Эксперимент: измеряем потребление различных устройств, питающихся от батареек

Как вы думаете, какое бытовое устройство на этом фото «жрёт» батарейки больше всех? Я измерил потребление всех этих устройств и обнаружил, что одним из самых главных «пожирателей» оказался маленький светодиодный фонарик.

В своём проекте BatteryTest.ru я тестирую батарейки AA и AAA в двух режимах: в первом режиме батарейки разряжаются током 100 мА, во втором батарейки AA разряжаются эквивалентом сопротивления 3.9 Ом (при этом ток в процессе разряда снижается с 410 до 230 мА), батарейки AAA разряжаются эквивалентом сопротивления 5.1 Ом (ток 310 — 176 мА).

Для того, чтобы удостовериться, что такие режимы разряда релевантны реальной нагрузке, я измерил потребление тринадцати устройств, оказавшихся под руками.

Пожалуй, самой большой загадкой для меня был тонометр. Он накачивает с помощью насоса довольно высокое давление и можно было предположить, что потребление будет большим. Однако, при продаже тонометр комплектуется четырьмя солевыми батарейками AA, которые, как известно, не выдерживают большие токи и имеют низкую ёмкость, но тонометр от них работает без проблем.

Посмотрим на изменения напряжения и тока на четырёх не самых свежих солевых батарейках, от которых питался тонометр во время цикла измерения.

Измерение заняло менее 30 секунд, в начале работы помпы тонометр потреблял 200 мА, в конце, когда давление повысилось, мотору работать тяжелее и ток вырос до 280 мА, после отключения помпы прибор потреблял 25 мА. На графиках видно, как сильно просаживалось напряжение на солевых батарейках. Потребление энергии за весь цикл составило 9 мВтч, а значит комплекта солевых батареек хватит на 30-50 измерений в зависимости от качества батареек.

При питании от лабораторного блока питания с напряжением 6 В тонометр потребляет такие же токи, но на цикл измерения тратит меньше — 6 мВтч (это связано с тем, что напряжение почти не просаживается). Соответственно, при использовании щелочных (alkaline) батареек на одном их комплекте можно будет выполнить 280-450 измерений.

Максимальный потребляемый ток, как и ожидалось, зафиксирован у фотовспышки — до 4 ампер (4000 мА) в течение короткого времени. Солевым батарейкам такой ток «не под силу», щелочные выдать его могут, но для них это нетипичная и непомерная нагрузка, поэтому в фотовспышках, питающихся от элементов АА, лучше использовать аккумуляторы (им такие токи нипочём).

Потребляемый ток кольцевого светодиодного фотоосветителя зависит от напряжения: пока батарейки «свежие» он потребляет 1.95 А, по мере их разряда ток снижается до 0.6 А. Щелочных батареек хватит всего на час с небольшим, причём яркость будет непрерывно снижаться. А данном случае использование аккумуляторов также предпочтительней и выгодней.

Также ведут себя и светодиодные фонарики: их потребляемый ток существенно снижается по мере разряда батареек. На свежих щелочных батарейках у разных фонарей он составил от 250 мА до 1.8 А, причём самым мощным оказался фонарь, работающих от одной батарейки ААА (самый нижний на фото). Если разделить среднюю ёмкость щелочной батарейки AAA 900 мАч на 1800 мА получится всего полчаса, но в реальности этот фонарик работает от батарейки больше суток. Это происходит из-за того, что потребляемый ток очень быстро снижается (соответственно, падает и яркость). Когда на батарейке 1.2 В (половина разряда), его потребляемый ток составляет 800 мА, в конце «жизни» батарейки, когда на ней 0.9 В, ток уже 400 мА, фонарик продолжает светить и при 0.7 В, потребляя 250 мА.

Лазерные указки с зелёным и фиолетовым свечением потребляют одинаково — около 280 мА, несмотря на то, что на них указана разная мощность (10 мВт и 5 мВт).

Все, кто пользуется радиомикрофонами, питающимися от батареек, знают, как часто приходится эти батарейки менять. Я измерил, какие токи потребляет радиомикрофон и приёмник от него. В блоке микрофона стоит девятивольтовая батарейка «Крона», потребляемый ток составляет 40 мА (соответственно, солевой Кроны хватит на 3-3.5 часа непрерывной работы, щелочной на 18 -22 часа). В блоке приёмника стоят две батарейки ААА, потребляемый ток 30 мА (7-12 часов работы на солевых батарейках, 29-40 часов работы от щелочных).

А ещё я измерил потребляемые токи брелка (да, по правилам русского языка так тоже можно писать) автосигнализации. Ток 0.02 мА брелок потребляет постоянно, 1.5 мА кратковременно раз в секунду (включается приёмник, чтобы проверить, не поступает ли радиосигнал тревоги). В таком ждущем режиме щелочной батарейки ААА должно хватать приблизительно на 6-8 месяцев. Потребляемый ток возрастает до 30 мА при нажатии кнопки (включается передатчик и приёмник). Но так как время активной работы радиотракта составляет лишь несколько секунд, это потребление почти не оказывает влияние на общее время работы от одной батарейки.

Вместо вывода: в устройствах с большим потреблением лучше использовать аккумуляторы, причём решение, стоит ли заменять батарейки аккумуляторами лучше принимать не на основе потребляемого тока, а на основе того, как часто вам приходится заменять батарейки в устройстве. Если чаще одного раза в месяц, однозначно переходите на аккумуляторы, если чаще, чем раз в полгода, стоит задуматься о целесообразности перехода, если реже — лучше остаться на батарейках.