ある条件の元での［電池の減り方］について教えて下さい

［条件］
1.5V単1アルカリ乾電池×3本＝4.5Vを電源とする
この電源に、Vf2.1Vの赤色LED×1個を接続し、単純点灯させる(抵抗使用)
点灯開始直後の供給電圧＝4.5V
点灯24時間経過後の供給電圧＝4.0Vに降下した(-0.5V)

［Q］
24時間で0.5V電圧降下したということは、それ以降24時間毎の電圧も同じ割合で
(規則性をもって)降下すると考えてよろしいでしょうか?

※例えば下記のように.....
　点灯48時間経過後の供給電圧＝3.5V(-1.0V)
　点灯72時間経過後の供給電圧＝3.0V(-1.5V)
　点灯96時間経過後の供給電圧＝2.5V(-2.0V)
　点灯120時間経過後の供給電圧＝2.0V(-2.5V)　←　120時間を迎える前にLEDは消灯した

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自分で実験すれば確認できることではありますが、実験環境を持たないことと、
理論的なことを知りたいので、聞いてみました。
宜しくお願いいたします！

No.4 ベストアンサー 回答者： isoworld 回答日時： 2017/09/29 18:58

たぶん、同じ割合にはなりません。

説明の都合で、電流制限抵抗を100Ωとすると、点灯開始直後にLEDに流れる電流は　（4.5Vー2.1V）÷100＝21mA　です。もし何時間か後に2.5Vに電圧が落ちると、LEDに流れる電流は　（2.5V－2.1V）÷100＝0.4mA　となることから分かるように、時間が経つほど消費電流はどんどん減ります。なので電圧は一定の割合では落ちません。電圧が2.11VになったときはLEDは僅かに点灯しますが、消費電流はゼロに近く、長時間かけても電圧はそこから落ちません。

この回答へのお礼

isoworld様へ
いつもアドバイスをいただきありがとうございます

＞電流制限抵抗を100Ωとする
＞（4.5Vー2.1V）÷100＝21mA　
＞（2.5V－2.1V）÷100＝0.4mA
＞時間が経つほど消費電流はどんどん減る。なので電圧は一定の割合では落ちない。
＞電圧が2.11VになったときはLEDは僅かに点灯するが、消費電流はゼロに近く、長時間かけても電圧はそこから落ちない。

ご説明が非常に解り易いです
電流の求め方&電池の限界?が電気素人の当方にも理解できました

これからも愚問・奇問を投稿すると思いますが
宜しくお願いいたします

お礼日時：2017/09/29 21:05

No.5 回答者： angkor_h 回答日時： 2017/09/29 19:41

No.2です。

> 追伸：... 起電力1.2Vというのはニッケル水素電池ではありませんか?
確かにそうでした。
お詫び方、訂正します。

####
調べて見たら、「アルカリマンガン乾電池」と言うようで、
「マンガン乾電池」と同じのようです…

この回答へのお礼

angkor_h様へ
再度のご案内をいただきまして、ありがとうございます

単に誤記されただけのようので安堵しました....アルカリの1.5Vが違っていたら
子供の頃からの電池思想が崩壊するところでした(笑

＞「アルカリマンガン乾電池＝マンガン乾電池」と同じ
正式名称(呼称)はアルカリマンガン電池であることを勉強させていただきました
ありがとうございます！

引き続き愚問・奇問を投稿させていただくと思いますが
今後とも宜しくお願いいたします

お礼日時：2017/09/29 21:11

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/09/29 17:44

>起電力1.2Vというのはニッケル水素電池

ニッケル水素やニッケル力ドミニウムがこれですね。
アルカリは公称1.5Vです。

この回答へのお礼

ご回答に感謝いたします

アルカリ電池（＝アルカリマンガン乾電池）その他の公称電圧について勉強させていただきました
ありがとうございます！

お礼日時：2017/09/29 21:05

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2017/09/29 15:11

まず、

アルカリ乾電池の起電力は公称1.2Vです。公称1.5Vはマンガン乾電池です。

電圧低下は、取り出した電力(エネルギー)に応じたものではありません。
それが適用できるのは、コンデンサーで、V=Q/Cの関係です。
電池には、I=Q/sを生み出す能力があるからで、これが尽きた時が寿命です。

電池電圧と負荷・時間に関する変化曲線は、電池メーカーサイトから見ることができます。
検索してみて下さい。

最後の試算ですが、
この試算は電流一定のようですが、電圧が下がれば、当然ながら消費電流も減っていきます。
コンデンサーにも適用できません。
電池の、電圧対負荷・時間曲線から推測してください。

この回答へのお礼

ご回答に感謝いたします

＞電圧低下は、取り出した電力(エネルギー)に応じたものではない。
＞電池電圧と負荷・時間に関する変化曲線を確認する。
＞電圧が下がれば消費電流も減る。電池の、電圧対負荷・時間曲線から推測する。

詳説頂きありがとうございます
当方は電気・電子・工学に関しては素人なのですが、
ご説明を伺い、基礎&大事なポイントがどこにあるのかを少し理解できました
ありがとうございます！

追伸：... 起電力1.2Vというのはニッケル水素電池ではありませんか?

お礼日時：2017/09/29 17:07

No.1 回答者： teii0 回答日時： 2017/09/29 14:30

取り急ぎとのことで、理由については当方分かりませんが、電池の種類によって異なる様です。

http://www2.chokai.ne.jp/~assoonas/UC413-4.JPG
　
Ref http://www2.chokai.ne.jp/~assoonas/UC413.HTML

この回答へのお礼

早速のご回答に感謝いたします

とりあえずご案内頂いた概念図(絵)→［http://www2.chokai.ne.jp/~assoonas/UC413-4.JPG］を拝見させていただきました
一目瞭然で素人にも解り易い表図で大変参考になりました
※この図からは、途中までは比例していて、ある時点を境に急速低下?していることがわかりました
ありがとうございます！

お礼日時：2017/09/29 14:56