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新旧电池可以搭配使用吗

科普小知识2022-07-12 15:42:50
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当手电筒中的电池使用一段时间后,灯泡会逐渐变暗,需要更换新电池。有些人不愿意扔掉旧电池。他们安装了一个新电池,并将其与一个旧电池匹配,认为他们可以充分利用旧电池。真的是这样吗?我们不妨做个实验。串联使用一个新电池、一个旧电池或三个旧电池。结果,你会发现灯泡比你用两节新电池时要暗得多。为什么?这可以用我们学到的电学知识来解释。原来电池的两极之间有一定的电压。如果我们用伏特来测量,我们可以知道干电池的电压是1.5伏特。电池内部是一些导电物质。它们有一定的电阻,称为电池的内阻。新电池的内阻相对较小,约为0.5欧姆。我们可以用图8中虚线框的部分来表示电池。为了便于解释,内部电阻被拉到电池外部。在电池使用过程中,两端的电压逐渐降低,而其内阻逐渐增加。

假设我们用两个新电池串联给灯泡供电,那么两个电池的总压力是E1 = 2× 1.5 = 3伏。两个电池的总电阻在R范围内为1 = 2× 0.5 = 1欧姆;如果灯泡的电阻是R灯= 0.3欧姆,电路中的电流,

灯泡两端的电压为u灯1 = i1r灯= 0.3× 9v = 2.7v,灯泡消耗的电能为p灯1 = i1u灯1 = 0.3× 2.7w = 0.81w。如果新电池与旧电池串联使用。假设旧电池的电压降E2 = 1.2伏,内阻增加到10欧姆,按照上述计算,电路中的电流变为,

灯泡两端的电压为u灯2 = i2r灯= 0.138× 9v = 1.24v,灯泡上获得的功率为p灯2 = i2u灯2 = 0.138× 1.24w = 0.17w。当两个新电池通电时,功率仅为0.81W的五分之一。所以灯泡是暗的。这是因为旧电池的内阻很大,大部分能量消耗在电池的内阻上,导致电池发热,白白浪费能量。因此,新旧电池不应该一起使用。