Hallo zusammen.
Danke für die Hinweise, ich glaube ich blicke jetzt etwas besser durch (was für diese Art von Projekt ja nicht ganz verkehrt wäre ) und Ihr habt natürlich recht, mit Kurzschlussspannung meinte ich die Leerlaufspannung und der vermeintliche Spannungsabfall über dem Motor ist, wie ich jetzt gelernt habe, wohl der Spannungsabfall dess Innenwiederstandes der Batterie. Und der hängt vom durchflossenen Strom ab, welcher wiederum davon abhängt, wieviel der jeweilige Verbraucher gerade zieht. Und das wiederum hängt vom Verbraucher- bzw. Lastwiederstand ab, ist also variabel.
Zur Berechnung des Stromflusses benötige ich also den Lastwiederstand und entsprechend dem Hinweis von Alex ist der leider im Falle des Motors im Betrieb höher als die offline gemessenen 6.7 Ohm. Insofern sind also die 164 mA leider nicht zutreffend, es dürfte sich da eher um etwa 23mA gehandelt haben, zumindest soweit ich das im Nachhinein rekonstruieren kann.
Der Grund warum ich nicht direkt den Strom gemessen habe ist schlicht der, dass mein Multimeter anscheinend diesbezüglich defekt ist und in allen Messbereichen immer nur 0 anzeigte Ich hab nach Euren Hinweisen aber noch ein altes analoges Multimeter rausgekramt und nochmal zum Zeitpunkt T22h, also nach 22 Stunden Betrieb gemessen. Das ist zwar nicht so genau, aber zeigte rund 20mA an. Vergleichsweise habe ich noch statt mit dem Motor mit einem 100Ohm Wiederstand gemessen und da wurde rund 10mA angezeigt, genau das Gleiche bekam ich auch rechnerisch über eine vergleichsweise Spannungsmessung raus, daher denke ich, dass die 20mA beim Motor ebenfalls zutreffend sind. Davon ausgehend und rückwärts gerechnet ergäbe sich für den Motor im laufenden Betrieb und zumindest in diesem Moment ein Wiederstand von 46 Ohm, also rund 50 Ohm, was ja ganz gut passen würde: 20mA bei 50Ohm Motor und 10mA bei 100Ohm Testwiederstand.
Übrigens lief der Motor mal etwas schneller, als ich beim umschalten des Ampere-Messbereiches mal kurz in den großen Bereich bis 500 mA switchte und dabei wurden dann rund 30mA angezeigt. Ich wiess jetzt nicht inwieweit das an der Messungenauigkeit beim größeren Bereich lag bzw. auch an der schlechteren Ablesbarkeit auf der Skala, aber da der Motor ja schneller lief scheints mir plausibel, dass da etwas mehr Strom floss.
Ich hab also bis hierher verstanden, dass der Stromfluss vom jeweiligen Verbraucher abhängt und für sich betrachtet noch nicht viel über die Batterie aussagt, halt nur, dass sie bis zu diesem besagten Wert auf jedenfall Strom liefern kann, der maximale Stromfluss könnte aber noch höher liegen, was man mit größeren Verbrauchern testen könnte. Und je nachdem wie lange der Verbaucher dann läuft ergibt sich die Gesamtkapazität der Batterie. Bzw. mit einem doppelt so großen Verbraucher könnte ich die Batterie in der Hälfte der Zeit leerlutschen und damit die Kapazität entsprechend schneller ermitteln.
Was sich an der Batterie im zeitlichen Verlauf im Dauerbetrieb ändert, das ist der Innenwiederstand, der größer wird und die Leerlauf- sowie Klemmspannung die kleiner wird. Wenn bei dem Verbraucher der Lastwiederstand konstant ist, wie bei meinem 100Ohm Testwiederstand, dann wird damit auch der gelieferte Strom kleiner.
OK, soviel zur Theorie, aber was ich noch sagen wollte: Der Motor läuft immer noch Inzwischen seit 31h40min.
Hier nochmal die Werte vom Testwiederstand, einmal gemessen heute nachmittag nach 22h und vorhin nach 30h:
22h: Klemmspannung 1.00V, macht bei 100Ohm genau 10mA
30h: Klemmspannung 0.87V,macht 8.7mA
Leider habe ich den Testwiederstand noch nicht am Anfang, also bei 0h gemessen, aber ich kann zumindest sagen, wie sich die Leerlaufspannung seitdem entwickelt hat:
0h: 1.25V
22h: 1.08V
30h: 0.94V
Die bei Motorlast gemessene Klemmspannung entwickelte sich so:
0h: 1.07V
22h: 0.92V
30h: 0,76V
Die Amperezahl kann ich wegen des unbekannten Motrowiederstandes nicht genau sagen, aber ausgehend von den angenommenen 46Ohm schätzen:
0h: 23mA
22h: 20mA (das stimmt auch mit der zu diesem Zeitpunkt vorgenommenen Amperemessung mit dem analogen Multimeter überein)
30h: 16.5 mA (auch hier beträgt der Wert wieder ungefähr das Doppelte von dem des Testwiederstandes)
OK, falls die geschätzten mA-Zahlen des Motors einigermaßen zutreffend sind und wir das mal der Einfachheit halber auf einen geschätzten Durchschnittswert von 20mA runden, dann würde das bedeuten, das die Batterie eine Gesamtkapazität von 630 mAh hätte (oder sogar noch leicht drüber, ich weiss ja noch nicht, wie lange sie noch läuft und wie stark zum Ende hin die mA-Zahl absinkt). Das scheint mir schonmal soweit ein ganz passabler Wert zu sein, ich erinnere mich noch daran, das sowas bei 1.2V-Akkus vor einigen Jahren eine durchaus übliche Größe war.
Aber die interessante Frage ist jetzt, woran es liegt das die Leistung runtergeht. Theoretisch stecken ja in 1g Zink rund 1,3 Wh leistung, macht bei ca. 6g Zink und ausgehend von 1.2V Spannung mindestens 6500 mAh die da insgesamt drinstecken. Warum also ist schon nach einem Zehntel davon Schluss ?
Zum einen könnte es daran liegen, dass die Zinkpartikel an ihrer äusseren Oberfläche weitgehend oxidiert sind. Bei näherer betrachtung der batterie könnte ich mir aber rein gefühlsmässig noch eine andere Ursache vorstellen, nämlich das sich so langsam aber sicher Effekte durch Austrocknung des Elektrolyten, zumindest innerhalb der Kohleschicht ergeben.
Wenn das Ding zuende gelaufen ist, was schätzungsweise im Laufe der nächsten Stunden passieren wird, dann werde ich mal versuchen vorsichtig etwas Elektrolyt von oben hinzuzugeben, in der Hoffnung das dadurch nicht gleich die ganze Kohleschicht wieder absäuft.
Als nächstes werde ich versuchen, in einzelnen Tests die Parameter besser voneinander zu trennen und schauen welche davon sich besonders auswirken, wie schon kürzlich erwähnt. Eigentlich würde ich auch gerne die Gewichtsmengen der Zutaten genauer bestimmen, was beim Zink auch noch gehen dürfte, aber bei der Kohle sind Mengen unter 1g schwierig abzuwiegen. Immerhin könnte ich versuchen, etwas größere Mengen davonherzustellen und im ganzen abzuwiegen, das dürfte zumindest für das Mischungsverhältnis eine klarere Definition liefern, was auch das Wichtigste ist. Die auf die einzelnen Batterien unterverteilte Menge kann ich aber nur mit Augenmass abteilen. Aber vielleicht kann ich das auch etwas genauer machen, indem ich eine flache Schicht mit annähernd gleicher Dicke ausbreite und die dann anhand der Fläche abteile. Na,mal schauen.
Gruss, Oliver