Как создать простую схему, которая разрядит аккумулятор за несколько часов

Просто так дольше будет гореть диммер. Что вам нужно сделать, так это вытянуть из него больше тока. Сначала я бы купил дешевый вольтметр, который вы, вероятно, найдете за 15 долларов или меньше. Затем, если вы посмотрите на это техническое описание батареи energizer AAA, вы увидите, что там есть диаграмма разрядки.

Так что, если вы хотите убить батарею менее чем за 10 часов, вам нужно будет высосать около 100 мА постоянного тока. Начиная с 1,5 В, это означает, что вам понадобится резистор около 15 Ом. Он должен иметь возможность рассеивать эту мощность, поэтому P = 15 Ом * 100 мА ^ 2 составляет около 150 мВт мощности. Так что ищите резистор на 15 Ом/кватерватт. По мере снижения напряжения будет потребляться и ток, но для данного эксперимента этого вполне достаточно. Просто измеряйте напряжение каждый час или через 10 часов, вам решать, какое напряжение будет означать, что он «умер». Не замыкайте батарею, хотя это может быть опасно.

Если вы хотите использовать светодиоды, потому что это выглядит более интересно :) Вам просто нужно выбрать меньшее значение резистора и, возможно, большую мощность или большее количество светодиодов параллельно (с токоограничивающими резисторами). Причина, по которой вы взорвали светодиод в первый раз, заключалась в том, что вы пропустили через него слишком большой ток, а причина, по которой он не работал с одной батареей, заключается в том, что существует напряжение, называемое прямым напряжением для светодиода, которое должно быть достигнуто, прежде чем ток потечет. Вы можете найти его в таблице данных светодиода вместе с максимальным током, который может использовать светодиод, и использовать его для расчета наименьшего значения токоограничивающего резистора, который вы можете использовать.

Вот еще одна полезная диаграмма из этой таблицы.

Это дает вам представление о том, чего ожидать от перегрева батареи.

Обычному светодиоду для освещения требуется около 2 вольт, но ему также нужны средства ограничения тока. Когда вы включили одну батарейку АА (1,5 вольта) последовательно со светодиодом, напряжение было ниже напряжения включения светодиода, и ничего не произошло. Когда вы соединили две батарейки АА (3 вольта) со светодиодом, он загорелся, но не было ничего, что ограничивало бы ток (кроме внутреннего сопротивления батарей, которое очень мало), и, следовательно, он взорвался. С 3-вольтовой литиевой батареей напряжения достаточно для включения светодиода, но, поскольку литиевая батарея имеет более высокое внутреннее сопротивление, ток светодиода не достигает уровня перегорания. С последовательным резистором 1000 Ом ток намного меньше, светодиод будет светиться тусклее, да и прослужит намного дольше. Если бы у вас был вольтметр для измерения напряжения батареи с течением времени (скажем, каждый час), вы сможете получить гораздо лучшее представление о производительности батареи. Построение графика зависимости напряжения от времени при разных температурах было бы хорошей презентацией. Вам даже не нужно ждать, пока разрядится батарея, чтобы увидеть разницу. Вольтметры можно купить всего за несколько долларов, поэтому я рекомендую этот подход, поскольку он гораздо более количественный, чем просто наблюдение за яркостью светодиода.

Емкость батарей определяется мАч, поэтому в основном это батарея емкостью 1000 мАч (мАч = миллиампер-часы). Чтобы определить количество времени работы, которое у вас есть, вам нужно разделить количество тока, потребляемого вашей системой, на емкость аккумулятора. Например, если ваш светодиод с последовательным резистором потребляет 10 мА, то батарея будет работать 1000 мАч/10 мА = 100 часов.

Если вы увеличите потребляемый ток, либо уменьшив последовательное сопротивление, либо подключив резистор параллельно, время работы изменится соответствующим образом.