Es arī pēdējā laikā esmu lasījis par (iespējami) iebūvētiem motoriņiem sporta divriteņos, un šie rakstiņi parasti beidzas ar niknām diskusijām, vai pāris rāmī ieliktas baterijas spēj nodrošināt vajadzīgo jaudas piedevu. Augsto mūsdienu tehnoloģiju zinātāji raksta, ka var, “Straumes” ražoto rotaļlietu pazinēji no padomju laikiem, ka nevar. Vajadzīgā jauda ir puslīdz labi skaitliski definēta - ap 200 W, vajadzīgais laiks izšķirošajam rāvienam arī - ap 20 sek. Tikai attiecībā uz pašu bateriju es neesmu redzējis nevienu elementāru aprēķinu, lai arī to var izdarīt ar stabilām vidusskolas zināšanām fizikā un ķīmijā.
Jāsaprot, ja sprieguma avots (baterija) ir ķīmiskais elements, tad tā spriegumu viennozīmīgi nosaka ķīmiskās vielas, kas apmainās ar lādiņnesējiem (elektroniem). Lietota baterija ar laiku dod ārā mazāku spriegumu tikai tāpēc, ka tās iekšējā pretestība kļūst lielāka par pieslēgto slodzes pretestību (skat. Oma likumu pilnai līdzstrāvas ķēdei). Vnk sakot, pēdējais brīvais elektrons galīgi izlietotā 1,5 V baterijā dod to pašu 1,5 V spriegumu, bet tā radītā elektriskā strāva ir spiesta pārvarēt visas izreaģējušās vielas pretestību apkārt, kas ir, piem. 1 megaoms. Tādā gadījumā vairāk par 1,5 mikroampēru strāvu no tā pēdējā elektrona dabūt ārā nevar.
Situācija ir daudz pateicīgāka, ja bateriju no sākuma līdz beigām apm 20 sek laikā slogo ļoti intensīvi, lai dabūtu no tās ārā maksimālo elektrisko jaudu. Tādā gadījumā elektroni vienotā mākonī “pārdifundē” no vienas vielas uz otru. “Mirušie apgabali” lai arī rodas strauji, tomēr nepaspēj nobremzēt visu mākoni tik lielā mērā, kā tas ir, ja bateriju lieto ilgu laiku.
Tātad cik daudz var dabūt ārā no vienas ideālas (t.i., neņemot vērā elektronu mākoņa bremzēšanu) AA baterijas? Es nupat nosvēru, tā sver 23 gramus. Pieņemam, ka čaula sver 3 g, tātad visa reaģējošā viela 20 g. Modernās laikam ir domātas litija baterijas (ja kāds zin ko citu, pasakiet vai pārrēķiniet paši). Par cik vielām ir jābūt divām, pieņemam, ka litija masa ir 10 g. Mendeļejeva periodiskajā tabulā atrodam, ka litija atommasa ir 7 g/mol, tātad vielas daudzums ir 1,4 moli. Zinot, ka Avagadro skaitlis nosaka, ka katras vielas 1 molā ir 6E23 atomi, mums sanāk 8,6E23 litija atomi. Par cik litijs ir vienvērtīgais elements, katrs atoms “elektronu gāzei” atdod vienu ārējās čaulas elektronu. Zinot, ka elektrona lādiņš ir 1,6E-19 C, sanāk 14E4 jeb 140000 kuloni. Par cik kulons ir 1 A strāvas nodrošinājums 1 sekundi, un litija baterijas spriegums ir ap 1,2 V, sanāk, ka vienā litija AA baterijā iekšā ir 168 KJ elektriskās enerģijas.
Reālās dzīves prasītie parametri 200 W un 20 sek sareizinot dod vien nieka 4 KJ. Tātad baterija slēpj sevī 168/4= 42 reizes lielākas rezeves. Tas, ka dēļ straujās ķīmisko atkritumu veidošanās dabū ārā apm. 1/40 no visa, izskatās reālistiski. Līdz ar mirušo apgabalu veidošanos baterijas iekšējā pretestība aug, kā dēļ pie ļoti lielas slodzes strāvas tai baterijai vajadzētu traki uzkarst - un tur aizies ļoti liela daļa enerģijas (to pašu var aprēķināt ar Oma likumu pilnai ķēdei, nemaz neinteresējoties par silšanu).