¿Cuál es la relación entre voltios y amperios en las baterías?

Lo primero que debe decir es que siempre que use diodos láser (o LED) debe limitar la corriente que ingresa al dispositivo. No puede confiar en el voltaje de la batería para producir exactamente 4,5 V x 2 porque si produce 4,6 V x 2, entonces podría encontrar que la corriente en los diodos láser (2 en serie) pasaría de 50 mA a más de 100 mA o mucho más. lo que lleva a la destrucción del diodo láser.

Al igual que los LED, los diodos láser tienen una caída de voltaje directa típica (4,5 V en su caso) a la corriente nominal (digamos 50 mA) y algunos pueden ser solo 4,4 V y si tuviera un montón de estos, es posible que hayan muerto y usted se arrepentirá de gastar el dinero, así que use una resistencia en serie o un mecanismo de control de corriente activo.

Sin ver la hoja de datos, puedo imaginar que la salida láser completa de 5 mW se logra con alrededor de 50 mA de corriente y que la disposición de la batería tiene suficiente resistencia en serie interna para limitar la corriente a niveles seguros.

Si un par de láseres en serie tomaran 50mA, entonces 4 pares tomarían 200mA y ya una batería PP3 comenzaría a reducir su voltaje de salida y atenuaría los láseres. Mire la curva de descarga de una batería Energizer 522 9V: -

Con una carga de 200mA después de 2 horas el voltaje será de 4.8V. Podría estimar que después de 40 minutos sería de 7,6 V y muy por debajo de los 2 x 4,5 V necesarios para el diodo láser. Podría estimar que cada minuto que pasa, el voltaje de la terminal de la batería cae 35 mV y después de 2 horas, esta caída es de 4,2 V, ¡por lo tanto, solo quedan 4,8 V en las terminales!

De hecho, si los diodos láser tuvieran exactamente 4,5 V, después de unos minutos no habría suficiente voltaje para activarlos. ¡Y esta era una batería que se había usado para encender algunos LED durante unas horas!

El paquete de baterías hecho con varias baterías de 1,5 V puede generar mucha más corriente durante un período de tiempo más largo. De todos modos, si estuviera usando un paquete de baterías, lo haría de 6 V y tendría resistencias de límite de corriente individuales para láseres, es decir, no conectaría en serie.

Para sacar más provecho de la batería de 9V (y no obtendrá mucho más), puede conducir cada uno individualmente desde los 9V con una resistencia de límite de corriente. Debe averiguar cuál es la corriente directa del láser. Puedo adivinar a 50 mA y esto significaría que una resistencia cuentagotas sería: -

$\dfrac{9V - 4.5V}{50mA} = 90 ohms$

Una batería es una colección de celdas ; el voltaje de cada celda se determina por su química, más un pequeño factor que depende de qué tan completamente cargada esté.

La entrega de corriente está limitada por la resistencia interna de la batería. Esto depende principalmente del área de superficie de los electrodos de la celda, por lo que inevitablemente se necesitan paquetes de baterías más grandes para aplicaciones de alta corriente.

Puede medir la resistencia interna de una batería observando cómo cae el voltaje para un mayor consumo de corriente y luego aplicando la ley de Ohm. Eso le permitiría responder (4).

70 diodos que consumen 50 ma cada uno serían 3,5 amperios, que es bastante. Para ese nivel de corriente, buscaría paquetes de baterías R/C; Los "3S" tienen un voltaje nominal de 11.1V. Esto está ligeramente por encima del voltaje nominal de los LED, así que agregue una resistencia de 47 o 36 ohmios de 1/4 de vatio en serie con cada par de diodos láser .

Una batería ideal tendría una salida de 9 V y mantendría esta salida de 9 V con 1, 10, 100 lámparas (o diodos láser) durante 1-2-10-1000 horas y para siempre.

Desafortunadamente, las baterías del mundo real son diferentes.

• cada batería viene con cierta resistencia en serie, por lo que a medida que agrega más y más lámparas (o láseres), se desperdicia más y más energía en esta resistencia en serie y sus lámparas brillarán atenuadas

• cada batería funciona con una reacción química, y debido a que no hay una fuente interminable de "combustible" en la batería, la batería eventualmente se agotará. Dependiendo de la carga, este tiempo de drenaje puede ser aceptable (por ejemplo, un abridor de puerta de garaje puede funcionar con una batería durante 2 años), pero a veces inaceptablemente rápido.

Es muy difícil encontrar números exactos sobre las baterías de grado de consumo. La regla general es que una celda AA de 1.5V es 1500mAH. Esto significa muy aproximadamente que puede ejecutar una carga que consume 1500 mA durante una hora (esto es teoría), o puede ejecutar una carga de 150 mA durante 10 horas, o puede ejecutar una carga de 15 mA durante 100 horas.

Las baterías de consumo están diseñadas y optimizadas para cargas específicas. Por ejemplo, la batería de 9 V está optimizada para cosas de bajo consumo de energía, como radios de transistores, y funciona mejor si la carga es de 15 mA o menos. Si lo carga más, la relación anterior no se mantendrá. Si desea obtener una corriente de 1000 mA, no sucederá por mucho tiempo.

Cuando elija baterías, busque el drenaje típico: su circuito no consumirá más que esto si desea permanecer en el área segura. Luego, dependiendo de su tiempo de ejecución objetivo, elija un mAh que coincida. Por ejemplo, una batería de 9 V puede servir hasta 15 mA normalmente, y es de 500 mAh, por lo que puede obtener un tiempo de ejecución de 33 horas.

Tenga en cuenta que mejores químicas darán un resultado mucho mejor. Las pilas alcalinas, de litio, etc. marcan la diferencia aquí, pero en las baterías de grado de consumo es muy difícil obtener números reales detrás de la mierda de marketing. Por lo tanto, es común usar baterías industriales con química de iones de litio o polímero de litio, que le brindan mejores resultados y vienen con documentación clara y detallada sobre los números reales.