Auswirkungen verpolter Verdrahtung auf die Batteriegesundheit

Laden & Entladen der Batterie mit falscher und verkehrter Verbindung

Wir wissen, dass eine Sekundärbatterie (auch als Akkumulator bekannt) ein Gerät ist, das chemische Energie in elektrische Energie umwandelt und für die spätere Nutzung speichert. Die chemischen Reaktionen in Sekundärzellen sind im Fall korrekter Batteriepolarität umkehrbar, im Gegensatz zur Verpolung.

Mit anderen Worten: Die chemischen Komponenten in der Batterie können (in die ursprüngliche und vorherige Form) umgekehrt werden, indem die Stromflussrichtung in der Batterie geändert wird. Der Stromfluss im Entlademodus (Batterie versorgt angeschlossene Geräte) ist im Ladefall (externe Quelle liefert Energie an die Speicherbatterie) entgegengesetzt.

Es gibt interne Platten in den Batterien (Blei-Säure, Alkaline etc.), bekannt als Kathode (positiv „+“) und Anode (negativ „-“). Zum Beispiel ist die positive Platte Bleidioxid (PbO₂) und die negative Platte Schwammblei (Pb). Eine verdünnte Schwefelsäure (H₂SO₄) wird als elektrolytische Lösung in der Batterie für die ordnungsgemäße chemische Reaktion verwendet.

Die kombinierte chemische Reaktion in der Batterie kann während des Ladens und Entladens (oder entladener und geladener Zelle) der Blei-Säure-Batterie wie folgt geschrieben werden:

Positive Platte Negative Platte Elektrolyt Entladung Positive Platte Negative Platte Wasser

PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ ⇋ PbSO₄ + PbSO₄ + 2H₂O

Hinweis:

• PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = Zelle geladen
• PbSO₄ + PbSO₄ + 2H₂O = Zelle entladen
• Gesamte Gleichung (Links nach Rechts) = Entladung d. h. Entladevorgang
• Gesamte Gleichung (Rechts nach Links) = Ladung d. h. Ladevorgang

Bei der Verwendung einer Batterie für sowohl Laden als auch Entladen ist es notwendig, den positiven Anschluss der Quelle mit dem positiven Anschluss der Batterie und den negativen Quelle mit dem negativen Anschluss der Batterie zu verbinden. OK, verstanden, aber was passiert, wenn man Batterien falsch herum einlegt? OK, lassen Sie uns über Polarität und Verpolung bei Batterien erfahren.

• Weiterführender Beitrag: Was passiert, wenn eine Batterie an die AC-Versorgung angeschlossen wird?

Was ist Polarität & Verpolung bei einer Batterie?

Batterie-Polarität

Polarität bedeutet, entgegengesetzte physikalische Eigenschaften an verschiedenen Punkten zu haben. Im Fall der Batterie ist der eine Pol oder die Platte mit mehr Elektronen als Anode oder negativer (-) Anschluss bekannt. Der andere mit weniger Elektronen ist als Kathode oder positiver (+) Anschluss bekannt.

Wenn wir beide Anschlüsse durch einen Leiter mit einem Widerstand verbinden, beginnt der Strom aufgrund des Potenzialunterschieds an beiden Punkten zu fließen. Mit anderen Worten: Die Elektronen (elektronischer Strom) beginnen vom -Pol zum +Pol zu fließen. Der elektrische (konventionelle) Strom fließt in die entgegengesetzte Richtung, d. h. von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode.

Batterie-Verpolung

Batterie-Verpolung ist der Fall, wenn die Quellkabel (zum Laden) oder Lastkabel falsch angeschlossen sind, d. h. Quelle oder Last Negativ an den Positiven der Batterie und Quelle oder Last Positiv an den Negativen Anschluss der Batterie. Aufgrund der falschen Verbindung kann ein Strom im Stromkreis fließen und schwerwiegende Verletzungen und Schäden an der Ausrüstung verursachen.

Genug der Grundlagen, jetzt zum Punkt: Was passiert mit einer Batterie, wenn man sie falsch herum auflädt? Oder was passiert beim Laden einer Batterie mit Verpolung mit einem Ladegerät?

Es gibt drei Szenarien wie folgt:

• Anschließen einer Batterie an das Ladegerät mit Verpolung
• Anschließen der Batterie an die Last mit Verpolung
• Anschließen einer Batterie an eine andere Batterie mit Verpolung

Lassen Sie uns diese einzeln im Detail besprechen.

Anschließen einer Batterie an das Ladegerät mit Verpolung

Wenn versehentlich, aus Versehen oder absichtlich das Batterieladegerät (oder Solarmodul, Wechselrichter etc.) verkehrt herum angeschlossen wird, d. h. das Ladegerät-Negativ und -Positiv an den Batterie-Positiv und -Negativ-Anschlüssen jeweils, kann Folgendes eintreten:

• Der zur Batterie durch das Ladegerät fließende Strom kann die elektronischen Komponenten im Ladegerät durchbrennen (falls kein Verpolungsschutz vom Hersteller vorgesehen ist). Kurz gesagt, es kann den Ladekreis teilweise oder vollständig beschädigen. Wenn die Ladegerätbewertung geringer als die Batteriekapazität ist, würde es den Stromkreis überlasten und den Leitungsschutzschalter auslösen, um den Stromkreisbetrieb zu beenden. Wenn die Ladegerätbewertung größer als die Batteriekapazität ist, kann es die Batterie überhitzen und mit Ausstoß verbrennen.
• Es kann die Batterie mit Funken entladen oder die Batterie dauerhaft beschädigen. Mit anderen Worten: Bei verpolter Batterieverbindung würde die DC-Versorgung Elektronen vom negativen Anschluss der Batterie ziehen und sie am positiven Anschluss drücken. Dies würde die Batterie allmählich entladen, ähnlich wie bei einem Kondensator.
• Die durch Verpolung in der Batterie erzeugte Wärme kann Wasserstoffgas (entzündlich) verursachen, was das Batteriegehäuse explodieren lassen kann. Das gerissene Gehäuse der Batterie kann einen Weg für Säure bieten, die empfindliche Geräte schmelzen und schwere Verletzungen verursachen kann.

Aus diesen Gründen tragen Sie Gummihandschuhe und Brille zum ordnungsgemäßen Schutz beim Arbeiten an Batterien.

Zusätzlich gibt es auch einen Ausnahmefall, bei dem eine Batterie an die falschen Anschlüsse angeschlossen werden kann.

Die Batterie kann an die falschen Anschlüsse angeschlossen werden, wenn sie vollständig entladen wurde. Da die vollständig entladene Batterie mit 0 Volt Potentialdifferenz wie ein leeres Gefäß (tote Batterie) wirkt. In diesem Fall kann der positive Batterieanschluss an den negativen Quellanschluss und der negative Batterieanschluss an den positiven Quellanschluss angeschlossen werden.

Dies ist nicht immer der Fall und funktioniert nicht für alle Batterien aufgrund der unterschiedlichen Pasten/Materialien und Techniken, die in den Batterien verwendet werden. Während es bei alten Batterien jahrelang funktionieren mag, berichteten einige getestete Experimente über geringere Effizienz & Kapazität, schnelle Entladung und kurze Lebensdauer der Batterie. Die mit Verpolung geladene Batterie sollte austauschbar markiert werden, d. h. der Batterie (+) sollte als (-) und umgekehrt markiert werden. Um die Aktion wie zuvor umzukehren, entladen Sie die (verpolte geladene) Batterie vollständig und schließen Sie sie an die richtigen Anschlüsse an (d. h. negativ an negativ und positiv an positiv der Ladegerät- und Batterieanschlüsse jeweils).

Wiederum tragen Sie Gummihandschuhe und Brille und andere Sicherheitsmaßnahmen für ordnungsgemäßen Schutz beim Umgang mit Batterien.

Anschließen der Batterie an die Last mit Verpolung

Derselbe Fall, d. h. Batterie falsch herum angeschlossen, aber Lastgeräte statt Ladegerät. Dies kann zu folgenden Phänomenen führen:

• Einige Lasten funktionieren möglicherweise nicht richtig (d. h. LED oder Dioden), die nur in eine Richtung funktionieren oder eine korrekte DC-Versorgungsverbindung benötigen, um voll funktionsfähig zu sein als Anode (-) an Anode (-) und Kathode (+) an Kathode (+) Anschlüsse).
• Im Fall von Fahrzeugen und Automobilen kann die Autobatterie mit Verpolung das ECU (Engine Control Unit - elektronische Steuerplatine, in automatischen Fahrzeugen), elektronische Sensoren und Lichtmaschine beschädigen, die etwas teuer im Austausch sind.
• Es kann auch andere Komponenten und Fahrzeugverkabelungssysteme beschädigen. Wenn Sie Glück haben, können zumindest Sicherungen und Relais aufgrund der verpolten Strombildung durchbrennen.
• DC-Uhren und Analogmotoren als Last, die an die Batterie angeschlossen sind, können anfangen, sich in Rückwärtsrichtung zu drehen.

Heutzutage bauen moderne Fahrzeughersteller einen Verpolungsschutz in das System ein, da es einfacher zu handhaben ist als die nutzlosen und zahlreichen Support-Anrufe und Wartungen. Aber ist es OK und befriedigend, es zu versuchen? Absolut nicht.

Zusätzlich kann eine Sicherung oder eine Generaldiode (Spannungsabfall bis zu 0,7V über die Diode wird auftreten) am positiven Draht für einrichtungsgebundene Stromversorgung installiert werden, die als Verpolungsschutz wirkt.

Anschließen einer Batterie an eine andere Batterie mit Verpolung

Wenn eine Batterie im ersten Auto falsch an die Batterie in einem anderen Auto angeschlossen wird, um die zweite Batterie durch die erste zu laden, kann sie explodieren und verbrennen oder die Batterie(n) dauerhaft beschädigen. Gängige Batterien wie Blei-Säure können sich aufheizen und interne und externe Teile in der Batterie schmelzen. Das entzündliche Gas Wasserstoff kann das Batteriegehäuse mit Explosion zerreißen.

Im Fall einer falschen Verbindung von Batterien anstelle einer korrekten Reihenschaltung werden sich beide Batterien gegenseitig entgegenwirken, weshalb das Ergebnis eine gleichmäßige Ladung auf beiden sein wird, d. h. sie werden sich gegenseitig schnell entladen.

Es kann auch das Überbrückungskabel und die Isolierung schmelzen, die zwischen den beiden Batterien verbunden sind, da es nicht für eine riesige Menge an elektrischem Strom aufgrund der falschen Verbindung ausgelegt oder bewertet ist.

Sicherheitsvorkehrungen:

• Tragen Sie bitte Sicherheitsbrille und Gummihandschuhe sowie andere Sicherheitsmaßnahmen beim Arbeiten an Batterien und verwandten gefährlichen Geräten.
• Verwenden Sie die richtigen Verdrahtungsfarbcodes gemäß Ihren regionalen Codes für Batterieverbindungen.
• Der Autor haftet nicht für Verluste, Verletzungen oder Schäden, die aus der Anzeige oder Verwendung dieser Informationen oder beim Ausprobieren eines Schaltkreises in falscher Form entstehen. Seien Sie also vorsichtig, denn es geht um Elektrizität und Elektrizität ist zu gefährlich.

Jetzt sind Sie an der Reihe, drücken Sie bitte Ihre Gefühle und Echtzeit-Erfahrungen mit Batterie-Verpolungsverbindungen in irgendeinem Aspekt aus. Wir möchten wirklich Ihre Gedanken zu diesem Thema erfahren.