ミニ四駆で強い単三電池はどれだろう? と日夜研究中です。そんなおり、すばらしい研究データが発表されました。
大電流で電池も加熱! ミニ四駆で無茶してみた~有名メーカー編何かモーターに負荷をかけて、大電流を流せないだろうか? あれこれ考えているうちに目に止まったのは、
タミヤのミニ四駆だ!
いろんな意味で無茶をするミニ四駆だけに、実験材料としてはピッタリ。さっそく、近所の模型屋さんに行って、なんだか速そうなネーミングの「マンタレイ Mk.II ブラックスペシャル」ってのを買ってきた。
専用のシャーシダイナモを製作、そして各メーカーのアルカリ乾電池で
・持久力
・瞬発力
を計測しています。
さらに次の週では、プライベートブランド、100円電池の性能もチェック。
大電流で電池も加熱! ミニ四駆で無茶してみた~コンビニPB軍団×100円ショップ帝国さて、今回実験するのは、豆電球の実験では有名メーカーの電池を凌駕するロングライフっぷりを見せたコンビニをはじめとしたプライベートブランドの電池と、100円ショップの電池たちだ。
大電流でもパナソニックや富士通 G PLUSより長持ちするものはあるのか? はたまた、パナソニックのエボルタや富士通 R SPECを搭載したミニ四駆を、ブッチ切れる100円ショップ電池はあるのか? これらの疑問を解明しよう!
その結果は順当なものから、意外なものまで。
大電流で電池も加熱! ミニ四駆で無茶してみた~コンビニPB軍団×100円ショップ帝国注目すべきは200km/hオーバーで走れる黄色い線の富士通 R SPEC、それを追うオレンジの線のパナソニック エボルタだ。また、少し速度は落ちるものの、終止電圧まで100kmオーバーで走行できる富士通 D RANGEも大電流を安定して取り出せる。富士通 D RANGEの宣伝に偽りなし! まさに大電流向けに特化した電池なのだ。
大電流を取り出せるのは意外にも富士通R SPEC(標準的なタイプ)で、それと同等なのがパナソニックEVOLTA。EVOLTAが高価なので、普段は富士通R SPECを使うのがいいかもしれません。
富士通 アルカリ乾電池 単4形 40個パック LR03RS(40S)
なお、タミヤ純正アルカリ乾電池、パワーチャンプは富士通乾電池のOEMというお話です。
さてアルカリ乾電池ばかりつかっていると、どうやら環境にもお財布にも悪いので、いわゆる充電池を使うのがよいです。
充電池にはニッカド(Ni-Cd)とニッケル水素(Ni-MH)があり、今はニッケル水素が主流です。特にエネループなど自己放電が少ないタイプは一度充電しておいて1年ほっておいても使えるので便利です。
ところがここでひとつ問題が。タミヤはミニ四駆において、この便利なニッケル水素充電池の使用を推奨していません。「絶対に使わないでください」とパッケージに表記してあります。これは推測ですが、子供が遊んでいるとどっかにぶつかって放置というケースがありますが、そのとき電源入りっぱなし、モーターは停止状態になって過電流が流れ、モーターが溶けて発火する事故があったのではないかと。実際うちではこの事故によってモーターが3個ほど溶け落ちたことがあるので、人事ではありません。
タミヤでは純正ニッカド電池を販売していますが、現在は生産中止のようで入手困難です。大会で利用できる二次電池(充電池)のはこのタミヤ純正ニッカド電池だけなので、今ではオークションサイトで高価で取引されています。2本で2500円と値づけしている人もいるほど。これではおいそれと買えません。
そこでいつもお世話になっている「えのもと」さんでオリジナルのニッカド電池を販売していたので、今回はこれを購入しました。
ニッカド充電池は電圧がアルカリ乾電池よりも低い(1.2V)ので回転数はあまりあがりませんが、大電流が流せるので、トルクに寄与するかもしれませんね。
できれば値段もこなれたニッケル水素電池が使えるといいんですが、なんとかなりませんかねえ>タミヤさん
よんど
こんにちは、電池の事を検索していたらヒットしました。^^
記事の中の『ニッカド充電池は電圧がアルカリ乾電池よりも低い(1.2V)ので回転数はあまりあがりませんが、大電流が流せるので、トルクに寄与するかもしれませんね。』よいう部分ですが、モーターの事に詳しくないため理解できませんでした。
1.5V だと回転数は高くてトルクが低い・1.2V だと回転数は低くてトルクが高い と理解しましたが、それでいいですか?
なぜこうなるのか知りたいです。よろしくお願いします。
tnoma
>よんどさん
まず電池の素材により起電力(電圧)が異なり、普通の乾電池は1.5V、ニッカド充電池は1.2Vです。
同じ電流であれば電圧が高い方がモーターは高い回転数となります。
一方トルクは流せる電流に依存します。
ミニ四駆モーター、特にハイパワーのものは抵抗が少なく大電流流せます。
しかし電池には「内部抵抗」というものがあり、実際にはこの内部抵抗と負荷抵抗(モーターの抵抗)を合わせた抵抗により流れる電流は決まります。
式で表すと
E=I(R+r)
E: 電圧[V]
I: 電流[A]
R: 負荷抵抗[Ω]
r: 内部抵抗[Ω]
式を変形すると
I=E/(R+r)
です。Eが1.2Vより1.5Vの方がIは大きくなる傾向ですが、R+rがそれよりも大きくなると結果Iは小さくなります。
電池の内部抵抗は外の気温や、電流が流れることにより電池が過熱することで随時変化します。
mk1502.web.fc2.com/room0/ba_charg2.htm
が参考になります。
よんど
ありがとうございます!
電池の内部抵抗とモーターの抵抗を合計するんですね。式もわかりやすかったです。電圧が低くても結果的に電流が流れることもあるという事を、初めて理解しました。
『同じ電流であれば電圧が高い方がモーターは高い回転数となります。』
の部分ですが、結果的に同じ電流だった場合にも、電圧が違うとモーターの電磁石が違った作用をするのですか? 電圧の違いがモーターに与える影響がよくわかりません。
『トルクは流せる電流に依存します。』こちらは何となくそうかなと納得してしまいます。
モーターの回転数とトルクが別々に考えられないです。
(^^;
tnoma
>よんどさん
出力はワット(仕事率)で換算しますが、
W = VA = 電圧 x 電流
です。そのため電流が同じであれば電圧が高い方がWが高くなります。
トルクについてはちょっと語弊がありましたね、電流と巻き数(ターン数)に依存します。
ついでにいえば電線の太さ、長さでモーターの抵抗が決まるので、トルクと回転数はそう単純に求められないですね。負荷にもよりますし。
あとは実験あるのみですw
よんど
なるほど、ワット!
電圧 x 電流ですか、覚えておきます。
((φ(..。) カキカキ
>電流と巻き数(ターン数)に依存
>電線の太さ、長さでモーターの抵抗が決まる
むずかしいですね・・o( ̄- ̄;)o
ちょっと勉強してみます。
この先、電気自動車ばかりになってきた時のためにも。^^
いろいろありがとうございました。
tnoma
>よんどさん
モーターも奥深いですねー。
缶、コアの大きさが同じだと電線の太さ、巻き方で巻き数が制限されます。電線の長さ=負荷抵抗となるのともちろん永久磁石の強さもファクターですし、考え出すときりがありませんねw
この先EVになるとこういう知識が役にたつかもしれません。モーターも冷した方がいいから水冷になるかもしれないし、今後のEVの発達にも注目してます。
では今後ともよろしくお願いします。