Batterien gegen Batterien

Die Nennspannung von Alkalibatterien beträgt 1,5 Volt und die Nennspannung von NiMh-Batterien beträgt 1,2 Volt, weshalb viele Leute glauben, dass Batterien in Geräten, die für den Betrieb mit Batterien ausgelegt sind, möglicherweise nicht funktionieren. Ich habe untersucht, wie sich die Spannung an Batterien und Akkus beim Entladen in verschiedenen Modi ändert.



Für den Test wurden gute Lexman-Batterien und Batterien mit Eneloop-Technologie verwendet - Fujitsu AA 2500 mah und IKEA LADDA AAA 900 mAh.





Um die Kapazität und Ladekapazität zu testen, wurden die Batterien und Akkus in drei Modi entladen:



  • Entladung mit Gleichstrom 200 mA. Diese Last ist in elektronischem Spielzeug enthalten;
  • Impulsentladung (10 Sekunden Last, 20 Sekunden Pause) 2500 mA für AA-Batterien und 1000 mA für AAA. Diese Last ist leistungsstarken Geräten inhärent.
  • Entladung im Modus "Konstanter Widerstand" mit einem Anfangsstrom von 1000 mA. Dieser Modus emuliert den Betrieb einer Taschenlampe oder von Geräten mit Elektromotoren.


Die Messungen wurden bei einer Entladung bis zu einer Spannung von 0,7 V durchgeführt.



Entladung mit einem konstanten Strom von 200 mA



Energie geliefert:

AA: Batterie - 2,97 Wh, Batterie - 2,52 Wh;

AAA: Batterie - 1,08 Wh, Batterie - 1,00 Wh;



AA-Batterien liefern 15% mehr Strom und AAA-Batterien 7% mehr.



Obwohl die Anfangsspannung an den Batterien niedriger ist, wird sie nach einer dritten Entladung gleich der Spannung an den Batterien. Wenn die Batterien um 10% entladen sind, fällt die Spannung auf 1,4 V ab, und wenn die Batterien auf 90% entladen werden, fällt sie allmählich auf 1 V ab. Batterien verhalten sich anders. Bei den ersten 30% der Entladung fällt die Spannung allmählich von 1,4 auf 1,2 V ab und bleibt dann nahezu unverändert, bis die Batterie zu 90% entladen ist. In den letzten 10% des Batteriebetriebs beginnt die Spannung auf 1 V und darunter abzufallen.



Entladung im Modus "Konstanter Widerstand" mit einem Anfangsstrom von 1000 mA





Energie geliefert:



AA: Batterie - 3,02 Wh, Batterie - 1,55 Wh;

AAA: Batterie - 1,08 Wh, Batterie - 0,59 Wh;



Unter schwerer Last liefern AA-Batterien 49% mehr Leistung und AAA-Batterien 45% mehr.



Bei einer solchen Last fällt die Spannung an den Batterien nach 1% der Entladung unter die Spannung an den Batterien!



Entladung durch Impulse von 2500 mA (10 Sekunden Last, 20 Sekunden Pause)







Die angegebene Energie: Batterie - 2,61 Wh, Batterie - 0,82 Wh;



Bei besonders hoher Last wird der Unterschied zwischen Batterien und Akkus noch größer: Die Batterie liefert mehr als dreimal mehr Energie.



Die Grafik zeigt deutlich, dass die Spannung unter Last der Batterie ab der ersten Sekunde der Entladung höher ist.



Die Batterie kann einer viel größeren Last standhalten, so dass der Spannungsunterschied beim Anlegen und Entfernen der Last nicht groß ist (ca. 0,1 V) und in der Batterie 0,5 V erreicht.



Entladung mit 1000 mA-Impulsen (10 Sekunden Last, 20 Sekunden Pause)





Gelieferte Energie: Batterie - 0,94 Wh, Batterie - 0,50 Wh;



Genau das gleiche Bild beim Entladen von AAA-Batterien mit ultrahohem Strom.

Die Batterie liefert fast doppelt so viel Energie und die Spannung ist während der gesamten Entladung höher.



Aus meinen Experimenten können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:



  • Batterien bieten in allen Modi Vorteile, aber ein besonders großer Unterschied wird beobachtet, wenn eine leistungsstarke und superstarke Last gespeist wird - die Batterie kann drei- oder mehrmal mehr Energie liefern.
  • Trotz der Tatsache, dass die Nennspannung der Batterien geringer ist (1,2 V und die Batterien 1,5 V), wird sie während des Entladevorgangs tatsächlich höher als die der Batterien (von Anfang an mit einer großen Last und nach etwa einem Drittel der Entladung mit einer kleinen).
  • Es ist nicht sehr ratsam, Batterien in Geräten mit sehr geringem Verbrauch (Uhren, Fernbedienungen) zu verwenden, bei denen die Batterien seltener als einmal im Jahr gewechselt werden.
  • Bei Geräten, bei denen die Batterien häufiger als einmal im Jahr "leer" sind, spart die Verwendung von wiederaufladbaren Batterien nicht nur Einsparungen, sondern schont auch die Umwelt, sondern bietet auch längere Arbeitszeiten ohne Aufladen (Batteriewechsel).


© 2020, Alexey Nadezhin



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