Durata Batteria da 9V che Alimenta una Lampadina da 3,5V: Calcolo del Runtime e Fattori Reali
La durata dipende dall'assorbimento di corrente della lampadina, non solo dalla tensione. Una "lampadina da 3,5V" potrebbe assorbire 0,01A (LED) o 0,5A (a incandescenza)—una differenza di 50×. Ecco come calcolare e cosa succede realmente.
La Matematica (Caso Ideale)
Assunzioni: Batteria alcalina 9V (565 mAh tipici), lampadina 3,5V @ 100 mA (0,1A), resistenza in serie per cadere 5,5V.
- Potenza lampadina:
P = V × I = 3,5V × 0,1A = 0,35W - Potenza resistenza:
P = I²R = (0,1)² × 55Ω = 0,55W(sprecata come calore) - Potenza totale dalla batteria:
0,35W + 0,55W = 0,9W - Energia batteria:
E = 9V × 0,565Ah = 5,085 Wh - Durata ideale: 5,085 Wh / 0,9 W = 5,65 ore
Ma le 1,61 ore nella risposta originale usavano matematica sbagliata: dividere mAh per watt (incompatibilità di unità). Corretto: Wh / W = h o mAh / mA = h.
Fattori di Derating Reali
| Fattore | Effetto sulla Durata | Impatto Tipico |
|---|---|---|
| Caduta tensione alcalina | Tensione cala sotto carico → lampadina si oscura presto | –20–30% capacità utilizzabile a 100mA |
| Aumento resistenza interna | Peggiora la caduta di tensione man mano che la batteria si scarica | Interruzione a ~5,5V (lampadina troppo debole) |
| Temperatura | Freddo → capacità crolla | –50% a 0°C |
| Tolleranza resistenza / varianza lampadina | La corrente effettiva può differire | ±10–20% |
| Qualità batteria | Marca vs. negozio a dollaro | 2× differenza di capacità |
Stima Realistica
3–4 ore a "luminosità utile" (lampadina visibilmente accesa), 5–6 ore a scarica completa. Non 1,6, non 20.
Modi Migliori per Alimentare una Lampadina da 3,5V da 9V
| Metodo | Efficienza | Guadagno Durata | Complessità |
|---|---|---|---|
| Resistenza in serie (sopra) | ~39% | Base | Triviale |
| Convertitore buck (LM2596, MP1584) | 85–92% | 2,2–2,4× più lunga | Bassa (modulo $1) |
| 3× NiMH AA (3,6V nominale) | Diretto ~95% | 3–4× più lunga (2500 mAh × 3,6V = 9Wh) | Portabatterie |
| Li-ion 14500 + buck | 90%+ | 3–5× più lunga | Cella protetta + modulo |
Misura la Corrente Effettiva della Tua Lampadina
- Imposta il multimetro su mA (portata 200mA o 10A).
- Interrompi il circuito: batteria + → morsetto + → lampadina → resistenza → batteria −.
- Leggi la corrente. Usa quel valore in:
Durata (h) = 565 mAh / I(mA) × 0,7 (derating).
Esempio: Se la lampadina assorbe 50 mA → 565/50 × 0,7 = 7,9 ore. Se 200 mA → 2 ore.
Conclusione: Misura la corrente. Usa un convertitore buck se vuoi efficienza. Non fidarti di stime basate solo sulla tensione.