較真:一節(jié)干電池的電流到底是多少?
發(fā)布時(shí)間:2017-11-16 來源:John Dunn 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】堿性電池已經(jīng)成為我們?nèi)粘I钪欣硭?dāng)然的存在。但是,你有沒有像本文作者一樣琢磨過這樣一個(gè)問題:一節(jié)堿性電池到底能用多久?本文作者用自制的電池測量夾具,測量出鬧鐘的秒針走動(dòng)時(shí)5號(hào)電池消耗的電流,推斷1號(hào)電池的使用壽命為。。。
最近我一直在琢磨一個(gè)問題,堿性電池到底能使用多長時(shí)間?當(dāng)然,我說的“電池”實(shí)際上只是一節(jié)干電池。如果電池只輸出很小的電流,其使用壽命可否比較長久,比如超過一年?這樣可真是名副其實(shí)的“老電池”啦。
于是我找到一號(hào)電池(D型)的參數(shù)表,但沒看到我想要的參數(shù)。公布的數(shù)據(jù)只是說其使用壽命高達(dá)數(shù)百小時(shí)。而我期望以年為單位的使用壽命,而非以周為單位。
圖1:公開的電池使用壽命數(shù)據(jù)。
我突然想到,我臥室里的鬧鐘用的就是五號(hào)(AA型)堿性電池,使用已超過一年,每天早上定時(shí)鬧醒我。我想如果能測量出鬧鐘從AA電池中吸取多少電流,就可以推斷出由一號(hào)電池供電的設(shè)備的電流消耗量。為此我專門做了一個(gè)小測試夾具。
圖2:電流測量測試夾具。
測試夾具的設(shè)計(jì)布局示意圖如下。
圖3:測試夾具的具體示意圖。
我是這樣將夾具插入到鬧鐘電池腔中的:
圖4:測試夾具安裝。
測量結(jié)果如下:
圖5:用數(shù)字萬用表測量鬧鐘消耗的電流。
隨著鬧鐘秒針的走動(dòng),數(shù)字萬用表的電流讀數(shù)也跟著變化,但基本上是在100μA上下浮動(dòng)。然而,這個(gè)測量方法遇到一個(gè)小小的復(fù)雜問題。
請(qǐng)看鬧鐘內(nèi)部的電池布局設(shè)計(jì)(見下圖)。它包含不只是一節(jié)AA電池,而是兩節(jié),并且是并聯(lián)的,這是大學(xué)教科書里警告我們絕對(duì)不能犯的錯(cuò)誤。而這個(gè)鬧鐘的電池設(shè)計(jì)確實(shí)如此,也許其中有我們還不明白的道理。
圖6:鬧鐘電池并聯(lián)的實(shí)圖。
上次換新電池時(shí),我在鬧鐘表殼上貼了日期標(biāo)簽。那個(gè)日期是十三個(gè)月之前,電池已經(jīng)用了一年多一點(diǎn)。我覺得還過得去。即便只安裝一節(jié)AA電池,鬧鐘仍然可以正常工作。因此,我取下一節(jié)電池,裝上測試夾具,再來測試鬧鐘消耗的電流。 從原理上推測,在負(fù)載均衡的情況下,每個(gè)電池的電流應(yīng)該只是萬用表讀數(shù)的一半,即僅為50μA。從這個(gè)數(shù)字我就可以估算出一個(gè)一號(hào)電池供電的設(shè)備所消耗的電流有多少。
圖7:一號(hào)與五號(hào)電池的電流比較。
我測試了由堿性電池供電的設(shè)備,從數(shù)據(jù)參數(shù)表可以看出,一號(hào)電池供電設(shè)備的毫安-小時(shí)容量相當(dāng)于五號(hào)電池供電設(shè)備的七倍。因此,我可以比較有把握地推斷出,只要一號(hào)電池供電設(shè)備消耗的電流不超過7 x 50μ(A350μA),其電池使用壽命應(yīng)該可以超過一年。
當(dāng)然,這是基于多個(gè)不確定的假設(shè)而得出的結(jié)論,未必準(zhǔn)確。即便如此,也比盲目猜測要好。
本文轉(zhuǎn)載自電子技術(shù)設(shè)計(jì)。
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