新舊電池為何不能搭配使用

張長青　袁乃文

電池在人們的日常生活中扮演著十分重要的角色，無論是石英鐘、剃須刀，還是計算器、電子琴等都離不開它。我們都有這樣的經(jīng)驗，那就是電池用舊了要全部換掉，絕不能新舊混裝搭配使用。這是為什么呢？難道新舊搭配使用不是更節(jié)省嗎？

要回答這個問題，我們還要從電池本身的特性談起。普通的干電池有兩個很重要的特性，一個是電動勢ε，在電路中我們通常稱之為電源電壓U，另一個是它的內(nèi)阻r，因為電池和所有的導(dǎo)體一樣也有電阻。通常，一節(jié)新的干電池的電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.5Ω左右。當(dāng)電池使用相當(dāng)長一段時間后，電動勢會下降到1V左右，而其內(nèi)電阻卻可增大到幾百歐姆。

由于電池存在內(nèi)阻，在使用時我們也必須將其考慮進(jìn)去。拿普通手電來講，使用兩節(jié)干電池做電源，燈絲正常發(fā)光時電阻約為10歐姆，根據(jù)歐姆定律，我們不難算出：

電路中的電流為：

I=ε∕（R+r）=3V/11Ω≈0.27A

電源的總功率為：

P總=Iε=0.27A×3V=0.81W

燈泡獲得的電功率為：

P燈=I2R=（0.27A）2×10Ω=0.74W

電源的效率為：

η=P燈∕P總=0.74W/ 0.81W=91%

即電源輸出的功率絕大部分消耗在電燈上，做的是有用功，燈泡很亮。

設(shè)電源用舊后，電動勢將降到1V，內(nèi)電阻增大到200Ω。若新舊電池搭配使用，同樣的方法我們可以計算出電源的效率下降為5%。也就是說，電流做的功絕大部分消耗在電池自身的內(nèi)阻上，用來做有用功的就很少了，燈泡因而很暗甚至不發(fā)光。

綜上分析，我們不難看出，新舊電池搭配使用后，不但沒有省電，反而是浪費(fèi)了電能。所以，新舊電池不能搭配使用。