¿Cómo se puede crear un circuito simple que agote una batería en unas pocas horas?

Simplemente se quemará más tenue durante más tiempo de esa manera. Lo que tienes que hacer es sacarle más corriente. Primero, obtendría un voltímetro barato, probablemente pueda encontrar uno por $ 15 o menos. Luego, si observa esta hoja de datos para una batería AAA Energizer, verá que tienen un cuadro de descarga allí.

Entonces, si desea matar una batería en menos de 10 horas, deberá absorber alrededor de 100 mA de corriente constante. A partir de 1,5 V, eso significaría que necesitaría una resistencia de aproximadamente 15 ohmios. Tendrá que poder disipar esa potencia, por lo que P = 15 ohmios * 100 mA ^ 2 es aproximadamente 150 mW de potencia. Así que busque una resistencia de 15 ohmios de un cuarto de vatio. A medida que el voltaje disminuye, también lo hará el consumo de corriente, pero eso debería estar bien para este experimento. Simplemente tome una medida de voltaje cada hora o después de 10 horas, depende de usted decidir qué voltaje significará que está "muerto". No se limite a cortocircuitar la batería, aunque eso podría ser peligroso.

Si quiere hacer lo del LED porque se ve más emocionante :) Solo necesita elegir un valor de resistencia más bajo y tal vez una potencia más alta o más LED en paralelo (con resistencias limitadoras de corriente). La razón por la que sopló el LED la primera vez fue que pasó demasiada corriente a través de él, y la razón por la que no funcionó con una batería es porque hay un voltaje llamado voltaje directo para el LED que debe cumplirse antes de que fluya la corriente. Puede encontrarlo en la hoja de datos del LED junto con la corriente máxima que el LED puede usar y usar eso para calcular el valor más bajo de la resistencia limitadora de corriente que puede usar.

Aquí hay otra tabla útil para usar de esa hoja de datos.

Eso le da una idea de lo que sucederá con la temperatura de la batería.

Un LED típico necesita alrededor de 2 voltios para encenderse, pero también necesita un medio para limitar la corriente. Cuando coloca una batería AA (1,5 voltios) en serie con el LED, el voltaje estaba por debajo del voltaje de encendido del LED y no sucedió nada. Cuando colocas dos pilas AA en serie (3 voltios) con el LED, se enciende pero no hay nada que limite la corriente (aparte de la resistencia interna de las pilas, que es muy baja) y, por lo tanto, se funde. Con una batería de litio de 3 voltios, hay suficiente voltaje para encender el LED, pero como la batería de litio tiene una mayor resistencia interna, la corriente del LED no alcanzó el nivel de quemado. Con una resistencia de 1000 ohmios en serie, la corriente es mucho menor, el LED brillará más tenuemente y durará mucho más. Si tuviera un voltímetro para medir el voltaje de la batería a lo largo del tiempo (por ejemplo, cada hora), podrá obtener una imagen mucho mejor del rendimiento de la batería. Trazar un gráfico de voltaje versus tiempo a diferentes temperaturas sería una buena presentación. Ni siquiera tiene que esperar a que se agote la batería para ver la diferencia. Los voltímetros se pueden comprar por solo unos pocos dólares, por lo que recomiendo este enfoque, ya que es mucho más cuantitativo que solo observar el brillo de un LED.

La capacidad de las baterías se define por mAH, por lo que básicamente es una batería de 1000 mAH (mAH = miliamperios hora). Para calcular la cantidad de tiempo de ejecución que tiene, debe dividir la cantidad de corriente que consume su sistema con la capacidad de la batería. Por ejemplo, si su LED con su resistencia en serie consume 10 mA, la batería funcionará durante 1000 mAH/10 mA = 100 horas.

Si aumenta el consumo de corriente al disminuir la resistencia en serie o al colocar una resistencia en paralelo, su tiempo de ejecución se ajustará en consecuencia.