De spanning voor het Hall-Héroult-proces is ongemakkelijk laag (en de stroom te hoog) voor een efficiënte parallelle werking, dus gebruiken ze een hele reeks cellen in serie.

Van deze bron ("Studies on the Hall-Heroult Aluminium Electrowinning Process"):

De optimale stroomdichtheid is ongeveer 1 A cm-2 met een totale celstroom van 150-300 kA en een celspanning van -4,0 tot -4,5 V. Een typisch celhuis zal ongeveer 200 cellen bevatten die in serie op twee lijnen zijn gerangschikt .

Dus de spanning op een bepaalde cel ten opzichte van de aarde kan behoorlijk hoog zijn, en de spanning over een cel als deze opengaat, zal bijna 1 kV zijn. Zulke stromen zullen metaal gemakkelijk verdampen, zodat ze een zeer lange boog kunnen aanhouden als het relatief langzaam opengaat en geen uitblaasmechanisme heeft (gelijkstroom is erger dan wisselstroom).

Om het efficiëntieprobleem te begrijpen, overweeg dan een eenvoudige dubbelfasige gelijkrichter gemaakt met 6 siliciumgelijkrichters. Het zal een daling van (zeg) 2V hebben bij volledige stroom, dus het verlies is de uitgangsstroom x 2V. Bij 150kA is dat 300kW verloren. Als u 200 cellen parallel gebruikt, zou u 60 MW verspillen. Zelfs tegen de goedkope elektriciteitsprijzen die de smelterijen betalen, zal dat oplopen tot misschien wel 25-50 miljoen dollar per jaar. In serie is het verlies 'slechts' 300kW. De kapitaalkosten zijn ook veel lager om 150 kA bij 800 V te maken versus 30 mA bij 4,5 V omdat er veel meer gelijkrichters en warmteafvoer nodig zouden zijn.

De geleiderlus die de stroom van 10 kA voert, heeft een inductantie die niet gelijk is aan nul.Dat betekent dat er een grote hoeveelheid energie in die lus wordt opgeslagen als \ $ \ frac {1} {2} LI ^ 2 \ $.

Als er een onderbreking is in het circuit, zal de inductantie de spanning bij de onderbreking verhogen om de stroom te laten vloeien, terwijl er nog energie is opgeslagen om deze aan te drijven.Dit is voldoende om een boog in stand te houden, en als de boog lang genoeg wordt, is er een hoge spanning nodig om een persoon te elektrocuteren.

Een meer alledaags voorbeeld van een gevaarlijke bron met lage spanning en hoge stroom is een eenvoudige auto-accu.Waarom?Hoewel de spanning (12V geven of nemen) niet voldoende is om u onder normale omstandigheden te elektrocuteren of zelfs een aanzienlijke schok te geven, zijn de mogelijke foutstromen hoog genoeg om aanzienlijke verhitting van elk metalen voorwerp dat bij de fout betrokken is, te veroorzaken, wat leidt tot ernstige brandwonden.

Zoals Sphero opmerkt: 10kA is te onhandig om te hanteren (stel je voor hoe groot de rails die je nodig hebt!), dus praktische Hall-Heroult-apps verbinden een aantal cellen in serie.Dit betekent dat gevaarlijke spanningen aanwezig zijn over de celserie als geheel (en naar aarde!), Zelfs als elke cel maar op een paar volt werkt.Zie dit als het verschil tussen een RC LiPo en het Li-Ion-pack in een Tesla - beide kunnen gevaarlijke foutstromen uitstoten, maar de laatste kunnen u ook choqueren.