電池寿命は突然やってきます
最近の機器の多くは、電池の電圧が下がってくると、止まってしまうように作られているものが多いのですが、あなたは、止まってしまう電圧が、いくらなのかを、測定したことがありますか？
意外と、電圧が高くても、使えない状態になってしまうのです。
電池式の掛け時計が、約1.5年で動かなくなったので、テスターで電池の電圧を測ると、1.35V でした。 新品の電池が1.6Vなので、0.3V程度の電圧が減っただけで、動かなくなります。
LEDライトやハンディーレコーダーで実験した結果でも同様で、1.1～1.4V程度になると、使えなくなるなど、最近の機器は、非常にデリケートになっていて、電池メーカーが言う「電池寿命」も、過去のものです。
子供用の、モーターで動くおもちゃなどは、止まるまで「電池が使える」というものでは、電圧の重要性は低いのですが、それでも、違う電圧の乾電池を直列・並列で同時に使うと、よくないですし、何よりも、今の電子機器は、1.0V以下まで使える機器は少なくなっています。
これらをもう一度、頭に入れておきましょう。
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電池の有無は「電池チェッカー」測れば良い・・・は間違い
電池チェッカーは、アナログタイプとデジタルタイプがあります。
アナログタイプはかなり精度の怪しいものも多く、正確な電圧の読み取りもできません。 そして、デジタル式であっても、0.01Vまで測定値がでているので、正確なようですが、何よりも、一度使った乾電池は、電子機器には、再使用できない・・・と考えておく必要があります。
そして、さらに、電池チェッカーの良否の判定は信用してはいけない・・・ということを覚えておいてください。
私の手持ちの安価なアナログ電池チェッカーの例ですが、1.3V以上の電圧があれば、GOODと判定します。
しかし、電池チェッカーではGOODの電圧でも、時計や機器が電圧不足で止まってしまいますから、子供用のDCモーターで動くおもちゃに使えるとしても、電圧の違う乾電池を使うと問題が起こることを知っておく必要があります。
ここでは、「一度使った乾電池は、使わない」と割り切っておくことをオススメします。
新旧の電池を混ぜて使うのは危険
時計を例にすると、1つの単3で動いているものや2本を使用するものがありますね。
この場合は、1本が時計用、もう1本がアラーム用・・・などに別れていれば、電圧が低下すると、機能しなくなるので、片方だけ新品に交換することで問題は起きません。
しかし、2本以上の乾電池を直列や並列で使う機器や器具では、電圧の違う乾電池を混ぜて使うと、発熱や液漏れのトラブルの原因になります。
この理由は、少し専門知識が必要なので難しいのですが、簡単に言うと、電圧の違う2本の乾電池を直列にして電流を流すと、電圧の低くなっている方の乾電池は、内部抵抗が高くなって起電力が低下しているために、同じ電流を流そうとすると、どちらかの電池が無理をするために、無理をしている電池が発熱して、液漏れなども生じる場合が出てきます。
このことは、みんなが知っているはずなのですが、少しぐらい・・・と思って適当に使っていませんか。
乾電池だけでなく、2つの電圧や種類が違う電池を一緒に使うと、性能の悪い方の電池の内部で発熱します。
それによって、異常な発熱や、液漏れで機器が故障したりするトラブルにつながる・・・ということを知っておかないといけません。
種類の違う電池や、電圧の異なる電池を使ってはいけない・・・ということです。
事故が起きてからでは遅いので、乾電池について、交換する場合は、全て新品にすることを徹底しましょう。
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電池チェッカーはなるべく使わないように
デジタル式の電池チェッカーの中には、1.54V・・・などのように、0.01V単位まで表示されるものがありますが、多くは、「使えます ⇔ 使えません」やランプ表示で使用の可否を判別するものも多いようです。
デジタル式電池チェッカーでも、使用する機器が、何Vまで使用できるのかを知っておく必要がありますし、電圧の違う電池は使ってはいけない・・・となると、電子機器では、一度使用した乾電池が「まだ使えるから・・・」といって、再使用する人はいないと思いますが、電子機器での乾電池の再使用はやってはいけない・・・と考えておきましょう。
そして、「何Vになれば、乾電池が使えなくなるのか」を、電池の交換時期に、一度確認しておくのもいいと思います。
そのためには、電池チェッカーを使っているなら、それは廃棄（または使わない）して、安価なデジタルテスターを購入して測定することをオススメします。
テスターの価格も、3,000円以下で、そこそこの性能のものが購入できます。一家に1台は購入されることをオススメします。
電池チェッカーは過去のものです
過去には、どこの家にも、使っている（いた？）電池チェッカーの例ですが、未だに 単1、単2、単3、006Pなどの乾電池の残量チェックに使っている人はいませんか？
下で実験しているように、1.35Vで時計が動かなくなったのと同様で、現在のLEDや電子機器も、電池チェッカーでは判定できないほど、非常に電圧に敏感ですから、電池チェッカーは、使用してはいけません。
私の手持ちの電池チェッカーに、いろいろな電圧を加えて、針の触れ方を見てみました。
・・・すると、このように、1.3Vでも「GOOD」ですし、1.8Vの過電圧を加えても、振り切れていません。
このチェッカーが壊れているというものでもなさそうです。こんな程度の精度となのでしょう。
一昔前までは、メーカーでは、電池の寿命は0.8V程度ということで使用時間などをひょうじしていました。
当時は、デジタル機器は少なかったので、GOODであれば使えたのかもしれませんが、現在では、この判定が通用しません。
特にアナログ式の電池チェッカーは、上のように、いい加減な判定表示ですので、もしも電圧の低下を確認したいのなら、このような「電池チェッカー」は使わないようにして、「テスター」を使用するのが無難です。
電池を交換するときは、全て新品に・・・
電池も安くて性能が安定しています。
繰り返しになりますが、電池を交換する場合は、新品を開封して、全部を同時に新品と交換するようにしてください。
電池を混ぜて使わないことは鉄則です。 この、電圧の違う乾電池を一緒に使ったり、アルカリ電池とマンガン電池などの電池を混ぜて使ってはいけない・・・という理由を知っていますか？
詳しい説明は難しいのですが、乾電池は内部の化学反応で電気を作っているので、どんな乾電池でも、乾電池を使うと、電圧が低下していきます。
電池2つで3Vの機器に使用すると、同じ種類で、最初は同じ電圧であれば、2つが同じように電圧低下するので問題ないのですが、電圧の違うものをつなぐと、どちらかの乾電池が内部で無理をしている状態になっています。
1.6Vの乾電池と1.6Vの別の乾電池を直列にすると3.2Vになります。 また、1.6Vと1.4Vを直列にすると、3.0Vになります。つまり、1.6Vと1.4Vの乾電池では、電圧（＝電気を押し出す力）が違うので、双方またはどちらかが無理をしている状態になります。これが問題を起こす原因です。
0.1Vの電圧の違いでも意識しないといけないレベルの問題ですから、たとえ、電圧を正確に測ったものでも、他の電池と一緒に使わないようにするくらいのほうが無難です。
新旧の電池を混ぜて使うと、電池の発熱や液漏れを起こす危険性がある・・・ということを頭に叩き込んでおいてくださいね。
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乾電池のちょっとした知識を覚えておきましょう
最近は、乾電池を使う機器類が減ってきて、充電タイプのものが多くなっていますが、乾電池を使用する機器類もまだまだ多いので、もう一度乾電池の知識を整理しておきましょう。
1）新品の電圧（起電力）は1.6V程度です。 1.5Vではありません
乾電池にはアルカリ電池とマンガン電池があります。 一般には、アルカリ電池のほうが電流を多く流すことができます。（こちらを参考に）
電池の電圧は1.5V・・・と思っている方も多いようですが、新品の乾電池をテスターで測ると、1.6V以上あり、むしろ、1.5Vでは、新品でないことを疑わないといけません。
そして、この0.1Vの違いは、電池に関しては、非常に大きいのです。
ちなみに、アルカリ電池とマンガン電池の単3サイズで、新品のすべての電圧を測ってみると、セット内の電圧の差は0.01V程度と、非常に安定しています。
だから、新品の乾電池では、セット内では「揃った電圧」になっていますので、同じセットから取り出した乾電池を同時に使うようにすれば、電池内部で異常な発熱をするなどの問題はありません。
そして、残った乾電池は、包んであるセロファン紙を捨てずに、新品であることがわかるようにしておき、もしも、使用する本数が足りなければ、新品のセットを開封して、新しいセット内のものを同時に使うようにしましょう。
セットが違うと、若干の電圧差があることを確認しています。だから、同じ新品でも、混ぜないほうが安心です。
電池の価格は安くなっていますし、機器を痛めるよりもマシなので、安全使用を心がけましょう。
一般的に、アルカリ電池よりも、マンガン電池のほうが新品の電圧が高いようですし、電流容量はマンガン電池よりもアルカリ電池のほうが大きいですから、アルカリ電池とマンガン電池は、全く性能・性質の違う乾電池ですので、マンガン電池とアルカリ電池を混ぜて使うのも不可です。
2）使用すると、徐々に電圧が低下し、使わないと電圧が回復してきます
アルカリ電池は、同じサイズのマンガン電池にに比べて、大きな電流を取り出せますが、いずれの電池も、使用すると電圧が低下していきますし、大きな電流で使えば、電圧の降下も大きくなります。
そして、使わないで休ませると、いくらかは電圧が回復しますが、どのような電池でも、（実験したところ） 新品時の電圧まで回復することはありませんでした。
一般には、マンガン電池は回復しやすい・・・と言われていますが、私が調べたところは、そうではありません。（→こちら）
たとえば、同じ種類の電池を同時に使うと、両方が同じように電圧が下がっていき、使わないで放置すると、両方が、同じように揃って電圧が回復していきます。もちろん、新品の電圧まで回復することはありません。
マンガン電池のほうが、短時間でみると、電圧の回復力が高いのですが、使用したときの電圧降下は、アルカリ電池に比べて大きいので、一般的には、電圧降下が少なく、回復力が大きいアルカリ電池のほうが長持ちします。
3）一般的には、アルカリ電池のほうが長持ちします
マンガン電池の回復力が高いと言われていて、そう信じている方も多いのですが、この際に、見方を変えてください。
私が実験したところでは、マンガン電池の長所は、新品時の電圧が高い（0.1V以下の違いですが・・・）、単価が安いというくらいで、時計や玄関のチャイムなどの、極小電力のものや、使い切りのおもちゃなどでは、トータル的なコスパに優れる用途もありますが、一般的には、使用時に電圧降下の少ない、アルカリ電池のほうが優れているのは間違いありません。（→こちらに私の記事あり）
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ここで、電池の寿命例を調べてみたので紹介します。驚くほど、高い電圧の時点で使えなくなるというところを見ておいてください。
電池寿命と電圧低下の状態を調べてみた
①単4×4本のLEDライトの場合の電池の交換時期（＠1.2Vで寿命）
このLEDライトの電池部分を見ると、単4電池4本を使って、5つのLEDが点灯するようになっています。新品の電池では1.6Vｘ4本＝6.4Vで非常に明るく点灯します。
これを、上で用いた可変電源を用いて、6.4Vから徐々に電圧を下げていって、その明るさがわかるように写真にとってみました。
10％の電圧低下では、暗くなった感じがありませんが、電圧が30%低下する2番目の写真の状態の電圧になると、明らかく暗くなってきているのがわかります。
最後の写真のように電圧が極端に低下していても、LEDは光っていますが、ライトの役目を果たさない明るさです。
30％ダウン程度までであれば、明るさもそこそこあるので、この、少し暗くなる 4.5V/4≒1.1V 程度の電圧になれば、暗くなってきて、電池の交換を考えたほうが良いということになります。
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次は、もっとシビヤーな、音質に関係する例を紹介します。
②高音質のハンディレコーダーでは、・・・1.40Vで寿命
これは、単3電池1本で動作する、PCMレコーダーです。YAMAHAさんのこの製品の性能は音質のみならず、寿命の長さも素晴らしく、単3電池1本で、いつ電池を替えたのかを忘れるほどに長く使用できる優れた製品です。
これについても同様に、乾電池に変えて、可変電圧装置で、1.60Vから徐々に電圧を低下していったところが、1.40Vになると、残量表示が「3本から2本に」なりました。そして、順次本数表示が減っていって、1.35Vで電池交換のサインがでました。
しかし、その電圧になるまでに、取替の寿命になっているのが、音を聞いていてわかります。
音楽の再生では、残量マークが3本（Full）のときは高音質ですが、残量が2本の1.4Vから1.38Vに電圧が下がると、急に、再生音が歪んだ感じになります。
つまり、この機器の場合は、残量表示が1本減って「2本の状態」になる、1.4Vになった時点が電池の寿命（交換時期）ということです。
最後に、モーターの場合を見てみましょう。
③DCモーターは、電圧が下がるといともに回転が低下します
おもちゃなどは、「動けばいい」ということから、もっぱら電池チェッカーが使われてきたのですが、おもちゃに使われる「ブラシ付きDCモーター」は、電池の電圧が低下するにつれて、モーターの回転数が低下します。
このギヤボックスと可変電源を使って、電圧とモーター回転数を測ってみました。（ギヤーで減速しているので、一定時間の回転数にギヤ比を掛けると、おおよそのモーターの回転数が簡単に分かるので、このような実験をしてみました）
このモーターは3Vが標準で、ギヤーだけの無負荷の状態で実測してみると、3Vでは160ｍAの電流が流れて、この電流は、単3では容量的にしんどいくらいの大きな電流が流れています。
新品の乾電池2本では3.6V程度の電圧で、使うにつれて電圧が低下します。30％の電圧が低下したときの電圧（3.6Vx0.7≒2.5V）では、新品時からの回転数は、30％程度落ちてしまっています。
もちろん、この実験は無負荷での回転ですので、電圧が1.5V以下になってもモーターは回っていましたので、寿命は 0.75Vと言えるのかもしれませんが、負荷の加え方によって、モーターが止まってしまうのですから、その場合の寿命は、もっと早い時点でしょう。
最後に、テスターの話を
私は電子工作が趣味なので、現在は3台のテスターを使っています。
3つあるのは、電子工作で、電圧・電流などを同時に測るためですが、電流計・電圧計を個別に買うよりも、テスターのほうが安価で便利・・・という、いいことだらけなので、安価なテスターを常用しています。
テスターがあると、導通を測ることにも使えるので、結構役に立ちます。
この際、あてにならない電池チェッカーを廃棄して、テスターを使う習慣をつけてください。
これらの価格は、左から、2650円、440円、2980円と、いずれも安いものです。（価格は購入当時のものです）
このように、適当な電圧を3つのテスターで測ってみても、3つとも数値がほぼ揃っています。 500円以下のものでも、そこそこ正確な電圧が測定できている感じがします。（正確かどうかはわかりませんが、不正確ではなさそうです）
真ん中の500円以下の「安いもの」でも、一般的使用には全く問題なく、びっくりするほどです。 もう一度、Amazonと楽天のページのリンクなどで、適当なものを1台購入して持っておくといいでしょう。
以上になります。
（来歴）R4.9ページを移転し内容を一新 R4.10見直し 最終R5.9に誤字脱字を見直し。
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