건전지 잔량을 알기 위해ㅓ는 바닥에 수직으로 떨어뜨려 보면 되낟는데 그건 어떤 원리로 알수 있는 건가요????

Question

건전지 잔량을 알기 위해ㅓ는 바닥에 수직으로 떨어뜨려 보면 되낟는데 그건 어떤 원리로 알수 있는 건가요???? 충전된 용량에 다라서 달라지는건ㄷ요>

Answer 1

안녕하세요.

건전지를 바닥에 수직으로 살짝 떨어뜨려 잔량을 가늠하는 방법은 알카라인 건전지의 경우 맞는 말이긴 합니다. 이는 배터리 내부 물질의 기계적 상태 변화 때문인데요, 이때 충전된 용량 자체가 직접 반발력을 만드는 것이 아니라, 방전되면서 내부 구조가 변해 튀는 정도가 달라지는 것입니다. 알카라인 건전지는 내부에 아연, 이산화망간, 전해질 등이 들어있는데요, 새 건전지일 때는 내부 물질이 비교적 젤状 또는 촘촘하게 채워져 있고, 충격 에너지를 흡수하는 성질이 큽니다. 그래서 바닥에 세워서 떨어뜨리면 통통 튀기보다 둔하게 떨어지고 바로 서거나 한두 번만 움직이는 경향을 보이는 것입니다.

반면 많이 사용한 건전지는 방전 과정에서 내부 반응물이 생성물로 바뀌고, 수분 분포와 점도, 입자 구조가 달라지기 때문에 내부 물질이 더 건조해지거나 단단한 결정성 물질이 늘고, 빈 공간이 생기며 충격 흡수력이 줄어듭니다. 따라서 떨어졌을 때 에너지를 덜 흡수하고 더 높게 튀거나 넘어지며 통통 튀는 현상이 나타날 수 있습니다. 하지만 이 방법은 잔량 전압을 직접 측정하는 방법은 아닌데요, 이는 배터리 내부 화학 상태가 방전에 따라 달라지고, 그 결과 기계적 반응이 바뀌는 것을 간접적으로 보는 것입니다. 또한 제조사마다 내부 구조가 다르고, 같은 브랜드라도 생산 시기마다 다를 수 있는데다가, 온도, 바닥 재질, 떨어뜨리는 높이, 각도에 따라 결과가 달라지며 일부 배터리는 거의 차이가 없을 수도 있습니다. 따라서 가장 정확한 잔량 확인은 멀티미터로 무부하 전압 또는 부하를 걸었을 때 전압을 측정하는 것입니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

건전지를 바닥에 떨어뜨려 잔량을 확인하는 방법은 내부 물질이 화학 반응을 거치며 물리적인 성질이 변하는 원리를 이용한 것입니다. 흔히 사용하는 알칼리 건전지는 사용량에 따라 내부 상태가 젤에서 고체로 변하며 반동의 크기가 달라집니다.

​새 건전지 내부에는 아연 입자들이 끈적끈적한 젤 상태로 채워져 있습니다. 이 젤 성분은 일종의 충격 흡수제 역할을 하기 때문에, 새 건전지를 바닥에 떨어뜨리면 충격 에너지를 분산시켜 튀어 오르지 않고 툭 하며 멈춰 섭니다.

​하지만 건전지를 사용하면 내부의 아연이 산화반응을 일으키며 산화아연으로 변하게 됩니다. 이 산화아연은 입자들 사이에 미세한 다리 구조를 형성하며 딱딱한 고체 결정으로 굳어지는 성질이 있습니다. 건전지를 다 쓸수록 말랑했던 내부가 점점 딱딱해지면서, 바닥에 부딪힐 때 충격을 흡수하는 대신 밖으로 튕겨내는 탄성이 생기게 됩니다. 마치 푹신한 진흙 뭉치는 바닥에 붙어버리지만, 단단한 공은 높이 튀어 오르는 것과 같은 이치입니다.

​따라서 건전지를 세워 떨어뜨렸을 때 통통 튀면서 쉽게 쓰러진다면, 내부가 이미 딱딱한 산화물로 가득 차 에너지를 거의 다 소모했다는 증거입니다. 반면 바닥에 묵직하게 달라붙듯 선다면 아직 사용할 에너지가 충분히 남았다고 판단할 수 있습니다. 다만 이 현상은 알칼리 건전지 특유의 화학 변화 덕분에 나타나는 것이므로, 내부 구조가 다른 리튬 배터리나 충전지에는 적용되지 않습니다.