A casa capita spesso: prima di usare un flash, una torcia o anche solo un telecomando, si prova a capire se una pila AA, AAA o a bottone abbia ancora qualcosa da dare. Il tester segna una tensione apparentemente buona e sembra tutto a posto. Poi, appena il dispositivo richiede più corrente, la batteria crolla.
Il motivo è semplice: la tensione misurata a vuoto non racconta tutta la storia. Per capire meglio come si comporterà una pila sotto sforzo bisogna considerare anche un altro parametro, meno conosciuto ma molto utile: la resistenza interna, spesso indicata come ESR.
Perché la tensione a vuoto non basta per giudicare una pila
Il controllo più comune è anche il più rapido: si prende un multimetro, si appoggiano i puntali sui poli e si legge la tensione. Una pila alcalina AA nuova può segnare circa 1,5 volt, una ricaricabile Ni-MH carica può stare intorno a 1,3-1,35 volt, mentre una CR2032 nuova può arrivare a circa 3,2 volt.
Il problema è che questa misurazione viene fatta senza un vero carico collegato. La pila, in quel momento, non sta alimentando nulla di impegnativo e può quindi mostrare un valore rassicurante anche se, sotto sforzo, non riesce più a mantenere la tensione.
È la classica situazione in cui una batteria sembra ancora carica al tester, ma poi un flash fotografico, una torcia potente o un giocattolo motorizzato si spegne dopo pochi minuti.
Misurare la capacità reale darebbe un quadro più completo, ma richiede strumenti adatti e parecchio tempo. Bisogna scaricare la batteria in modo controllato e aspettare anche diverse ore. Con le pile non ricaricabili, inoltre, la prova è poco pratica perché una volta scaricate vanno smaltite.
ESR: il dato che può rivelare una pila ormai stanca
La sigla ESR indica la resistenza serie equivalente. In termini semplici, rappresenta la resistenza interna presente in ogni pila o batteria reale.
Più questo valore è basso, più la batteria riesce a mantenere stabile la tensione quando il dispositivo assorbe corrente. Quando invece la resistenza interna aumenta, la pila tende a cedere più facilmente sotto carico.
Una ESR elevata può essere il segnale di una batteria invecchiata, usurata o con una chimica interna ormai meno efficiente. In pratica, la tensione può sembrare ancora buona ma le prestazioni reali risultare molto peggiori.
Il dato diventa ancora più importante quando un apparecchio usa più pile in serie. In un flash o in un giocattolo alimentato da quattro AA, per esempio, le resistenze interne si sommano. Basta quindi un solo elemento molto più debole degli altri per peggiorare il comportamento dell’intero gruppo.
Come misurare rapidamente l’ESR con un tester ATmega328
Per misurare la resistenza interna esistono strumenti professionali, soprattutto quando si lavora con batterie di grande capacità e valori molto bassi. Per un piccolo laboratorio domestico può essere utilizzato anche un comune tester multifunzione ATmega328, uno dei provacomponenti impiegati per transistor, diodi, resistenze e condensatori.
Serve però una precauzione importante: la batteria non va collegata direttamente allo strumento come se fosse un componente passivo. Per proteggere il tester si può inserire in serie a uno dei puntali un condensatore in polipropilene metallizzato low ESR, indicativamente da circa 10 µF.
Il condensatore serve a bloccare la componente continua della tensione della batteria e a consentire allo strumento di effettuare la misura senza esporsi direttamente alla tensione della pila.
La procedura può essere riassunta così:
- preparare il collegamento con il condensatore in serie;
- mettere inizialmente i puntali in corto e avviare il tester;
- quando compare la schermata relativa alla misura del condensatore, aprire i puntali;
- collegare la batteria da controllare;
- leggere il valore di ESR espresso in ohm.
Conviene ripetere la misura più volte e controllare che i contatti siano puliti. Anche una piccola ossidazione sui poli può alterare il risultato.
Come interpretare i valori su AA, AAA e pile a bottone
Gli esempi aiutano a capire quanto la resistenza interna possa raccontare più della sola tensione. Una Duracell AA alcalina carica può segnare circa 1,52 volt con ESR di 0,11 ohm. Una Varta Industrial AA usata può mostrare ancora 1,50 volt, ma arrivare a 0,28 ohm.
Lo stesso vale per le ricaricabili. Una Eneloop AA carica può trovarsi intorno a 1,34 volt con 0,10 ohm, mentre una Eneloop Pro molto vecchia può mantenere una tensione simile ma mostrare una resistenza interna molto più alta, fino a diversi ohm.
Guardando soltanto il voltaggio, le batterie potrebbero sembrare ancora vicine. L’ESR, invece, mette in evidenza una differenza importante nel modo in cui reagiranno quando il dispositivo chiederà corrente.
Per apparecchi che assorbono molto, come flash, torce potenti e giocattoli motorizzati, sono preferibili pile con resistenza interna bassa. Quelle più stanche possono invece continuare a funzionare in dispositivi meno esigenti, come telecomandi, orologi, termometri LCD o piccoli strumenti da tavolo.
Le pile a bottone possono avere valori molto diversi
Il discorso cambia quando si passa alle pile a bottone. Una CR2430 nuova può indicare circa 3,2 volt e una ESR di circa 4 ohm. Una CR2032 nuova può mostrare una tensione simile, ma una resistenza interna nell’ordine di 9-10 ohm.
Una CR2032 molto scarica può invece continuare a segnare circa 3 volt a vuoto, ma arrivare a valori di resistenza interna decisamente più elevati, per esempio intorno a 45 ohm.
È proprio in casi come questo che la sola tensione rischia di ingannare: il valore sembra ancora accettabile, ma la pila non riesce più a fornire corrente in modo efficace.
La misura aiuta, ma servono comunque prudenza e buon senso
Misurare l’ESR può essere utile per distinguere le pile ancora efficienti da quelle ormai adatte soltanto a dispositivi a basso consumo. Non significa però che ogni valore possa essere interpretato con una soglia universale: chimica, formato, età e tipo di utilizzo incidono molto.
Bisogna inoltre prestare attenzione ai collegamenti. Molte batterie non dispongono di protezioni contro il cortocircuito e alcune chimiche possono reagire male a errori di polarità o a contatti diretti prolungati.
La regola pratica resta quindi semplice: la tensione dice se una pila è ancora “viva”, la resistenza interna aiuta a capire quanto riesca ancora a lavorare sotto sforzo. Usare entrambi i dati permette di evitare qualche spreco e di destinare ogni batteria all’impiego più adatto.
