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充電は電圧が高いほうがいい?電流が多いほうがいい?
素人質問で、ご迷惑をおかけします。
ポータブル機器を見てまして、気になったのですが、同じ電力(例えば10W)を必要とする場合、高い電圧と少ない電流で充電したほうがいいのか、逆に低い電圧と多い電流で充電したほうがいいのか?どちらがいいのかと思い質問しました。
コンセント接続機器の場合、100V(のみ)ですが、ポータブル機器の場合、3.5Vや10Vなど色々あります。ゆえに電流、電圧の関係も含めて、教えて頂けますでしょうか?

gooドクター

A 回答 (9件)

お礼 有り難う御座います。


だいぶおそくなりましたが、すでに多くの人に回答を戴いているようですね。
追加で少々書き加えます。
基本的には最初に使用目的がありそのための装置の開発を計画します。
それからそれに必要な仕様を決定していきます。
その時にパワー(ワット数)が必要か長時間の使用が必要かが、
決定されますが、その中間の仕様になる場合もあります。
その結果と、今までに存在する機器に利用されている電圧や、利用時間などと
比較してより高性能に成るように選択を行います。
(電子及び電機機器は、最低動作電圧及び必要最小電流があります)
以上の条件で最適と思われる電圧及び充電容量が決定されます。
その結果多様な電圧、多様な容量の充電池が製作される様になっています。
(工事現場での使用機器ですが、6V,12V,24V,などが多いです)
(6Vは低出力の物 電動ドライバなど軽量で手作業使用する機器)
(12Vは中出力の物 電動ドリルなどある程度パワーがないと困る機器)
(24Vは大きな力が必要な機器 電動カッターなど)
参考になりますでしょうか
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電気製品はすべて電流が流れることにより仕事をします。

その仕事の分量が電力ということになり電圧×電流=電力となります。同じ電力でも電圧が高いほうが電流が少なくなります。電流を流すすべてのものには抵抗があって、電池とモーターなどをつなぐ電線にも当然抵抗はあります、また電池そのものにも内部抵抗があります。ここでそれらの抵抗で無駄に消費されてしまう電力は電力=電流×電圧、電圧=電流×抵抗、したがって電流の2乗×抵抗ということになるので、できるだけ電流を少なくしたほうが無駄が少なくなります。電圧を高く、電流を少なくしたほうが効率が良くしたがって省エネになるので、充電式の電気製品もすべて新しいものほど高電圧、小電流になって来ていますが、電圧を高くする程、安全性とコストの問題がでてくるので、その辺の折り合いで36Vぐらいまでのようです。ちなみに車の電装品も近い将来36Vになるようです.
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何か考え方自体の問題の様な・・・・



ただ単に設計の問題では?
Aという製品には高い電圧を要求する部品が使われている=高い電圧の電池を使う
Bという製品には低い電圧で動く部品だけで組まれている=低い電圧の電池を使う
という事です。
基本的にニッカド、ニッ水系は1.2V、リチュウムイオン系は3.6V、鉛系は2V程度が
電池の1セル辺りの電圧です。
このセルを組み合わせて作られています。
で電圧を上げる=セルが増えると電池コストは上がります
なので電圧が高い機器は必要だから高いだけです。

まぁごく一部、電動ドライバーなどで複数種類の電圧の電池が用意されていますが
電圧が高いもの程、パワーが強くなります。代わりに同一サイズの場合は持ちが悪くなります。
ホドホドのパワーで長時間使いたい時(もしくは軽さ優先)は低い電圧の電池
パワーが欲しい時は高い電圧の電池を使います。(使用可能な時間は短くなる)
この場合、電圧が上がると電流も増え、消費W数も増えますので。
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ANo4です。


充電式の器具にも適正電圧があります。
例えば、充電式掃除機のバッテリー電圧が6ボルトとします。
その6ボルトバッテリーの代わりに8ボルトのバッテリーを使用したら掃除機のモーターは6ボルトより強く回りますから吸引力も強くなりますが、モーターは無理をしてますから焼けてしまう恐れがあります。
他に、充電式懐中電灯なら標準バッテリー電圧より電圧の高いバッテリーを使用しますと、明るさは増しますが電球が切れ易くなります。
但し、バッテリーの電圧が同じで電流容量の大きなバッテリーなら動作能力は変わりませんが、動作時間が長くなりますから、長時間の運転が可能になります。
分かり易く言えば、乾電池1本は1.5ボルトですが2本直列にすると3ボルトになります。
豆電球を1本で点けた明るさより2本の3ボルトで点けた時の方が明るく点灯する理屈です。
電流容量は、単1電池と単3電池を考えてください。
同じ1.5ボルトでも大きさが違いますが、取り出せる電流容量が単1電池は単3電池より数倍大きいので、同じ豆電球を点けても点灯してる時間が長いのです。
これらを考えますと、標準バッテリーより高い電圧のバッテリーは器具を壊す恐れがあるだけで良い事はありません。
しかし、バッテリー容量が大きいと動作時間が長くなる利点があります。
自動車のバッテリーでも大きな車や寒冷地仕様車は電流容量の大きなバッテリーを搭載してますが、小さい車のバッテリーは電流容量も小さめですが、どちらも電圧は12ボルトなのです。
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使いわけも何も…


コンセントに差せば適正な値になるようになっているのでは?
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まず、バッテリーの放電とはバッテリー内部の化学物質が化学反応を起こすのです。


充電とは、化学反応を起こした化学物質を電気分解して元の化学物質に戻す事です。
放電したバッテリーは電気的な内部抵抗値が下がりますが電気分解(充電)が進むと内部抵抗値は高くなります。
ですから、定電圧充電の場合は充電初期は電流が多く、充電末期は電流は少なくなります。
対して、定電流充電は充電初期は低い電圧で充電末期は高い電圧で充電する事になります。
これ等は、バッテリー電圧と電流容量によって適正値があります。
普通はバッテリー電圧の1.5倍、電流値は容量の1/2~1倍が限度です。
限度を超える無理な充電(電気分解)を行うと異常発熱や電極損傷を起こして、バッテリーが破裂(爆発)したり、電極損傷を起こすとバッテリーの寿命を迎えます。
よって、それぞれのバッテリーに適合した電圧と電流値で充電する事が望ましいのです。
バッテリーの急速放電(ショート等)や急速充電でバッテリーが熱くなったり、温かくなるのはバッテリー内部で化学反応を起こしてるからです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
充電には適正があることは理解できました。
もしよろしければ追加で教えて頂けばと幸いですが、充電型電化製品では、電圧が高くしたら何がいいのでしょうか?また電流が高くしたら何がいいのでしょうか?商品によって、電圧が高いものと、電流が多いのに分かれますが、その使い分けは何に基準をもっているのかがわからなく・・・。

お礼日時:2010/06/05 18:01

回答者(1)or(2)の方々の言うとうりです。


蓄電池の出力電圧の 1.2倍 ~ 1.3倍程度の電圧で
充電します。
1.5倍以上になると、内部でガスが発生したり
絶縁部分が破損したりして、爆発や火災の可能性があります。
充電電流が流れすぎると、温度が高温になり充電池の機能劣化や、
変形につながりますので、抵抗や定電流回路などで、
流れる電流を抑えて充電します。
急速充電は、高い電圧で充電しますが、電流をパルス状にして
流しっぱなしにしないで、徐々に電圧を下げてゆくなどして
細かく制御を行って充電していますが、それでも充電池の劣化は
さけられません。
(自動車修理の経験からの回答です)
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
充電には適正があることは理解できました。
もしよろしければ追加で教えて頂けばと幸いですが、充電型電化製品では、電圧が高くしたら何がいいのでしょうか?また電流が高くしたら何がいいのでしょうか?商品によって、電圧が高いものと、電流が多いのに分かれますが、その使い分けは何に基準をもっているのかがわからなく・・・。

お礼日時:2010/06/05 18:00

低い電圧だと基本的に電流は多く流れません。


充電は電子をためることであり、電流は流れる電子の多さですから、電圧を高くしたほうが電流が多くなり、充電は早く終わります。
ただし、No.1の方が言うとおり、現実には適正値があるので電圧を高くすれば良いと言うものではありません。火事になります。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
充電には適正があることは理解できました。
もしよろしければ追加で教えて頂けばと幸いですが、充電型電化製品では、電圧が高くしたら何がいいのでしょうか?また電流が高くしたら何がいいのでしょうか?商品によって、電圧が高いものと、電流が多いのに分かれますが、その使い分けは何に基準をもっているのかがわからなく・・・。

お礼日時:2010/06/05 18:00

電池の充電はそれに最適な電流で行わないと壊れたり、寿命を縮めることになります。

なので、規定以上でも以下でも電池には良くありません。電池に無理を掛けるであろう急速充電の場合でも、電池の温度を測りながら充電電流を調節している場合もあるくらいですから。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
充電には適正があることは理解できました。
もしよろしければ追加で教えて頂けばと幸いですが、充電型電化製品では、電圧が高くしたら何がいいのでしょうか?また電流が高くしたら何がいいのでしょうか?商品によって、電圧が高いものと、電流が多いのに分かれますが、その使い分けは何に基準をもっているのかがわからなく・・・。

お礼日時:2010/06/05 17:59

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