電池の寿命について

質問

先日、電池の寿命について「んんん？」と思ったことがありました。
例えばこんなことです。
乾電池１個で豆電球を光らせる場合、その明るさを１とします。
乾電池２個を並列につないで豆電球を１個光らせる場合、明るさは１で乾電池の寿命は個数におよそ比例するので約２倍になります。
ここまでは当然のように理解できるのですが、次からちょっと「んんん？」な気分になりました。
乾電池２個を直列につないで豆電球を１個光らせる場合、明るさは２で乾電池の寿命はおよそ半分になる。
ん～なんで？？？
電圧が２倍になり、電流も２倍になり、明るさも２倍になるのは分かりますがどうして寿命がおよそ半分になるのでしょうか？
流れる電流の強さが２倍になるから乾電池の寿命は半分になるといえばそりゃそうだと思えますが、でも、乾電池は２個使っているんですよね。並列の場合と同じ２個の乾電池を使っているのに、どうして並列の場合の４分の１の寿命になるのでしょうか。明るさは２倍でしかないのに・・・
例えば、１個の乾電池で通常の２倍の電圧を持つ乾電池があったとして、これ１個と豆電球１個をつなぐと明るさは２になると思いますが、寿命は通常の乾電池２個を直列につないだ場合と比べどうなるのでしょうか。
たいしたことではないのですが、気になってしまったので、どのたか教えてください。よろしくお願いします。

回答No.2

noname#2748 · ベストアンサー

明るさが２倍って、本当にそうでしょうか？
電球の消費電力を計算してみるとわかることですが、消費電力（電圧×電流）は４倍になっていますよね。従って２個並列の時の１／４の寿命で計算が合うのではありませんか？

実際には同じ電球に２倍の電圧を掛けても電流は２倍にはならないし、４倍の電力でも４倍の明るさにはなりませんが、そういう事を無視して、計算上だけの話でしたら上記のような結果になります。

お礼

回答ありがとうございます。
明るさが２倍っていうのは厳密には違います。
豆電球を使用しているので、発熱量とか考えると違うのですが単純な例で話をしたかったのでそのように設定しました。
そうか！消費電力は確かに４倍になっていますね。
電力ということをすっかり忘れていました。
ありがとうございます。

回答No.1

a-kuma

電池の仕組みは知っているようですね？

乾電池の寿命は、外側の亜鉛ケース次第だと思ってます。使えなく
なった乾電池をばらしてみると、亜鉛のケースはぼろぼろですが、
炭素棒は変わらない（ように見える）です。

電池を直列につなぐ場合、電流が二倍流れるので、亜鉛ケースから
イオンとなって溶出する亜鉛の量も二倍になります。

なので、いくつ乾電池を使っているか、にはかかわらず、電池が
早く駄目になる、ということだと思います。

お礼

回答ありがとうございます。
電池の仕組みは知っています。
そうですよね。イオンの話をすれば納得できます。
すっきりしました。