バッテリーからの電力出力を測定する方法

バッテリーは、回路に接続されているときに電力を出力します。 回路に接続されていないバッテリーは電流を供給しないため、電力を出力しません。 ただし、バッテリーを回路に接続すると、回路の負荷の両端の電圧降下を測定することで出力を決定できます。 電力を電圧、電流、抵抗に関連付ける方程式に精通している場合は、これらの概念間を簡単にナビゲートできます。

電力は電流と電圧の積です。 したがって、バッテリーの出力を計算するには、回路のこれら2つの側面を測定する必要があります。 電流は単位時間あたりの電荷の流れですが、電圧は電位エネルギーを表します。 電流と電圧の単位は、それぞれアンペアとボルトです。 さらに、電圧は電流と抵抗の積です。 抵抗は、電流の流れに対する反対の測定値です。 電位または電圧にさらされた物体は、特徴的な抵抗を示します。 抵抗はオームで測定されます。 電力、電圧、電流、および抵抗の相互に関連する性質のため、他の2つの量しか知らなくても、電力を決定できます。 たとえば、電力は、電流の2乗に抵抗を掛けたもの、または電圧の2乗を抵抗で割ったものに等しくなります。

バッテリーの出力を測定するには、負荷抵抗とも呼ばれる外部抵抗に接続されているときに測定する必要があります。 それ以外の場合、バッテリーは機能しないため、出力電力を供給しません。 負荷抵抗により、測定可能な電圧降下が発生します。 負荷の抵抗がわかっている場合は、電流を決定できます。 マルチメータを使用して、負荷の両端の電圧降下をテストします。 マルチメータのダイヤルを回して、DC電圧を監視します。 次に、メーターの2本のリード線を負荷の両側に配置します。 極性は関係ありません。 この電圧を負荷の抵抗で割って電流を求めます。 電流と電圧の両方が得られたら、それらを乗算して電力出力を取得します。 バッテリーの出力は、バッテリーが電力を供給している回路によって異なることに気付くでしょう。 これは、負荷の抵抗によって電流が変化するためです。

バッテリーの電圧は、回路に印加されているかどうかによって異なります。 バッテリーの詳細な説明には、多くの場合、閉回路構成と開回路構成の両方の電圧の数値が含まれます。 バッテリーの閉回路電圧は、端子電圧とも呼ばれます。 さらに、これらの電圧は、該当する場合、バッテリーの充電状態と充電電流の両方に基づいて変化する可能性があります。 これは、バッテリーが回路に接続されているときにバッテリーの電圧を測定する必要があるもう1つの理由です。

バッテリーは、回路内の抵抗に加えて内部抵抗を示します。 この内部抵抗が増加すると、一部の電力が内部で消費されるため、バッテリーの電力出力が減少します。 これが発生すると、バッテリーの端子電圧が低下します。 バッテリーの内部抵抗が高くなりすぎると、バッテリーは負荷に電流を流すのに十分な電位を供給できなくなります。

バッテリーには、容量と出力に関して、印刷された評価がいくつかあります。 バッテリーの総静電ポテンシャルはボルトで表されます。 これはバッテリーの最も顕著な特徴の1つであり、バッテリーの出力電力に大きな影響を及ぼします。一般に、定格電圧が高いほど、出力電力は大きくなります。 また、バッテリー容量はアンペア時で示されます。 これは、バッテリーが特定の時間数で出力するアンペア数の表現です。 たとえば、140アンペア時のバッテリーは、充電が必要になる前に20時間7アンペアの電流を出力できます。