電圧と電流

前のリチウムイオン充電池のスレのコメで電圧の話が出てきたので、自分流にちょっと説明してみます(`・ω・´)ゞ

でもね、自分は文系ニンゲンで高校の選択も生物。電気の理論を学んだことはなく、ネットで調べただけなので、間違ってたらごめんなさい… というか、詳しい人がコメに解説入れてくれたら、すぐ修正します(^_^;)





電圧(v:ボルト)と電流(A:アンペア)、自分もリポを売る前はよく分かっていませんでした。なんとなく「電圧が強さで電流が量なのかな?」って感じで覚えていました。

リポは1セル3.7vで、エアガンに使われるのは2セル7.4vか3セル11.1v。そりゃ11.1vのほうがモーターが速くまわってサイクルが上がります。でも、同じ7.4v同士でも800mAhと2000mAhだったら、2000mAhのほうがサイクルが上がります。








電気をホースを流れる水に例えると、水の圧力が電圧、ホースの太さが電流です。





同じ電流なら電圧が高いほうが強く押されていっぱい電気が流れるわけであり、同じ電圧なら電流が大きいほうが電気が流れやすいわけです。

バッテリーの表記の「mAh(放電容量)」は「ミリ(m) アンペア(A) アワー(h)」で、1400mAhなら、「1400mAの電流を1時間流せます」ってことです。まあ、容量って思っていいんですけど、上記のように容量だけでなく流せる電流の量が変わるわけです。

mAhが大きいほうが余裕で電流を流せます。でも、電動ガンが必要とする電流がそれほど大きくなければ(負荷が低いチューニングなら)、電流を押す圧力(電圧)が変わらないなら、それほど大きくはサイクルは変化しないわけです。

でも電圧は電流を押しこむ力だから、7.4vと11.1vでは電動ガンのチューニングに如何に関わらず(負荷が大きくても小さくても)、大幅にサイクルが変わってくるのです。



また、充電により変わるのは電圧です。リポはずっと1セル3.7v(2セル7.4v)というわけではなくて、リポなら充電すると1セル2.5vから5vぐらいまで変わります。ET1のリポの許容範囲は1セル3vから4.2v。メーカー的には3.7vまで電圧が落ちたら追充電して欲しいとのこと。1セル3v以下に落ちると過放電でダメになります。また、リポ充電器は一般的に1セル4.1v~4.2vぐらいでオートカットします。


この電圧を測るのが、ET1 リポバッテリーチェッカーです。まあ、自分は面倒くさいので、いちいち測ることはせず「発射サイクルが落ちたらすぐに使用をやめて充電」ってことで、ずっとリポを使ってますが大丈夫ですよ ノシ



こんな感じで自分は電圧と電流を理解してますが、これこそ間違いがあるといけないので、エロい方のツッコミ待ってます (`・ω・´)ゞ





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更新日時:2012年07月20日10:15 │リポ話

この記事へのコメント

11.1vリポを金属歯に変えたミニ電動ガンに使ったら、ギュオォォォォオオオ!!
とか言ってものすごい勢いで連射してたけど給弾が追い付かない。
ニッスイ8.4vですらヤバめの音がしてるのに、流石にやりすぎた。

我ながら馬鹿すぎると思った。


p.s.
リポバッテリー分解して食べようと思ったら爆発した。
Posted by チルノ at 2012年07月20日 10:42
>チルノさん

……いろいろとデンジャラスなので、良い子のみなさんは決して真似をしてはいけません (;゜0゜)


まあ、壊すまでやらないと限界が分からないんですけどね f^_^;)
Posted by PresidentバトンPresidentバトン at 2012年07月20日 10:55
>>電気をホースを流れる水に例えると、水の圧力が電圧、ホースの太さが電流です。
流れる水が電流、ホースの太さ(=流れにくさ)は抵抗と考えるとわかりやすいです。
このときバッテリーはポンプになります。

>>バッテリーの表記の~
バッテリーの放電できる能力は
 容量[mAh]x放電性能[C]
で計算します。
レッドラインとイエローラインは放電性能の部分で差があります。
この数字は"バッテリーが流すことのできる最大の量"なので、
実際に流れる電流は電動ガンのチューニングしだいで変わります。
何十アンペアも電動ガンに流れているわけではないです。
(そんなことするとタミヤコネクタが燃えます)

>>リポなら充電すると1セル2.5vから5vぐらいまで変わります。
リポはとてもデリケートなので2.8V~4.2Vで使ってあげてください。
2.8Vを切って使うと充電できなくなります。
4.2Vを超えて充電すると異常な発熱をします。
両方とも最悪の場合発火するので、電圧管理には注意してあげてください。

バッテリーの交換時期はチェッカーで見るのが確実です。(あたりまえですが)
リポは容量が空になるギリギリまで電圧が下がりにくい=発射サイクルが落ちにくい
特性があるので、ニッケル水素のような感覚で使うと過放電している場合があります。
毎回電圧チェックするのが面倒な人は昼休みあたりで交換すると使い切ることもなくいい感じです。
保険のために挿しっぱなしにできるチェッカーを持っておくと便利です。


途中から社員みたいなことになってしまいましたがが
気になったところがあったのでコメントします。
Posted by ななしぃ at 2012年07月20日 12:00
電圧と、電流‥読んで字の如く♪ヽ(´▽`)/

電圧=押す力の量で、電流=流れる電気の量。

リポ、バツ&テリーの成長が気になるこの頃です|^▽^)ノ(笑)
Posted by 信太郎 at 2012年07月20日 12:11
ラジコンやってた時代ではラジコンLipoのハードケースをパカパカ開け閉めしてる人何人かいたからそっちのほうがデンジャラスかもw

自分はHitec_X4で充電してるので、充電中の電圧状況、バッテリーにどれだけ充電できたのかがリアルタイムで分かります^^(それ以上に逆接感知やコネクター接続チェック等複数の安全機能があるので事故が起こりにくいですw)
Posted by さばさば at 2012年07月20日 13:13
>ななしぃさん

あざーっす! 自分からも追記で、リポはセルバランスが狂い始めたら、そろそろ寿命が近いかもしれないので注意。数回、充放電を繰り返しても、セル間の電圧の違いが直らないようなら、そろそろご臨終です (^_^;)

そして、ちょっと膨れたぐらいでも、セルバランスが狂っていなくて、充電できるなら、まだ使えます ノシ



>信太郎さん

『バツ&テリー』って十数年ぶりに聞いたきがしますw



>さばさばさん

ラジコンの人は、それこそバッテリーで勝負が決まるからシビアですよね、そりゃ (´∀`)

エアガンの場合、バッテリーでサイクルやレスポンスは変わりますが、パワーや飛距離が変わることはないから、まあ、割りと大雑把でもなんとかかんとかw
Posted by PresidentバトンPresidentバトン at 2012年07月20日 14:27
今日の記事とコメントのおかげでLipoの疑問が晴れて良かったです^^

今はラジコンやってなくて電動ガンバッテリーに使ってますが、充電中のバッテリー状態の確認と4本同時充電可能なのでバッテリーの疑問をどんどん解決していきたいと思います^^
Posted by さばさば at 2012年07月20日 18:34
ホースの太さはコードの太さに置き換えた方がいいです。ホースも許容量を越えれば破裂して水が吹き出し、コードは燃え出しますからね。他の方の言う抵抗でもあります。
Posted by 通りすがり at 2012年07月20日 18:38
>通りすがりさん

ありがとうございます。ただ、ここでは電気を水に例えて、電圧を水圧としているので電流は水を通すホースの太さにしておきました (^_^;)



もちろん、バッテリーとは別に、配線のコードの容量によって、不足ならば抵抗になり発熱したりしますので、経路は余裕があるに越したことないですよね ノシ

ただ、電動ガンの場合、配線を通すスペースが厳しい場合が多いので、被覆が薄く、同じ外形なら線が太くなるシリコンコードが重宝されるんですよね ( ´ ▽ ` )ノ
Posted by PresidentバトンPresidentバトン at 2012年07月20日 18:58
電気屋が通りますw
電圧と電流ということですけど。
電圧はまあいいとして、電流(容量)の考え方が違うので一応訂正しておきます。
mAhは容量です。タンクの大きさだと思ってください。
Aは電流です。水の量です。
そして、ここには出てきていませんが、抵抗R[Ω]がホースの太さになります。
抵抗はモーターとバッテリーの両方に存在します。パッと見ではないので内部抵抗とも呼ばれます。
(厳密にはコードにもあるんですけどねw)

サイクルアップというのは、モーターでのパワーアップであり、それは、モーターでの電力[W]で決まります。
モーターでの電力Wはモーターにかかる電圧をVm、モーターの抵抗をRm、電流をIとすると
W=Vm・I=Vm2/Rm(I=Vm/Rmのため。理科で習いましたよね。)
となります。簡素化のために、Iは任意に選択できないと思ってください。
つまり、サイクルアップするためには、Vmを増やすか、Rmを減らすかのどちらかです。
Vmを増やすのは、バッテリーを高性能なものにすることで、Rmを減らすのは、モーターを高性能なモノにすることとなります。

ここで本題に戻ります。
電圧Vmを増やす方法の一つは、バッテリーの電圧を上げることになります。7.4Vから11.1Vに変更することに相当します。
じゃあ、もっと上げて14,8Vにすればいいんじゃ!!たしかにそのとおりです。ただ、モーターには、許容電流が決まっており、限界を超えるとモーターのコイルが焼け切れます。発熱量もすごいです。ただ。。ニトロ?みたいにちょっとの時間なら大丈夫だと思います。ただ、ギヤや周辺機器が耐えられるかはわかりませんけどねw

電圧Vm(注:モーターにかかる電圧)を上げる方法として、バッテリーの内部抵抗Rbが小さいバッテリーを選ぶというがあります。推測ですが、容量のおおきなバッテリーは内部抵抗が小さいようです。結果的に、大容量のバッテリーを利用すると内部抵抗が小さいため、Vmが上昇してサイクルアップするかと思われます。(測定すればわかるはず。)
7.4V 1400mAhから2000mAhに変更に相当します。
例として、
7.4v1400mAhの場合は、モーター電圧Vmが7.0V(0.4V分はバッテリーの内部抵抗によって消費されている。)
7.4v2000mAhの場合は、モーター電圧Vmが7.2V(0.2V分はバッテリーの内部抵抗によって消費されている。)
みたいな感じになっていると思われます。
全体の電流値Iは
I=Vb/(Rb+Rm) (バッテリーの電圧をバッテリーの内部抵抗とモーター抵抗とを足したもので割る。)
となります。

今回は、バッテリーの選択ですので、情報としては、
電圧と容量と内部抵抗値が記載されているといいですね。
まあ、だいたい、容量と内部抵抗は反比例しているようなので、容量が大きいものを選択すれば、サイクルアップするということになります。
まあ、でも中国製wですので、場合によっては、容量をアップしても内部抵抗が大きいバッテリーも存在しますので、一概には言えないかもしれません。
そして、容量詐欺のバッテリーも存在しますしww

以上、かなり簡単に説明してみましたw図がないとわかりにくいかもねぇ。
Posted by はまお at 2012年07月22日 18:15
>はまお

ありがとう、そしてありがとう!

…なんだけど、数式が出てきたあたりで拒否反応を示してしまうのが文系の悲しいサガなんだよ f^_^;)

いや、理科じゃならってないから、そこまで…
Posted by PresidentバトンPresidentバトン at 2012年07月22日 18:25
リポバッテリーについて質問です。久しぶりに遊んでたら撃てなくなるまで撃ってしまいました。
やば!っとおもって充電しようと思ったらバッテリーが膨らんでいました。(空気が入ってる感じで被覆がふくらんでる) このあと充電したら普段通り充電でき、ほっといたらバッテリーの膨らみも直ってました。

このまま使いつずけて大丈夫でしょうか?
使い始めたばかりで、万が一発火とかしたらこわいので聞いて見ました^^;
使ってるバッテリーはET1の7.4v 800mahです。
Posted by らっきょ at 2012年07月24日 01:10
>らっきょさん

リポが膨らむのは中の電解液が蒸発するからなんです。まあ、極端に膨らんでいないで、まだ充電・放電が正常に出来るならまだ使えると思います。

ただ、一度、膨らませてしまうと、性能は確実に落ちていますし、寿命も短くなってはいますので、そのうちダメになります(セルバランスが狂うか、充電できなくなります)

リポが燃えたりする可能性があるのは、ショートさせてしまったときとか、マルチ充電器で充電設定を間違えて過充電してしまったときとかなので、膨らんだぐらいなら、まあ、使えなくなるまで使っても大丈夫ですよ (^_^;)
Posted by PresidentバトンPresidentバトン at 2012年07月24日 06:12
わざわざ有難うございましたm(_ _)m

これでぐっすり眠れます(笑)
Posted by らっきょ at 2012年07月24日 13:35


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