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災害時停電と計画停電

 別ページで詳しく説明したように、私どもは大災害に伴うやや長期にわたる停電の対策として単一・単三アルカリ乾電池を多数使う予定です。そのように乾電池を多数使用していると、電力が消耗してパソコン電源など大電力用には使えなくなった乾電池が多数発生することになります。

しかし、それらの乾電池も、LED懐中電灯や携帯電話の電源としてはまだ十分使えるのです。そこで、現在手持ちの乾電池の残存電力を測定し、まだ使用可能かどうかをチェックする機器が必要になります。

停電時の電池利用

 乾電池など電池を懐中電灯などの電気機器に入れ、スイッチをONにすると、電池から電気機器に向かって電流が発生します。このとき、電池の端子電圧と電池からの電流の積だけの電力が電池から電気機器に対して供給されます。

電池には内部抵抗があり、電池に負荷を接続して電流をとると電池の端子電圧が下落します。電池の内部抵抗は長時間使用によって電池が消耗するにつれ大きくなるので、結局使い込んだ電池は使用時に端子電圧が大きく下落してパワーが取り出せなくなります。

ニッケル水素充電池 以上から、しばらく使った電池がその後さらに使用可能かどうかを調べるには、電池に負荷を接続して実働状態に近い電流をとった状態での端子電圧を測定する必要があります。

単に電池の端子電圧を測定するというなら、後述のようにいわゆるテスターなどの測定器で簡単に行えますが、実働状態に近い電流をとるには電池をケースに入れて外部に抵抗器を接続するということになり、少々面倒です。

最近、インターネットで、簡易な電池チェッカーが100円ショップで販売されているという記事を目にしました。

さっそく家の近くにある100円ショップに行き、まず一つを購入してきました。5cm角ほどのプラスティックのケースに針式電圧計のようなものが付いていました(上の写真)。

メーターの面を見ると、針が大きく振れる右側には「多」、針の振れが小さい左側には「少」と書かれてありました。どうやら中国製のようです。このように簡単なもので電池のチェックができるだろうかと、少々不安になりました。

単一乾電池のチェック

単一乾電池のチェック  まずは、私どもが災害対策として毎年備蓄しつつある単一アルカリ乾電池をチェックしてみました。

この電池チェッカーは、左図のように先に小さな電極のついた腕部があり、それを広げてチェックする電池の電極に押し当てるようになっています。電極の接触は少々不安定なので、指を添えてしっかりと接触させます。

左の写真の単一乾電池は少し前に購入した未使用のものでしたが、電池チェッカーのメーターの針は「多」というゾーンの中央あたりまで振れました。まずまず、乾電池が使用可能かどうかを見当つける程度の機能はもっているようです。

インターネットで検索すると、この電池チェッカーを購入して使っているという記事がたくさん見つかりました。この電池チェッカーの蓋を開けて内部を調べたという記事がありましたが、それによると中には抵抗器が数本と簡単なアナログ電圧計が入っているそうです。
2オームくらいの抵抗器が乾電池の負荷になるように接続されており、その抵抗器を通る電流を分流してメーターの針を振らせているようです。

乾電池の端子電圧を1.5Vとすると、上記2オームの抵抗器を接続した場合は0.75Aの電流が乾電池から引き出されます。これは、大型高輝度の白熱電球式携帯電灯で使用する場合に相当し、乾電池にとってかなり厳しい利用状態になります。
この電池チェッカーは、そのような重い負荷を接続した場合の電池の端子電圧を測定することで、その電池が利用可能かどうかを判断していることになります。

デジタルマルチメータ

デジタルマルチメータ  昔から、電気機器の技術者やサービスマンの皆さんは、テスターという測定器を利用してきました。これは、針式のアナログ電流計に分圧器、整流器などさまざまな回路を付け加えることで、直流・交流の電圧、電流、対象物の電気抵抗などを測定できるようにしたものです。

最近では、上記のテスターと同じような機能をディジタル方式で実現したコンパクトな測定器が盛んに使われています。その種の測定器をデジタルマルチメータといいます。
左の写真は私が使っているものですが、大変小型軽量で精度も高いので、愛用しています。

このデジタルマルチメータで乾電池の端子電圧を測定できますが、前記のように乾電池に負荷を接続して実働状態に近い電流をとった状態でなければ意味がありません。
100円ショップで販売されている簡易電池チェッカーは、値段が値段だけに少々怪しげなところもありますが、ともかく電池から大きな電流をとった場合の電池の端子電圧を表示できるという点では実用的といえましょう。

この電池チェッカーに単一マンガン乾電池を接続したところ、前記のように電池チェッカーのメーターの針は「多」というゾーンの中央あたりまで振れました。この状態でデジタルマルチメータで乾電池の端子電圧を測定すると、1.45Vでした。

次に、その乾電池を電池チェッカーから外して端子電圧を測定すると、1.6Vでした。新品の乾電池でも、大きな電流をとると端子電圧がかなり下落するのがわかります。

消耗した乾電池の場合

デジタルマルチメータ  別ページ に掲載したように、私は携帯電話機の充電端子に接続することで携帯電話機の内蔵電池に電力を供給する外部電源装置を使っています。
この外部電源は単三ニッケル水素乾電池を2個内蔵したものですが、一度これで携帯電話機の内蔵電池に充電すると単三ニッケル水素乾電池がかなり消耗し、再度の携帯電話機内蔵電池の充電はできなくなります。

この乾電池をまず単体でデジタルマルチメータで端子電圧を測定すると、1.3Vでした。新品のニッケル水素乾電池なら端子電圧は1.6Vほどあるので、だいぶ消耗しているのがわかります。

この消耗した乾電池を電池チェッカーで調べると、メーターの針は、「多」というゾーンとその下の電池残量が充分ではないのを示すゾーンとの境界まで振れました(上の写真)。
この状態でデジタルマルチメータで乾電池の端子電圧を測定すると、0.95Vでした。劣化した乾電池では、大きな電流をとると端子電圧が大幅に下落するのがわかります。

この端子電圧の電池では、携帯電話機内蔵電池の充電など大きな電流を必要とする用途には使用不可能です。しかし、ラジオや小型LED携帯ランプなどそれほどのパワーを必要としない用途にはまだ使える可能性があります。

電池チェッカーの使い方

 私どもは、災害時には乾電池を小型ラジオ、携帯ランプ、携帯電話機内蔵電池の充電、パソコンの外部電源など、さまざまな用途に利用するつもりです。それらに使っているうちに、ある程度消耗した乾電池が多数発生することが考えられます。
それらがまだ使用可能かどうかを見分ける必要がありますが、それにはこの簡易電池チェッカーはかなり有用と思われます。

前記のように、新品未使用の乾電池、ある程度消耗した乾電池などをこの電池チェッカーに装着してそのときのメーターの振れを調べ、同時にテスターやデジタルマルチメータでその状態での乾電池の端子電圧を測定することにより、電池チェッカーのメーターの振れと乾電池の消耗度との関係を知っておくのが大切です。

以上、乾電池について解説しましたが、ニッケル水素充電池についても、上記のようにメーターの振れの「較正」を行えば、この電池チェッカーで消耗度を調べることができると思われます。

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