Frage von markox, 101

Wie viel Ampere kann ich einem Gespann aus 3 AAA Alkaline Batterien auf dauer entnehmen, ohne dass die Spannung unter 3V einbricht?

Hintergrund: Ich habe eine Taschenlampe mit einem 2800mA Konstant-Strom-Treiber der zwischen 3 und 4,5V arbeitet. Mit den 3 AAA Batterien leuchtet die Lampe nur ca. 15 Sekunden am Stück, danach warnt sie vor niedriger Spannung (2,9-3V).

Die Batterien "schaffen" also keine 2,8A bei 3V+ über längere Zeit zu liefern.

Die Frage ist nun, wo liegt die Grenze bei der sie es schaffen konstant Ampere zu liefern bis die Kapazität erschöpft ist?

Wenn ich die Lampe auf 30% schalte läuft sie ohne Probleme. In einem kurzen Test schon mal mindestens 30 Minuten am Stück mit NiMH Akkus. Ich weiß also, 840mA liefern die Batterien zuverlässig, egal ob Alkaline Batterie oder NiMH Akku. Und ich weiß, 2,8A liefern sie nicht. Dazwischen muss es also irgend wo eine Grenze geben, bis zu der die Batterien oder Akkus problemlos liefern. Ich stelle mir da jetzt so eine mehr oder weniger konkrete Zahl vor, wie 1937mA. Dann könnte ich mir den nächst kleineren Treiber besorgen, z.B. mit 1400mA.

Antwort
von atoemlein, 64

Das kommt schwer auf den Batterietyp an, wo diese Grenze ist.
Die meisten Batterien sind darauf optimiert, möglichst lange die Spannung zu halten, die aber ständig sinkt, womit auch die entnommene Stromstärke sinkt.

Wenn du nun auf der Sekundärseite deines Treibers einen konstanten Strom entnimmst (also wohl auch eine konstante Spannung und Leistung, wohl für LED), so steigt mit dem Sinken der Batteriespannung die Stromstärke, die der Treiber von der Batterie verlangt, sogar ständig an!

Dann gibt's halt einen brutalen Bruch, wo die Batterie dann zusammenklappt.
Für längere Zeit mit höherem Strom musst du stärkere (grössere) Batterien nehmen als AAA.

Das ist so, wie wenn du von einem Marathonläufer erwartest, dass er immer schneller wird.


Kommentar von markox ,

"Das kommt schwer auf den Batterietyp an" ok, dann werden wir halt mal konkreter und sagen Alkaline Batterien von Aldi.

"also wohl auch eine konstante Spannung und Leistung, wohl für LED" die LED arbeitet bei 2,95V und der Treiber schaltet zwischen 2,9 und 3V in den low Voltage Warnmodus.

"so steigt mit dem Sinken der Batteriespannung die Stromstärke, die der Treiber von der Batterie verlangt, sogar ständig an" Das verstehe ich nicht, es sollten doch immer z.B. in diesem Fall 2,8A sein. Die Batterie wird vielleicht höher beansprucht, weil sie in Relation zur Kapazität fortlaufend mehr Stromstärke liefern muss. Aber die absolute Stromstärke ist ja immer gleich, eben konstant Strom. 

"Dann gibt's halt einen brutalen Bruch, wo die Batterie dann zusammenklappt." Ja, genau, und dieser Bruch tritt eben definitiv bei 2,8A ein und bei 840mA nicht!

"Für längere Zeit mit höherem Strom musst du stärkere (grössere) Batterien nehmen als AAA" Und genau das will ich ja nicht. Ich will die Grenze wissen wo die AAA Batterien "zusammenklappen", um sie darunter zu betreiben. Also einfach die vorhandenen Batterien mit weniger "hohem Strom" betreiben anstatt für den selben "hohen Strom" größere Batterien zu nehmen. 

"Das ist so, wie wenn du von einem Marathonläufer erwartest, dass er immer schneller wird." Genau, und da das physisch nicht möglich ist, will ich meine Erwartungen runterschrauben, auf die Geschwindigkeit, die er über eine längere Strecke laufen kann. Ich will nicht den Marathonläufer durch ein Rennpferd ersetzten!

Kommentar von atoemlein ,

Die Hauptfrage lässt sich nicht beantworten. Das musst du bei verschiedenen Batterietypen und verschiedenen Wunsch-Strömen ausprobieren.

Nimm mal ein Set Duracell statt Nonames vom Aldi. Du wirst staunen.

Und ideal wäre natürlich, wenn dein Treiber einstellbar wäre, dann müsstest du nicht mehrere ausprobieren.

Es gibt keine "Grenze", bei der die Kapazität schlagartig erschöpft ist. Da ist immer noch Restenergie.
Je nach Entladekurve und Innenwiderstand kann die Spannung eben schon unter deinen Grenzwert sinken, wenn noch viel Restenergie da wäre.
Bei höherer Stromentnahme fällt eben auch mehr Spannung am Innenwiderstand ab, damit kommt diese Grenze zwangsläufig früher (also bei noch höherem verbleibendem Energieinhalt) als wenn du weniger Strom entnimmst.

Die LED braucht 2.95V?
Das wäre ja fast ideal für den Betrieb mit nur zwei Batterien zu 1,5V.
Aber wenn du natürlich konstante Helligkeit willst, geht das nicht.

Antwort
von treppensteiger, 36

Eine einzelne Batterie hat etwa 1,5V (fast voll) bei Akkus etwa 1,35V

3 Stück davon also das 3-fache, 4,5V. Wenn diese Spannung bei Belastung innerhalb von 15sek unter 3V absinkt, sind sie völlig überfordert.

AAA Batterien würde ich höchstens mit 300-500mA belasten, alles was darüber ist, lohnt sich kaum, weil man dann mehr Zeit dafür aufbringt, die Batterien zu wechseln, als die Lampe überhaupt an ist.

Antwort
von AlterLeipziger, 52

Hallo,

dann solltest Du auf die Kapazität der Batterien achten (in A/h). Diese gibt an, wielange ein Strom fließt.

Da gibt es sehr große Unterschiede und auch der Verwendungszweck ist entsprechend unterschiedlich:

Langzeitbatterien (bei Uhren) oder hohe3 Ströme aber kurz (Modellfahrzeuge usw) und so weiter.

Grüße aus Leipzig

Kommentar von atoemlein ,

Ah ,  nicht A/h.

Und die Kapazität sagt nichts über den Maximalstrom und die Entladekurve.

Kommentar von AlterLeipziger ,

Ja, das stimmt. Man benötigt dazu die Kennlinien vom Hersteller, um es genau zu bestimmen. Klar muss es Ah heißen.

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