedo proporcionar valores exactos, pero cualquier cosa debajo de 1A debería estar bien.
3. Tiene que ser lo suficientemente alto, para el paquete / vataje específico de la resistencia, para que la resistencia en sí no se incendie en el proceso. La potencia disipada en la resistencia es aproximadamente \ $ V_ {BATT} ^ 2 / R_ {LOAD} \ $

Una resistencia común de 10 ohmios 1 / 4W debería estar bien para una prueba rápida de baterías AA / AAA: La corriente de descarga es de 0.12 ~ 0.15A, la potencia disipada es de 0.144 ~ 0.225W. Para estar en el lado seguro, una resistencia de 1 / 2W sería una mejor opción.

Tal vez una respuesta más corta sería más al punto:

• en paralelo, = > 1.5V
• serie = > 3V

Supongamos que la resistencia es 1 Ohm = >

• 1.5 / 1 = 1.5A
• 3/1 = 3A

Extienda esto a su caso: la resistencia del multímetro finito (+ cables) más los internos.