単三電池が短時間に供給できる最大電流を計算する方法は？

単三電池（フル充電）が短時間（1秒と言う）に供給できる最大電流を測定したい

私はマルチメーターでこれを行うことを心に留めています：

• 最高値で、アンプを測定するマルチメーターをセットアップします。現在のマルチメーターの定格入力は10Aです（最大30秒）
• バッテリーのマイナス側にマイナスプローブを差し込みます
• プラスプローブをバッテリーのプラス側に差し込みます（1〜2秒）
• デバイスの値を読み取る

通常、特定の負荷の電流を測定する必要がある場合、マルチメータは回路内で直列に配線されます。ここから、マルチメータをバッテリに直接接続することを（私の知る限り）決定した負荷は、ほとんど（ほとんど）ありません。

これにより、短絡が発生します。理論的には、電流は信じられないほど高くなければなりません（抵抗がほぼゼロであるため）が、単三電池には内部抵抗（IR）があるため、（幸いなことに）制限されます。

これはいいアイデアですか？または、デバイスを殺すか、測定に望ましい効果を与えませんか？

注：私は単三電池のみを使用してこれを行うことを念頭に置いており、たとえば、主電源のAC電流でこれを行うと、非常に危険（220V AC短絡）になり、デバイスを直ちに破壊します。

現在の電池が供給することができ、異なるユニットであるI平均アンペアないアンペア時（AH）を。

警告：「自宅でこれを試す」場合、重大な危険が発生する可能性がわずかにあることに注意してください-以下を参照してください。

あなたが提案するのは、実行可能で有用で潜在的に危険な方法です。
私はあなたがこれを行うことで自分自身を傷つけることは非常にありそうにないと思いますが、可能性が存在することに注意する必要があります。

単一のアルカリまたはNiMhセル以外ではこれを行いません。AAを超えるサイズのセルには非常に注意します。LiFePO4セルのLiIonまたはLiPoでこれを試すことは考えません。これらはすべて、より高い端子電圧、高い電位放電率、および既知の傾向（LiFePO4を除く）が「火炎」である。

私は、長年にわたって部分的に使用されたアルカリ電池をテストする方法を使用して、成功を収めてきました。問題は一度もありませんでしたが、これは他の誰もが幸運になるという意味ではありません。最後のコメントは何がおかしいのかということです。

アルカリ単3形1.5Vバッテリーの「良さ」を判断するには、2つのことを行います。

• セルの開回路電位を測定します。これは非常に安全で損傷のない方法です。貯蔵寿命の多くを使い果たしていない未使用のアルカリ電池は、1.6Vを超える可能性があります-通常は1.65Vです。これは、より安価な炭素亜鉛/ルクランシュ/ヘビーデューティーセルよりも高く、セルが実際にアルカリ電池であり、本質的に新品であると判断する信頼できる方法です。1.6Vを超えるセルは、以下で説明するように、電流放電によって「テスト」する必要はありません（ただし、必要に応じて可能です）。

• マルチメーターの10アンペアの範囲を使用して、約1秒間のセル短絡電流を測定します。メーターの内部抵抗、リード抵抗、プラグイン接続抵抗、およびバッテリーとの接触抵抗はすべてこのテストで潜在的に重要な抵抗であるため、結果はメーター間で、プローブがどの程度接触するか、どのようにリードプラグが接触するかによって多少異なりますメーターソケットに接触します。これらの潜在的な違いにもかかわらず（しゃれ書き）、テストは有用であり、合理的に再現可能です。

情報のみ： このテストを行う最も一般的な理由は、セルのバッチ内のどのセルが未使用であり、どのセルが高出力カメラフラッシュでの使用に適しているかを判断することです。関係するフラッシュは重い負荷を示します。容量はおそらく約100フラッシュです（撮影環境によって異なりますが、撮影環境によって異なります）暗い大きな部屋へのフラッシュは満充電になりますが、明るい色の被写体を近距離で撮影する場合は、蓄積エネルギーのごく一部しか使用されません。バッテリーを使い果たすために繰り返し使用すると、フラッシュから取り外されたときに、バッテリーが熱くなりすぎて処理できません。バッテリーが全負荷で供給する平均電力は、おそらく50〜100ワットです。これを供給するために、バッテリーは良好な状態である必要があります。

短絡テストは通常​​、高品質の新しいセルに対して5〜10アンペアの結果を返し、約1秒のテスト期間中に電流がわずかに低下します。

使用済みセルの結果はかなり異なります。3〜5アンペアの範囲にあるものはすべて、セルがフラッシュの使用に役立ちやすいことを意味します。数アンペアの結果は、バッテリーが時計や電子スケールなどの低ドレイン機器にまだ有用であることを意味します。それよりも少ないセルはおそらく廃棄するのが最善です。

上記のテストはAAアルカリセルに使用されますが、NimH AAセルにも使用できますが、リスクが高くなります。NimHセルは、完全に充電されたときに高い放電率を実現できる場合がありますが、このテストに存在する抵抗は通常、電流をほぼ同じ値に制限します。完全に充電された2000 mAh Eneloop AAセル（パナソニックの中国製バージョン）でこれを試しました。これは約7アンペアでピークに達しました。Eneloopセルは、市場をリードする高品質のAA NimHセルよりも容量は低くなりますが、指定された放電レベルでの保存寿命が非常に長く、端子電圧が高くなります。高容量の「通常の」AA NimHセルでも同様の結果が得られると期待しています。

いくつかの場合、ズボンのポケットに多数の充電された単三電池を運ぶのに十分な愚かさを持ち、そのような3つの場合は、ポケットにさまざまなコイン、鍵などで安定した回路を形成するのに十分なほど不運でした。ポケットの温度はほぼ瞬時に痛みのレベルをはるかに超えて上昇し、火傷は明確な可能性でした。ポケットの中身は、毎回わいせつな速さで流さなければなりませんでした。機械的損傷の兆候を示すセルはありませんが、そのような悪用の下で何らかの形で「爆発」した場合、私は苦痛を感じるでしょうが、驚くことはありません。

10Aに設定されたメーターは、単一のAA NimHセルを短期間短絡しても損傷する可能性は低いです。複数のセルが直列に接続されているか、AAよりも大きい場合、セルの切断またはメーター内部の大火または切断が発生する可能性があります。一部のメーターは10Aレンジで融着されていますが、多くはそうではありません（私が見た中で最も安価なものはそうではありません）。拡張10A範囲の過電流を使用すると、数ミリ秒後に10Aシャントとメーター自体が破壊される可能性があります。

バッテリーのハードショートは、実際に消費されるエネルギーと比較して不均衡な容量低下を引き起こし、二次電池の長期的な永久劣化を引き起こす可能性があります。私はこれがYMMVであることに気付いていません。

上記のEneloopセルを7Aで合計約5秒間短絡した後、最大容量に戻すには約40 mAhの充電が必要でした。エネルギーアウト= = 1V（x 7A x5秒= 35ジュール）復元エネルギー~~ = 1.4V x 40 mAh〜= 200ジュール。このテストサンプル（1項目）は小さすぎて制御できないため、適切な結論を出すことはできませんが、興味深いものです。

最悪の場合、完全に短絡すると、セルは内部で約10ワットを消費する可能性があり、通常はそれ未満です。おそらく10から20秒間の高放電下でのNimHセルの非公式の不注意なポケットテストは、自己解体せずにこれを許容することを示しています（少なくとも、私が経験した小さなサンプルの場合）。セルが熱くなりすぎて処理できないようになっていることは、それが過度の放電と高温に「十分に」耐えることを示唆しています。

したがって、上記のような単三アルカリまたはNimHセルの短絡テストは、物理的に危険だとは思わないでしょう。しかし、それが実現したとしても、私はまったく驚かないでしょう。

電流が高すぎると、マルチメーターのヒューズが切れたり、バッテリーが切れたりします。

ウィキペディアによると、Energiserの単三電池は室温で約0.15Rの内部抵抗を持っています。これにより、約10Aの電流が流れます。ただし、マルチメータの内部抵抗が影響を及ぼし、電流が減少する可能性があります。

代わりに、高電力定格の非常に小さな抵抗、例えば0.01Rを購入し、それをバッテリーにかけます。次に、抵抗の両端の電圧を測定し、オームの法則を使用して電流を計算します。この方法では、マルチメータを保護し、マルチメータのシャント抵抗は効果がありません。

注意

上記の答えは、アルカリ単三電池を想定しています。Spehroが言うように、他のタイプは危険です。

確かにマルチメーターを殺すことはありませんが、電圧は非常に急速に低下するため（それに伴う電流も）、あまり測定できなくなります。このようなセットアップの1秒は、実際には短い時間ではありません。可能なセットアップの1つは、直列のトリムポットまたはポテンショメーターでテストし、時間の経過とともに電圧を記録してから、結果を分析することです。しかし、それは多くの作業になります。最大値（たとえば500R）のポットから始めて、放電曲線を記録する必要があります。次に、バッテリーを1秒より早く放電する値に達するまで、新しいバッテリーを使用して、毎回徐々に減らして繰り返します。この場合、マルチメータを使用して、電流ではなく電圧を測定することに注意してください。

しかし、通常、バッテリー製造業者はすでにあなたのためにそのような仕事をしました。使用したい特定のバッテリーのデータシートを見つけることができれば、おそらくこの情報があります。

これは、特に高電流容量のセル（例：NiCd）である場合は特に危険です。私の経験では、アルカリ電池と亜鉛炭素電池を短時間使用することは危険ではありませんが、安全メガネを着用し、不燃性のものに電池を入れることをお勧めします。NiCdセル（良性の9Vバッテリーでさえ）は、短絡および保護されていないリチウムセルが火災を起こすと激しく爆発することが知られています。NiCdセルからの短絡電流は、メーターの10A定格を大きく超える可能性があるため、メーターまたはテストリードが損傷する可能性があります。

通常の操作にはあまり役立ちません。10A（おそらく100mV）を読み取るときにメーターの電圧を調べて、内部抵抗の推定値を得ることができますが、電気化学効果（「分極」）があります。 ）これにより、短絡電流がピークから急速に低下します。セルが放電すると内部抵抗が上昇するため、短いパルスで電流を引き込んでいる場合、セルの寿命中に何が起こるかについて良いアイデアを提供することはできません。

最大保護電流（たとえば、保護回路の遮断電流）を把握することが目的の場合は、役に立つ練習になるでしょう。

安全かつ正確に測定するための方法1. 近くバッテリから短絡電流が、あなたはパルス負荷を設定する必要があります。このような負荷は、2N3055などのNPNパワートランジスタのベースを駆動する低デューティサイクル、たとえば毎秒10 msパルスの発振器で構成できます。バッテリー+ veからトランジスタコレクターに1Ω1Wの抵抗を接続します。エミッターとバッテリー-veは、発振器のグランドに接続されています。オシロスコープを使用して、抵抗の両端の電圧パルスを測定します。10Vパルスは、バッテリーが10Aの電流パルスを供給していることを意味します。この方法は、近短絡を使用して測定することに注意してください。真の短絡にはるかに近づくことは困難です。

方法2。この方法では、電流を流さずにバッテリーの内部抵抗を測定します。1000uFコンデンサー（電解タイプ、極性に注意してください！）、バッテリー、50オームの抵抗器、および発振器を直列に接続します。オシロスコープを使用して、バッテリーと50オームのピーク間電圧を測定します。それらの比率は、バッテリーが短絡する場合の初期電流の唯一の制限であると予想されるバッテリー内部抵抗を与えます。

テストプローブは抵抗の大きな原因となり、最終的な設計でセルコンタクトへのテストプローブの手圧も使用しない限り、出力の正確な測定値は得られません。

マルチメーターに接続できるバナナプラグを備えたテストバッテリーホルダーの構築を検討してください。機械的接触が良好なバッテリーホルダーを探します。これにより、接触抵抗が減少し、バッテリーからより多くの電力が得られます。このような高電流アプリケーションでは、電力損失の大きな原因になります。

ただし、バッテリーホルダー（少なくとも一般的なもの）でさえ、1Aを超える電流には対応していません。懐中電灯ビルダーやラジオ制御モデル愛好家などのグループがこの問題に遭遇し、私が見たいくつかの提案のうち、銅の編組を使用してバネの接点に向かい、より重いゲージのワイヤーを銅の編組にはんだ付けすることが最善のようです。これにより、バッテリーへの高電流、低抵抗の接触が得られ、バッテリーから可能な限り多くの電流を得ることができます。