レンズ夜露防止ヒーター自作・理論編

星空撮影など夜露や結露の対策としてレンズの夜露防止ヒーターは不可欠です。
数年前に購入したヒーターを使用し重宝していますが、何となく夜露防止ヒーター（ニクロム線ヒーター）を自作してみたくなりました。

［課 題］
①　電源（バッテリー）は何を使用するか？　　　エネループ電池やＵＳＢモバイルバッテリーなどがあります。
②　ヒーターはニクロム線を使用しますがバッテリーの電圧に対応した抵抗値（ニクロム線の長さ）は？
③　ヒーターの熱さはどの位必要か？
⑤　バッテリーは何時間ヒーターの連続使用ができるか？　など難題を解いていく事にします。

最初にヒーターの材料として０・２ミリＸ１０ｍ（３４・４オーム/ｍ）のニクロム線をインターネットストアーで購入しました、価格は２４０円です。
とりあえず実験用として１０オームの長さに切ります、１メートル３４・４オームなので、長さは比例の計算式で求めます。
１０オームは１００ｃｍ：３４・４オーム＝長さ？ｃｍ：１０オームから計算すると長さは約２９ｃｍになります。
抵抗計で計測すれば面倒な計算はしなくていいので便利です。

［実 験］
単三エネループ電池４本（４・８Ｖ）に１０オームのニクロム線を繋ぐとほど良い熱さを感じましたが、８本（９・６Ｖ）に繋いだら
瞬時に熱くなり、やけどしそうでした。
ニクロム線は使用するバッテリ電圧によって長さ（抵抗値）を決めなければいけませんね。

［電源、バッテリー］
エネループ電池は繰り返し充電できます、夜露対策に使用しているのは単三８本（９・６V）を使用している人が多いです。
最近はタブレットやスマホの予備電源としても使用できるので、USBモバイルバッテリが大容量で価格も安いのでお勧めかな・・・

［ニクロム線］
ニクロム線は、長さが短くなるほど抵抗が小さくなり電流が流れて熱くなります、反対に長くなるほど抵抗が大きく熱くなりません。
同じ長さの場合、太さが太いほど抵抗が小さく電流が流れ易くなり熱くなります、細くなるほど熱くなりません。
太さの違う種類があるので用途によって選んでください。

［ヒーターの熱さ］
面倒な計算は後回しにして、現在使用しているヒーターの熱さは約２ワット（W）位で丁度いい熱さなので、ここらを基準として考えます。
バッテリ電圧に関係なく約２ワット（W）を確保する為には、使用するバッテリーの電圧によって逆算しニクロム線の抵抗値Ω（長さ）を決めます。
オームの法則を思い出しました、今頃になって必要になるとは、ん～頭が痛い・・・

①　単三エネループ電池４本（４・８Ｖ）使用する場合のニクロム線の抵抗値は幾ら必要か？必要電力を２ワット（W）として計算します。
電力Ｗ＝電圧ＶＸ電流Ａ　　　　電圧Ｖ＝電流ＡＸ抵抗Ωから求めます。
２Ｗ＝４・８ＶＸ電流Ａから計算すると０・４２Ａ（アンペア）になります。
つづいて抵抗を求めます４・８ボルト＝電流０・４２アンペアＸ抵抗Ωから計算すると１１・４Ωになります。
②　単三エネループ電池８本（９・６Ｖ）使用する場合の抵抗値は上記の計算から４５・７Ωになります。
③　モバイルバッテリ（５ボルト）を使用するときのニクロム線の抵抗値を求めます。
上記計算式から抵抗値は１２・５Ωになります。
抵抗値が決まったら、それぞれニクロム線の抵抗値を計測して長さを決めればいいという事になります。

実験に基づいて計算していますが、ニクロム線を取り巻く材質やレンズに取り付ける場所によっては抵抗値を変える必要があるので
数値は参考程度にしてください。
ヒーターは長時間使用することが多いので、バッテリーとヒーターの抵抗値の組み合わせを間違えないで下さい。
熱くし過ぎると、やけどやレンズ等の故障の原因にもなりますので、くれぐれも必要以上の熱さにしないで下さい。

［バッテリー容量と持続時間］
電池やモバイルバッテリーなどには電池容量が表示してあります。
単三電池エネループ１本の場合１・２Ｖ　１,９００mAhと表示してあります。
これは１,９００mAh（１・９Aｈ）の電流を流し続けて１時間持ちこたえるということです。

４本使用した場合は７,６００mAh（７・６Ah）なので ７・６Aの電流を流し続けて１時間、０・７６Aで１０時間は持続することになります。
８本使用した場合は１５,２００mAh（１５・２Ah）なので １５・２Aの電流を流し続けて１時間、１・５２Aで１０時間は持続することになります。
モバイルバッテリは種類が沢山あります、あまり価格が変わらないので、大容量の方がお得みたいです。
一例として１０,０００mAh（１０Ah）の場合は １０Aの電流を流し続けて１時間、１Aで１０時間は持続することになります。
モバイルバッテリはＵＳＢポートが２箇所付いているものもあり、ヒーターも２個使用できるので便利です。
実際に使用した場合は、計算通りの数値にはなりませんね。

夜露防止ヒーターを仮に２Ｗの熱さで使用した場合
エネループ単三電池４本使用した場合はの使用電流は０・４２Ａ、８本使用した場合の使用電流は０・２１Ａ、モバイルバッテリーは０・４Ａとなります。
計算上では、上記どのバッテリーを使用しても１０時間以上は持ちこたえる事になります、これは計算上の数値で長時間使用していると電池の
電圧も徐々に下がり電流も下がり熱さも徐々に下がります、正確な連続持続時間は計算出来ません、あとは使用してみるのみです。
またバッテリーの充電容量や使用条件により持続時間は異なることは言うまでもありません。
２ワット（W）より熱くしたい時は、計算してニクロム線の長さを２Ｗのニクロム線の長さより短くすればＯＫです。
例・・・モバイルバッテリー（５ボルト）２Ｗの場合は１２・５Ωでしたが、３ワット必要なときは３Ｗ＝５ＶＸ電流Ａ から計算すると０・６Ａ（アンペア）になります
つづいて抵抗を求めます、５ボルト＝電流０・６アンペアＸ抵抗Ω から計算すると８・３Ωになります。
あとは８・３Ωになるようにニクロム線を作ればいいだけです。

尚、このデーターは、あくまでも参考資料の数値であって保障するものではありません。

次回は［製作編］を掲載します。

芸北～吉和～六日市

【１１月１１日　芸北～吉和～六日市】
紅葉の撮影時期は少し忙しくあまり行けそうも無いので、行ける時は有意義な時を過ごしたい。
とりあえず芸北方面に向かいます。
落葉が撮影したいのに撮影ポイントを何箇所か覗いて見ても、枯葉ばかりでガッカリ・・・、
仕方ない、あとは撮るだけです。
落葉は程々にして六日市方面に向かいます、時間帯が良かったらもっと綺麗な情景も撮れる場所もありましたが
まぁ、また来る事にしよう。