電池駆動時間の計算式

質問

電気の素人で申し訳御座いませんが、9Vの電池で3.4V、20mAのLEDを駆動した場合、電池は何時間持つかはどう計算しますか？教えて下さい。

回答No.4

blackdragon · ベストアンサー

LEDでの電圧降下が3.4Vだとすると、
(4.5-3.4)/0.02 = 55Ω
になりますね。

ただし、新しい電池は、1.6V程度ありますから、流し過ぎがLEDによくないとすると、
(4.8-3.4)/0.02 = 70Ω
程度にした方がいいかもしれません。

電池を直列につないだ場合は、電圧が上がりますが、容量(mAh)は、１本のときとかわりません。
従って、単３電池が2000mAhだとすると、３本直列で4.5Vにしても、2000mAhであり、100時間しか持ちません。

どうしても単３電池にこだわるなら、３本直列にしたのを３列の並列につながなくてはならなくなり、逆に邪魔ですね。

#3の図を見ると、単２電池で、400時間ですが、最後は0.9Vまで絞り出してということですから、ある程度の明るさを保ちたいなら、やはり単１アルカリ電池をお勧めします。
（ただし、休憩を挟みながら使う場合は、図よりも長持ちしますから、単２でもなんとかなるかも知れませんが。）

お礼

＞新しい電池は、1.6V程度ありますから、流し過ぎがLEDによくないとすると

なるほど、おっしゃる通り70Ω付近の抵抗にします。
電池のほうはどうしても時間を優先したいので、おすすめの単1形3本で本体の寸法を合わせます。

ありがとうございました。

回答No.5

sego

＃３です
乾電池は新品で１．６Ｖありますが、メーカやＪＩＳ規格で乾電池が切れたときの電圧は０．９Ｖ（終止電圧）です。乾電池の容量をフルで使うには０．９Ｖでも動作しなければなりません。３本ですと０．９Ｖｘ３で２．７Ｖです。ちなみにＬＥＤの色を聞いていませんが？白と青は構造上順方向降下電圧は３．４～３．６Ｖもあります。この電圧を下回りますと２０ｍＡは到底ながれません。しかも新品電池の時の保護用抵抗がさらに災いして５ｍＡ前後で蛍の光状態でおおよそ１０００時間以上平気で点灯します。赤、オレンジ、緑などは多少見込みがあります。赤などは順方向降下電圧が１．ｘｘ程度と低電圧物もありますので。

白色で最初から最後までの輝度にこだわりたいのなら
ＤＣ／ＤＣコンバータの使用をお薦めします。
▼SU-CR499 これに電池２個で駆動すると終始電圧まで使えます。定電流型なので赤でも白でも青でもＯＫ

参考URL：

http://www.audio-q.com/power.htm

お礼

お礼が遅れてすみませんでした。
メールの調子が悪くて、返事が来なかったと思いました。
LEDは白です、DC/DCコンバータはいいですが、採算が合わないので、単1電池3本使用することにしました、ありがとうございました。

回答No.3

sego

たとえば白色ＬＥＤなら電池４本（６Ｖ）で、電源制限抵抗７５Ω（寿命短め）～１２５Ω（寿命長め）の抵抗をつけて
単３形（金パナ）で１００時間
単２形（金パナ）で４００時間
単１型（金パナ）で９００時間

です。

ＣＲＤ（定電流ダイオード）を使うと明るさが最後と終わりで安定しますが
電圧差が３Ｖ以上無いと安定化しませんので６Ｖ電源で白色ＬＥＤを使う場合は抵抗が安定しています。
ブルーと白色はＬＥＤが３．６Ｖ降下させるので残りが２．４ＶしかなくＣＲＤは使えません。
赤などで２Ｖ以下の降下なら（１．２５ＶタイプのＶｆがある）使えます。また赤黄色系なら電池は２本で抵抗と組み合わせて上記時間持ちます。

▼乾電池の容量（アルカリ：パナソニック）
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/AAC4000/AAC4000PJ2.pdf
▼ＬＥＤ　ＣＲＤ（定電流ダイオード）

参考URL：

http://www.audio-q.com/

お礼

アドバイスありがとうございます。
非常に参考になります。
LEDの輝度もこだわりたいので、4.5Vで20ｍAを流したい。この場合は56Ω抵抗でいいですか？
電池は単3アルカリを3本使用、これで300時間持ちますか？

回答No.2

blackdragon

使用回数が多くないなら、単１型のアルカリマンガン電池を３本直列にして、4.5V、電流制限の抵抗を入れるのがいいのではないかと思います。（２本でも光るかもしれませんが）

（アルカリマンガン電池の電流容量は、分かりませんでしたが、ニッケル水素電池とたいして変わらないと仮定すると、単1型では、8000～9000mAh程度ありそうです。そうすると、400時間以上ということになりますから、かなり余裕で達成できそうです。）

お礼

ありがとうございます。
ただ単1は大きいので、できるだけ使いたくないが、単3アルカリですと2000mAhですよね、これを3本使えば理論上300時間使えるですか？

回答No.1

blackdragon

連続使用か数時間ずつ分けて使用かでも大きく違いますし、電池の種類によっても違いますが…。

まず、電池とLEDの規格が違いますので、抵抗などで、電流を制限することになると思います。が、その場合も、20mA流れるのはやむを得ないでしょう。

例えば、006P型（通常の四角い9V電池）の、マンガン電池の場合、容量は約300mAH（mA×時間）と仮定して、
300/20=15時間となります。

同じ形のアルカリマンガン電池の場合、約500mAHと仮定すると、
500/20=25時間となります。

お礼

ご回答ありがとうございます。
意外と短いですね・・・

逆に、LEDはこのままで、使用時間は8時間間隔で240時間以上持つ方法はありますか？(DC)やはり無理ですよね！