Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lebensdauer einer Batterie


von Hans Peter (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich hätte mal eine (theoretische) Frage zur Lebensdauer einer Batterie. 
Angenommen, die Batterie hätte eine Kapazität von 2000 mAh und eine 
SPannung von 9 V. Weiters gehen wir davon aus, dass die Entladekurve 
eine ideale Rechtecksfunktion ist. Wenn ich nun eine LED mit einem Rv 
dranhänge und das Ganze für 20mA durch die LED dimensioniere, dann 
sollte die Batterie also 100h laufen. Kann man so eine Aussage rein 
durch die Betrachtung des Stromes machen?

Was mich verwirrt, ist folgendes: was ist, wenn ich eine zweite LED in 
Serie dazuschalte, den Rv so ändere, dass wieder 20mA durch die beiden 
LEDs fließen, ist die Lebensdauer dann gleich? Das würde heißen, ich 
könnte 2 LEDs mit gleicher Helligkeit gleich lange betreiben wie eine 
LED?!

Danke, lG

von pt (Gast)


Lesenswert?

Du kannst 2 LEDs mit der gleichen Helligkeit betreiben und hast dann im 
Vorwiderstand entsprechend weniger Verluste :)

von Peter Z. (Gast)


Lesenswert?

Ja, Lebensdauer ist "praktisch" gleich.
Bei einer Led wird einfach die noch "ungenutzte" Spannung im Widerstand 
verbraten.

von Rowland (Gast)


Lesenswert?

Und genau darum kommen so gerne Schaltregler zum Einsatz, weil dann 
leuchtet eine LED (theoretisch) genau doppelt so lange wie zwei LEDs.

von Peter R. (pnu)


Lesenswert?

Besserwisser: Was Du beschreibst, (mAh) ist die Kapazität der Batterie.

Die Lebensdauer ist etwas Anderes: Das ist die Zeit, die eine Batterie 
durch Selbstentladung braucht, bis sie nicht mehr verkaufbar oder 
brauchbar ist.

Außerdem, nicht vergessen. Das Rechnen mit der Kapazität bringt nur 
annähernde Ergebnisse, die im 50% bis in den Bereich ungenau sein 
können. Die Kapazität ist nämlich sehr von der Höhe des Entladestroms 
abhängig.

von Roland .. (rowland)


Lesenswert?

Peter R. schrieb:
> Die Kapazität ist nämlich sehr von der Höhe des Entladestroms
> abhängig.

Auch bei einer theoretischen Batterie mit reckteckigem Spannungsverlauf?

von Hans Peter (Gast)


Lesenswert?

:) danke für die Antworten...

Besserwisser: Ich denke jeder versteht, was ich in diesem Zusammenhang 
damit gemeint habe...

Vielen Dank, lG

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Hans Peter schrieb:
> Was mich verwirrt, ist folgendes: was ist, wenn ich eine zweite LED in
> Serie dazuschalte, den Rv so ändere, dass wieder 20mA durch die beiden
> LEDs fließen, ist die Lebensdauer dann gleich? Das würde heißen, ich
> könnte 2 LEDs mit gleicher Helligkeit gleich lange betreiben wie eine
> LED?!

Ja, das könntest du. Wenn die LED genügend kleine Flußspannung haben, 
könntest du auch 3 oder 4 davon in Reihe schalten und deine theoretische 
Batterie würde bei 20mA immer noch 100h halten.

Der Widerspruch ist nur ein scheinbarer. Er löst sich sofort auf, wenn 
du die Szenarien mal durchrechnest. Wenn du insbesondere mal ausrechnest 
welche Leistung jeweils in den LED und im Vorwiderstand umgesetzt wird. 
Und wenn du diese Leistungen pro Szenario addierst.


XL

von Ketzer (Gast)


Lesenswert?

Könnte man den bösen Vorwiderstand ja gleich einsparen, wenn der nur 
Energie vernichtet..

von Zweifler (Gast)


Lesenswert?

Ketzer schrieb:

> Könnte man den bösen Vorwiderstand ja gleich einsparen, wenn der nur
> Energie vernichtet..

Das hast du aber Glück gehabt. Leute die behaupten, dass Energie 
vernichtet wird, kommen so oder so auf den Scheiterhaufen.

Schöne Grüße an Johanna.

von Hans Peter (Gast)


Lesenswert?

Ok, mit den Leistungen wirds dann klar!

Ich habe da mal was von Schaltreglern gehört, die extra für den Betrieb 
von LEDs ausgelegt sind, wo man keinen Vorwiderstand benötigt. Gibt es 
die und habt ihr Erfahrungen damit?

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


Lesenswert?

Roland ... schrieb:
> Peter R. schrieb:
>> Die Kapazität ist nämlich sehr von der Höhe des Entladestroms
>> abhängig.
> Auch bei einer theoretischen Batterie mit reckteckigem Spannungsverlauf?

Ja, auch da.

Ein 9V-Block von Energizer (Nr. 522) liefert laut Datenblatt [1] bei 
einer Entladeschlussspannung von 6 V typischerweise folgende Werte:

  1 mA für 800 h    =  800 mAh
 10 mA für  55 h    =  550 mAh
100 mA für   4 h    =  400 mAh
200 mA für   1,7 h  =  340 mAh
300 mA für  55 min  =  275 mAh
400 mA für  25 min  =  167 mAh
500 mA für  12 min  =  100 mAh
600 mA für   9 min  =   90 mAh
700 mA für   5 min  =   58 mAh

Man sieht deutlich, wie die Kapazität mit steigendem Entladestrom 
abnimmt.

[1]http://www.reichelt.de/?&ACTION=7&LA=3&INDEX=0&FILENAME=D500%252FENERGIZER9%2523ENE.pdf

: Bearbeitet durch User
von Alexander S. (esko) Benutzerseite


Lesenswert?

Hans Peter schrieb:
> Ich habe da mal was von Schaltreglern gehört, die extra für den Betrieb
> von LEDs ausgelegt sind, wo man keinen Vorwiderstand benötigt. Gibt es
> die und habt ihr Erfahrungen damit?

Wenn es dir auf Größe und Gewicht ankommt, dann würde ich eine 
Mignonbatterie und einen einfachen Step-Up wie den PR4403 oder PR4404 
empfehlen.
Wenn du nach einem dieser Nummern im Forum suchst, wirst du die meisten 
deiner Fragen beantworten können.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Hans Peter schrieb:
> Ok, mit den Leistungen wirds dann klar!

Gut.

> Ich habe da mal was von Schaltreglern gehört, die extra für den Betrieb
> von LEDs ausgelegt sind, wo man keinen Vorwiderstand benötigt. Gibt es
> die und habt ihr Erfahrungen damit?

Klar gibts die. Der Artikel Konstantstromquelle fuer Power LED 
zeigt, wie man sowas mit einem Pfennig-Schaltregler (MC34063) aufbaut. 
In den Links findest du dann auch Schaltregler, die für den Betrieb als 
LED-Treiber optimiert sind.


XL

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Alexander Schmidt schrieb:

>>> Die Kapazität ist nämlich sehr von der Höhe des Entladestroms
>>> abhängig.
>> Auch bei einer theoretischen Batterie mit reckteckigem Spannungsverlauf?
>
> Ja, auch da.

Nein, eben nicht. Deswegen macht man ja eine theoretische Betrachtung 
mit idealen Bauteilen, damit man störende Details ausblenden kann.

> Ein 9V-Block von Energizer (Nr. 522) liefert laut Datenblatt [1]

Kein Mensch bezweifelt, daß eine reale 9V Batterie sich so verhält. Aber 
es ist ebenso offensichtlich daß der TE keine reale Batterie im Blick 
hatte als er seine Frage stellte.

Was du hier tust, ist nicht hilfreich. Wenn dich jemand fragt wie das 
mit der Selbstbedienungs-Tankstelle funktioniert, dann zeigst du ihm ja 
auch nur wie er den Rüssel in den Tank stecken muß und schwallst ihn 
nicht zusätzlich damit zu, wie man den Kraftstoffilter wechselt, was man 
bei Wasser im Tank tut und welche Versicherung unter welchen Umständen 
dafür aufkommt wenn man den falschen Kraftstoff getankt hat.


XL

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


Lesenswert?

Axel Schwenke schrieb:
>>>> Die Kapazität ist nämlich sehr von der Höhe des Entladestroms
>>>> abhängig.
>>> Auch bei einer theoretischen Batterie mit reckteckigem Spannungsverlauf?
>> Ja, auch da.
> Nein, eben nicht. Deswegen macht man ja eine theoretische Betrachtung
> mit idealen Bauteilen, damit man störende Details ausblenden kann.

Bei einer idealen Spannungsquelle ist das natürlich nicht dabei. Die hat 
aber auch keine Kapazität. Der Begriff "theoretische Batterie" ist noch 
nicht besetzt und kann daher alles bedeuten.

> Aber es ist ebenso offensichtlich daß der TE keine reale Batterie im Blick
> hatte als er seine Frage stellte.

Die Frage kam nicht vom Threadersteller, sondern von Roland.

von Rolf Magnus (Gast)


Lesenswert?

Alexander Schmidt schrieb:
> Bei einer idealen Spannungsquelle ist das natürlich nicht dabei. Die hat
> aber auch keine Kapazität. Der Begriff "theoretische Batterie" ist noch
> nicht besetzt und kann daher alles bedeuten.

Na so ein Glück, daß er's dazugeschrieben hat:

Hans Peter schrieb:
> Weiters gehen wir davon aus, dass die Entladekurve eine ideale
> Rechtecksfunktion ist.

Sprich: Volle 9V solange, bis 2000 mAh entnommen sind, dann 
schlagartiger Abfall der Spannung auf 0V, unabhänig von Entladeströmen, 
Temperaturen, Exemplarstreuung u.s.w.
Mal so aus Interesse: Wie würdest du denn eine ideale Batterie 
definieren?

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Rolf Magnus schrieb:
> eine ideale Batterie

Ist umweltneutal, wird nie leer und kostet nix :-)

Leider fand ich diese bisher nicht. Weniger ideale Batterien kennt die 
Wiki besser. Mindestens eine davon ist schon auf dem Mond. 
http://de.wikipedia.org/wiki/Plutoniumbatterie

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.