9V電池の電圧と電流をテスターで測定してみました。
無負荷と負荷時の条件で確認して、9V電池の内部抵抗まで計算しています。
ダイソーの100均とエボルタの測定結果を紹介します。
9V電池の電圧と電流を測定してみた
9V電池の電圧と電流を測定してみました。
+と-の端子にテスターを接続していきます。
基本ダイソーの100均の電池で測定しましたが、エボルタでも確認しています。
9V電池の電圧
新品のエボルタとダイソーの電圧値は、ほとんど同じ結果になりました。
「9V電池」ですが電圧値は9Vより若干高めとなっています。
- 9V電池_エボルタ…9.67V
- 9V電池_ダイソー…9.68V
パナソニック製エボルタの9V電池の電圧値は9.67Vでした。
テスターを電池の±の端子に直接接続した、無負荷の測定です。
またダイソー100均の9V電池の電圧値は9.68Vとなりました。
下記記事でも紹介していますが、単3電池でも新品は高めの電圧が測定できます。
単3電池の場合は公称電圧の1.5Vよりも高い、1.60Vを確認できています。
9V電池の電流
電流値に関しては、9V電池の負荷次第で変わってきます。
抵抗を付けて測定しましたが、数ｍAから数百mAまで流れることを確認しました。
下記が1kΩ接続して、テスターで電流測定した写真です。9.5mA流れています。
９V電池の電圧÷抵抗 = 約9V÷1kΩ ≒ 9mAになるので大体計算通りとなります。
また下記は50Ω接続して測定した写真です。174.5mA流しています
(放熱対策で抵抗は200Ωを4個並列で接続して50Ωにしています。)
９V電池の電圧÷抵抗 = 約9V÷50Ω ≒ 180mAのため若干低い結果となります。
9V電池のコネクタ
電流測定をする上で、端子とテスターを接続するために9V電池用コネクタを使いました。
9V電池(006P用)のバッテリースナップとも呼ばれます。
工作用で1個100円程度で購入することが可能です。
コネクタとワニ口クリップ使うことで、電池と抵抗の間にテスター接続が出来ます。
電流測定の際にはテスターを直列に接続する必要があります。
9V電池の電流制限
9V電池として数百mA以上の大きな電流を流せますが、現実的ではありません。
理由として、9V電池内部での電圧降下が発生して9Vを維持できないためです。
9V電池の中には仕様で電流制限の値が記載されているものがあります。
2台のテスターを用意して、9V電池の電圧・電流測定を一緒に実施します。
9V電池に1kΩ接続した(約9mAを流す)条件では9.47Vでした。
一番最初に紹介した無負荷の9.68Vより電圧値が落ちていることが分かります。
9V電池に50Ω接続した(約180mAを流す)条件です。
9V電池の電圧値は8.64Vとなり、公称電圧の9V以下となりました。
無負荷と比べて、9V電池の電流を増やすと電圧降下も大きくなります。
新品状態でも9Vを維持するためには100mA程度が限界のようです。
９Vを下回ると直ぐに機器が使えなくなるわけではありませんが注意が必要です。
- 無負荷…9.68V
- 1kΩ接続(約9mA)…9.47V
- 50Ω接続(約180mA)…8.64V
今回の9V電池の電圧降下の様子を動画でも紹介しています。
是非一緒にご覧ください。
9V電池の電圧降下と内部抵抗
9V電池を無負荷と負荷状態で電圧値を測定しましたので、内部抵抗も計算しました。
負荷状態は50Ω接続時の測定値を使用して、内部抵抗は5.95Ωでした。
下記記事で条件は違いますが、ダイソーの単3電池の内部抵抗も計算しています。
正確な比較にはなりませんが、単3電池の内部抵抗は0.398Ωでした。
9V電池の内部抵抗は非常に大きいことが分かります。
内部構造的に1.5Vを6個繋げた形になりますので、内部抵抗も大きくなる傾向です。
無負荷を9V電池の起電力とします
内部抵抗の計算過程を説明します。
無負荷の電圧は9.68Vでした。この値を電池の起電力(E)とします。
負荷時の9V電池の電圧
9V電池に50Ω抵抗接続時の電圧は8.64Vでした。
50Ω抵抗に流れる電流を計算すると173mAとなります。
(あくまで計算なので、テスターの測定値とは若干ずれていますが無視します)
9V電池の内部抵抗を計算
内部抵抗を含んだ、乾電池の計算式は「E-rI=RI」です。
そのため「9.68V - r ×0.173A = 50Ω × 0.173A」となります。
結果、乾電池の内部抵抗 r=5.95Ω となりました。
仮に電流を100mA(0.1A)流すとなると、電池内部で0.595V落ちる形になります。
※9.68V-5.95Ω×0.1A=9.08V
無負荷の9.68Vから9.08Vとなり、新品状態で9Vを維持できる試算です。
まとめ
今回は9V電池の電圧と電流に関して紹介させていただきました。
記事をまとめますと下記になります。
新品の9V電池の電圧値は9Vよりも高いです。(エボルタとダイソーともに約9.67V)
数百mA以上の電流も流せますが、電池の内部抵抗により電圧降下が発生します。
9V電池は簡単に高い電圧を用意できます。工作や電子工作に役立つアイテムです。
9V電池用コネクタで手軽に回路・部品に接続できますので、是非皆様もお試し下さい。
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