バッテリー持続時間 計算ツールとは？
このツールは、バッテリーが機器をどれくらいの時間動かせるかを試算します。計算には、バッテリーの定格容量（ミリアンペア時：mAh）、機器が消費する平均電流（ミリアンペア：mA）、そして効率の3つを使います。効率とは、電圧変換による損失や発熱、さらにバッテリーが定格容量の100%を実際には出し切れないといった、現実世界で生じるロスを織り込むための係数です。
使い方
まず、バッテリーの容量を入力します（セル本体やデータシートに記載されています）。次に、機器の平均消費電流、そして効率（％）を入力してください。効率がよく分からない場合は、実用的な目安として80〜90%を入れておけば問題ありません。理論上のベストケースを見たいときは100%を指定します。結果には、稼働時間（時間）に加えて、「○時間○分」という分かりやすい表示、さらに「何日分か」という換算値も表示されます。
計算式のしくみ
基本となる関係式は 稼働時間（時間）＝（容量 × 効率）÷ 消費電流 です。
$$\text{稼働時間 (h)} = \frac{\text{容量 (mAh)} \times \dfrac{\text{効率 (\%)}}{100}}{\text{消費電流 (mA)}}$$容量がmAh、消費電流がmAなので、ミリアンペア（mA）どうしが打ち消し合い、結果は「時間」という単位だけが残ります。効率の項（％で入力し、内部で小数に変換）は、使える容量を現実的な数値へと差し引く役割を果たします。
計算例
2000 mAhのバッテリーで、150 mAを消費する機器を、効率85%で動かす場合：
$$(2000 \times 0.85) \div 150 = 1700 \div 150 \approx 11.33 \text{時間}$$これは約11時間20分、おおよそ0.47日に相当します。
一般的なバッテリー容量とデバイス消費電力
実行時間を見積もるには、バッテリー容量（mAh単位）とデバイスの負荷電流（mA単位）という2つの数値が必要です。以下の表は、計算機に直接入力できる一般的な実世界の値を記載しています。容量定格は特定の放電レートと電圧を前提としているため、公称値として扱ってください。
一般的なバッテリー容量
| バッテリータイプ | 公称電圧 | 一般的な容量（mAh） |
|---|---|---|
| AAA（アルカリ／NiMH） | 1.5／1.2 V | ～1000 |
| AA（アルカリ／NiMH） | 1.5／1.2 V | ～2000～3000 |
| 18650 Li-ion電池 | 3.7 V | ～2500～3500 |
| スマートフォンバッテリー | 3.7～3.85 V | ～3000～5000 |
| USBモバイルバッテリー | 3.7 V（セル定格） | ～10000～20000 |
一般的なデバイス負荷電流
| デバイス／コンポーネント | 一般的な負荷（mA） |
|---|---|
| 単一インジケーターLED | ～20 |
| 低消費電力マイコンプローラー（例：AVR/ARM） | ～5～50 |
| GPS受信機モジュール | ～50 |
| ESP32（Wi-Fi有効時） | ～150～250 |
| スマートフォン（画面オフ／待機中） | ～10～50 |
| スマートフォン（画面オン／アクティブ使用中） | ～300～800 |
例えば、3000 mAhのAA電池を搭載したデバイスが一定の20 mA LED負荷を90%の効率で消費する場合、実行時間は135時間になります。
現実的な効率係数の選択
効率係数は、負荷に到達しないエネルギーを説明します。変換損失、内部抵抗、自己放電、および電池を完全にゼロまで放電することはめったにないという事実です。現実的な値を選択することで、実行時間の見積もりが正確になります。以下のガイドを使用してください。
| 効率 | 適用される場合 | 損失の原因 |
|---|---|---|
| 100% | 理論上の上限のみ | すべての現実世界の損失を無視します。クイック最良ケースの計算に使用してください |
| 90～95% | 直接バッテリー使用、低～中程度の電流 | 軽微な内部抵抗と配線損失。バッテリーが負荷に対してネイティブ電圧を供給します |
| 80～90% | 電圧レギュレーターまたはDC-DCコンバーター付き | 変換損失（LDOは電圧を熱として低下させます。スイッチングレギュレーターの効率は約85～95%） |
| 70～80% | 高放電レートまたは低温 | Peukert効果により高電流時の有効容量が低下します。化学物質は寒冷地で低下します。電圧はカットオフより早く低下します |
ほとんどのバッテリー駆動電子機器が室温でレギュレーターを通じて動作する場合、85%は妥当なデフォルト値です。USBデバイスを駆動するモバイルバッテリー（5 Vへのブーストコンバーターとケーブル損失が加算されます）、または冬の屋外で動作するプロジェクトの場合は75%に向かって低下させてください。軽い定常負荷でセルから直接電源を供給される回路の場合は90～95%を確保してください。
よくある質問（FAQ）
なぜ効率を考慮するのですか？ どんなバッテリーも、定格容量をそのまま使い切れるわけではありません。温度、放電レート、変換ロスなどによって実際に使えるエネルギーは減るため、80〜90%という係数を掛けることで、より実態に近い見積もりになります。
機器の消費電流が一定でない場合は？ 典型的な動作サイクルにおける平均電流を使ってください。ほとんどの時間スリープしているような機器では、動作中と待機中それぞれの電流を、それぞれの継続時間で重み付けして平均すると正確です。
ワット時（Wh）で計算できますか？ このツールはmAhとmAで計算します。Whしか分からない場合は、ワット時をバッテリー電圧で割り、それに1000を掛けることで容量をmAhに換算できます。
