(以下內容摘錄自本人另一個同名部落格《創科小淘氣 The Little Electronics Mischief》: https://elec-mischief.blogspot.com/。歡迎按連結瀏覽更多電學基礎、電路設計心得等文章。)
 
相信每個家中也有需要使用乾電池操作的電器,例如是手電筒、電子時鐘等。當發覺這些電器停止運作,或者效率降低時,最常見的原因是它們「沒電」了,通常更換電池後電器便回復正常工作。在丟棄一枚舊電池時前,大家有否想要測試它的壽命是否真的到了盡頭,還是仍可繼續作出點滴貢獻呢?
 
我們不妨使用萬用電錶測量舊電池的電壓。萬用電錶分為指針式和數位式兩類,以下使用指針式萬用電錶講述。或許你認為只要把電錶切換至適合的直流電壓檔位,將紅黑錶針分別接至電池正負極,便可測出電池電壓(圖一)。然而以這種方式量度不太正確,因為你大有機會看見電池近乎滿電的錯覺。原因是什麼呢?
 
圖一
 
 
現在假設電池接駁一個燈泡並點亮一段時間電池內的化學物質消耗使電池產生的電量下降輸出的電流減少燈光愈來愈暗我們也可以理解為電池內阻提高影響輸出電流(使用歐姆定律即可解釋)使用電錶直接量度電池兩端電壓我們以電路圖表達(圖二)
 
 
圖二
 
 
藍框為電池整體部份,為方便表達,電池內阻亦一同繪出,標示為   RB則為電池原來電壓,假設這枚是   1.5 V AA 電池,E = 1.5 V R為電壓錶的內阻,其阻值相較   R高很多,設為   1 M。量度電池電壓,即   ab 間的電壓差(Vab),並留意電路中   R和   R串聯。
 
前文談到電池內阻隨使用時間提高。如果電池使用初期   R為   1 ,當電池電量逐漸秏盡後   RB 增至   10 Ω(以上只是假設情況)。現分別計算   ab 間的電壓差   Vab
 
電池使用初期
當   RB = 1 ,電路電流   I = E / (RM + RB) = 1.5 V / (1 MΩ + 1 Ω) ≈ 1.4999985 µA
Vab = I x RM = 1.4999985 µA x 1 MΩ ≈ 1.4999985 V
 
電池使用後期
當   RB = 10 ,電路電流   I = E / (RM + RB) = 1.5 V / (1 MΩ + 10 Ω) ≈ 1.499985 µA
Vab = I x RM = 1.499985 µA x 1 MΩ ≈ 1.499985 V
 
從以上結果可以看到,因受電錶的高內阻   R支配,令量出的電池電壓也接近   1.5 V。從電錶看到電池電壓沒有明顯變化。亦較難分辨電池電量是否足夠。
 
 
相對準確的量度方法,是用一個負載(例如電阻)接至電池兩端,電錶並聯負載量度電池電壓如圖三,電路圖參見圖四:
 
 
圖三
 
 
圖四
 
 
R為新加入負載的阻值。若現設為   20 ,再次計算   ab 間的電壓差(Vab):
 
電池使用初期
當   RB = 1 ,電路電流   I = E / [(RM // RL) + RB] = 1.5 V / [(1 MΩ // 20 Ω) + 1 Ω] ≈ 1.5 V / 21 Ω ≈ 0.0714 A
Vab = I x (RM // RL) ≈ 0.0714 A x (1 MΩ // 20 Ω) ≈ 0.0714 A x 20 Ω ≈ 1.428 V
 
電池使用後期
當   RB = 10 ,電路電流   I = E / [(RM // RL) + RB] = 1.5 V / [(1 MΩ // 20 Ω) + 10 Ω] ≈ 1.5 V / 30 Ω ≈ 0.05 A
Vab = I x (RM // RL) ≈ 0.05 A x (1 MΩ // 20 Ω) ≈ 0.05 A x 20 Ω ≈ 1 V
 
從以上計算可知,加入負載電阻量度電壓明顯看到電池電壓的變化。
 

 
欲想物盡其用,可取出原本用於低內阻電器的電池,因該電池電壓下降再不能推動電器運作(如小型馬達等)。可嘗試將該電池放於高內阻電器中繼續使用(如電子鐘等)。
 
以下可用歐姆定律證明說法
 
當   R增加,設為   1 k,重覆以   RB = 10 Ω 計算   Vab
 
電路電流   I = E / [(RM // RL) + RB] = 1.5 V / [(1 MΩ // 1 kΩ) + 10 Ω] ≈ 1.5 V / 1,009 Ω ≈ 0.00149 A
Vab = I x (RM // RL) ≈ 0.00149 A x (1 MΩ // 1 kΩ) ≈ 0.00149 A x 999 Ω ≈ 1.489 V
 
現在電池電壓浮升接近   1.5 V,所以可在這部電器使用,至於能再「捱」多少時間,便要視乎電池內未耗掉的化學物質數量,別以為能不斷用於更高內阻的電器中。
 
註:
1.           以上論述的電池為非可充電的電池。
2.           須注意,某些電池因質量問題,電量秏盡或長久置放會漏出化學液體損壞電子產品。
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