ЭНЕРГИИ В ИЗБЫТКЕ Испытание батареек
В настоящее время на рынке представлено множество марок про- изводителей гальванических элементов, в просторечие именуемых батарейками. Мало того, у каждого производителя имеется зачастую целый ряд номенклатуры гальванических элементов. Цены на батарейки различного производства могут различаться в 5-7 раз.
Мы задались вопросом: влияет ли стоимость батарейки на длительность работы простого светодиодного фонарика? Для ответа на данный вопрос было решено провести эксперимент, в котором участвовал светодиодный фонарик (Рис. 1).
Для его питания были куплены 27 батареек различных марок. (Рис. 2) Испытания было решено произвести следующим образом. Одну группу из трех батареек одного производителя и одной модели вставляли в фонарик. От полюсов батареек, подключаемых к клеммам питания фонариков, делали отводы с помощью проводов, к которым присоединили вольтметр для контроля напряжения питания фонарика. Фонарик помещался в закрытую коробку длиной 60 сантиметров.
С одной стороны коробки размещался фонарь, плоскость излучения которого была параллельна противоположной стороне коробки. К ней был прикреплен светоприемник – люксметр. Вставив батарейки непосредственно из упаковки, мы оставляли включенным фонарик на 7 дней, непрерывно отслеживая напряжение питания фонарика с помощью компьютерной системы сбора данных. Параллельно с этим снимались показатели люксметра.
Полученные в результате измерений данные мы отобразили в виде графиков, сгруппировав на одном рисунке для упрощения восприятия данные по пяти различным батарейкам. На рисунках 3-8 показаны зависимости освещенности люксметра от времени включенного состояния фонарика. На рисунках 9-14 изображены зависимости напряжения питания или, другими словами, суммарное напряжение на трех последовательно соединенных батарейках, питающих фонарик.
Из графиков видно, что напряжение питания фонарика практически у всех батарей в течение первых 25 часов снижается почти в два раза, а дальше, в зависимости от модели батарейки, к концу седьмого дня непрерывно включения становится меньше 2 В.
Если рассматривать графики зависимости освещенности люксметра от времени включенного состояния фонарика, то видно, что у основной массы батареек в первые 5 – 10 часов энергии хватает, чтобы обеспечивать достаточно приемлемую освещенность с минимумом 20-30 Люкс.
Что это означает на практике?
Считается, что освещенности в 10 Люкс достаточно для различения предметов на расстоянии около двух метров. Таким образом, будем считать освещенность от фонарика меньше 7-8 Люкс недостаточной для различения предметов.
Оценим с этих позиций результаты участников нашего замера. Батарейки (GP ULTRA ALKALINE, КОСМОС TURBO, CAMELION PLUS ALKALINE, DURACELL TURBO) в течение первых 10 часов обеспечили освещенность больше 20 Люкс. Освещенность от фонарика, питаемого этими батарейками, сохранилась на уровне около 10 Люкс на протяжении почти 12 часов непрерывного свечения. В дальнейшем освещенность от этих фонариков монотонно падала. И только батарейки (DURACELL PROCELL, DURACELL TURBO, КОСМОС, PANASONIC STANDART POWER ALKALINE, КОСМОС TURBO) обеспечили освещенность на уровне больше 10 Люкс в течение почти 16 часов. Батарейки (ENERGIZER, SONY ALKALINE, VARTA LONGLIFE, ОБЛИК) после 16 часов сохранили энергии гораздо меньше, чем необходимо для обеспечения освещенности хотя бы в 10 Люкс. Анализ по таким критериям результатов всех батареек, участников замеров, позволили их проранжировать так, как показано на рисунке 15. При освещенности менее 7 Люкс фонарик можно использовать не как осветительный прибор, а как опознавательный – Вас еще можно заметить!