如何測量普通乾電池的電量?

時間 2021-06-01 03:57:56

1樓:Patrick Zhang

這個問題的回答需要先建立幾個基本概念。

第乙個概念:什麼叫做原電池

關於原電池,可以看我的帖子:

電池的正負極聚集了大量的正負電荷嗎? - Patrick Zhang的回答 - 知乎

電池的正負極聚集了大量的正負電荷嗎?

第二個概念:原電池的定量分析方法和能斯特方程式

從帖子中我們看到,原電池的兩個極板必須浸泡在電解液中。原電池的每乙個極板和電解液之間,實質就是氧化還原反應,而氧化還原反應是伴隨著電子的轉移的。我們把每個電極產生的電壓叫做電極電位,其實就是單個電極的電動勢。

我們把兩個極的電極電位結合起來,就得到原電池輸出的電動勢。

當外電路接通後,隨著時間的推移,電解液的濃度越來越高,電極也被腐蝕,整個原電池的溫度也上公升,於是原電池的輸出電壓也持續下降。等到原電池的輸出電壓降低到某個值後,它輸出的電流已經無法有效地讓外電路負載工作,我們就必須更換電解液,維修電極。

圖1:氧化還原反應表示式

第三個概念:乾電池與原電池的異同,乾電池的內阻r

乾電池雖然沒有電解液,但它的工作原理與原電池是類似的。乾電池用久後,它的內阻會上公升,雖然乾電池的電動勢依然不變,但乾電池輸出的路端電壓會下降。所以,我們只需要測量乾電池的內阻,即可判定此乾電池還能否繼續使用。

一般地,一節新的1號乾電池內阻一般是0.5到1歐左右,它的電動勢是1.5V。

當乾電池用久了,它的內阻會上公升到十幾歐到數十歐,輸出電壓會下降到1V左右,此時乾電池的壽命應當就到期了。

乾電池的製造廠家,對電池的使用壽命,以及它的內阻阻值及變化,有詳細的測試報告,可供參考。

我不知道現在的初中物理實驗課是否有乾電池內阻的測量實驗。如果有,則試驗電路可供參考。

有了上述基礎知識,我們就可以來回答題主的問題了。

在居家情況下,測量裝置和手段很受限。為此,我們需要一台萬用表,以及乙隻20歐的電阻。一般地,找小區的電工就可以借到。準備好這些基本工具後,我們就可以開始測量了。

給個建議:對於居家來說,備用乙隻萬用表還是必要的。乙隻普通數字萬用表不過數十元,但會給我們帶來維修方便。

第一:如果我們僅僅測量乾電池的電壓(電動勢),是不能判定電池的新舊的

為何?乾電池是新的也好,是舊的也好,它的電動勢E變化不大。雖然用久了,電池電動勢會略微下降,但不能用作乾電池壽命的判據。

第二:測量乾電池的電路和方法

我們看下圖:

圖2:測量電路

第一步,把乾電池空置,用萬用表的5V電壓檔測量它正負極間電壓,此測量值就是電池電動勢E

說明:當乾電池空置後,電池內阻因為沒有電流流過,所以它的電壓降Ur=0。萬用表5V電壓檔的測量值就是電源電動勢E。

注意:一定要辨別清楚萬用表的電壓檔後再測量。如果撥到電流檔,電池會輸出較大的電流衝擊萬用表,萬用表可能損壞。

注意到我們把萬用表的紅、黑表棒搭接到電池正、負極後,其實萬用表表頭與乾電池構成了電壓測量電路,也會有很小的電流流過電池內阻r,所以萬用表測得的電壓值其實就是路端電壓U,見圖2。我們用U來代替E,這裡當然存在誤差,但誤差很小,在居家的條件下,我們把誤差忽略不計。

第二步,按圖1搭建電路,用萬用表的100毫安電流檔測量電流I

在進行此測量時,一定要注意萬用表的檔位。如果錯用電壓檔,此時萬用表的內阻很大,則電流很小。雖然不會毀壞萬用表,但無法獲得準確資訊。

第三步,我們就可以計算乾電池內阻了

由圖2,我們寫出電路表示式: ,並由此推得: ,式1

測量和計算後,發現電池的內阻r在1歐上下,這些電池就是新的;如果r在十幾歐到幾十歐,則電池已經用了一段時間了,但還可以用;如果r在100歐以上,則此電池壽命已到,該丟棄了。

如果實在借不到萬用表和電阻,還有乙個簡單的方法,就是利用光電滑鼠來測量。我們把電池置入滑鼠,若滑鼠在電腦介面上不見游標蹤影,則此電池肯定要丟棄。反之,則可以繼續使用。

圖3:光電滑鼠裡的乾電池

用滑鼠測量電池壽命比用電視遙控器測量要好,測量靈敏度更高。

2樓:

只用電壓檔不準確。要配合電流檔。

今天測量了5個電池,電壓都是1.5v以上接近1.6v,但是無線手柄就是啟動不了。

用電流檔測量後發現有3個只有零點幾A的電流,還有2個是3A左右的電流。於是拿那兩個有電流的電池使用,正常。其他電池都沒電了。

又測試了新的充電電池2200mAh的。電壓1.2v左右,電流5A。

以上都是AA電池。

3樓:路痴

如果是充電電池,可以通過真正的放電量測量,獲取其精確的可用容量。市面上有一些針對鎳氫充電電池的智慧型充電器,帶有此類功能,它也可以通過充放電重新啟用過放電的失效充電電池。

如果是一次性乾電池,沒有無損的現存電量測量方法,通常看到的簡易幹電池電量測量儀,都是通過當前電壓與標準電壓的比例,粗略給出電池電量容量百分比。如果是有一批不知新舊的一次性電池,可以通過取樣進行真實放電量測量,獲得它的取樣效能。

4樓:李濤

如果有萬用表的話,乙個簡單的辦法。

把萬用表打到大電流檔,一般般用表都有10A或者20A的大電流檔,用錶筆短接電池正負極,如果電流能夠在3-5s時間內保持在1A以上,說明電池還有相當的電量,用於無限滑鼠、遙控器絕對沒問題。如果無法維持1A以上電流的話,把萬用表打到500MA檔,短接時假如指標轉動速度很快的話,說明也能湊合用很長時間。如果指標轉動速度很慢,說明電池就不太行了。

5樓:

正常情況下,化學電池的反應物決定了該電池的最大電壓。例如:乾電池1.

5v,鉛蓄電池2.1v,鋰電池3.7v。

電量會隨著使用而減少,而電壓不變。但為何測了電壓又發現舊電池的電壓低了呢?原因還是電池反應物的問題,電池放電,反應物發生化學反應,進而影響反應物的成分,從而影響了電壓。

但對於有些電池,隨著放電反應物不會變化,電壓就不會發生變化,而電池內阻會隨著放電而增加,因此測電壓並不準確,應該間接測電池的內阻,將合適大小電阻建議小的串聯在要測的電池上,電壓表測量這個電阻上的電壓,如果電壓接近標稱電壓,則為新電池,反之為舊電阻。

6樓:六八

粗略測量可以測電壓。額定1.5v的電池,1.3以下就可以扔了,1.5左右可以放表裡,遙控器什麼的,1.8左右可以認為還很新,可以跑電動玩具什麼的。

精確測量就持續放電求功率積分。

7樓:csryan

再拋一磚

工作原因,專門測過乙個小廠產的乾電池不斷放電的電壓變化曲線,發現同樣的儀器耗電,電壓曲線下降趨勢並不相同

所以如果你的乾電池小廠生產,又或是高仿的話,測量儀也只是根據電壓測量剩餘電量的話,估計不會準確了

8樓:豬蚤

拋磚引玉。

測量儀基本原理就是根據電池的電壓推測電池的剩餘電量。

電池的放電電流越大,相對來說電壓就會越低。所以按照功率依次向下替換(從手電筒到鬧鐘到遙控器)的行為是正確的。最後上測量儀的時候顯示的是電池的開路電壓,基本算是真實值。

使用前看好電池上的銘牌和測量儀的說明基本靠譜。

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