こんにちは。

さて今回は。
自作オームメーターを使った、メカニカルMODの抵抗値を。
測定していきたいと思います。

こんな感じで。
42_vcu2

さてでは。

用意したのは、以下な感じです。
01_total

左から:
 ・Ramble
  ツートーン 標準構成 #1377
  *2014年12月購入 nexmokeさん
 ・ SMOK Fury-S
  無地チューブに交換済 18650チューブ
  *2014年10月購入 nexmokeさん
 ・UD OAK LEAF
  *2014年11月購入 promistさん
 ・クリスMOD
  IRLB3034PBF、Nch PMOS FET MOD
 ・ Vanilla ステンレス18650
  アップグレードキット:シルバーピン2種、マグネットスイッチ適用済
  *2015年1月購入 promistさん
 ・ Vanilla カッパーグレイズ18650
  アップグレードキット:シルバーピン2種、マグネットスイッチ適用済
  *2014年11月購入 skyline vaporさん
 ・ Vanilla ブラスグレイズ18650
  アップグレードキット:シルバーピン2種、マグネットスイッチ適用済
  *2014年12月購入 promistさん

・・・まあ、オイラ手持ちのメカMODを集めてみましたよ。
購入時期が古いのはまあ、、、Vanillaで満足してたのと、その後はテクニカルなMODをすっかり愛用してるから、です。
そして今回は、同じ電池を使いまわすので、18650シングル限定な感じで、ね。

測定器材は、自作オームメーター、絶縁4線交流式のバッテリー内部抵抗計で測定する代物です。
02_measure

「バッテリー内部抵抗測定モード」で、測定間隔は「LOW」、キャリブレーション非適用で測定することに。

電池は、SONY US18650VTC4を使いました、それなりに中古品です。
03_bat2

一杯まで充電して、ね。
00_bat

測定JIGは、チャーミーさんのイベントの時に買った、LEONさんが出してた爆煙系アトマイザー(名称不明)の、ベース部分を使用しました。
06_atm

裏側は、こんな感じです。
07_atm2

電池、アトマイザー、及び被測定MODは、測定前に端子等をコンパウンドで磨き、エタノールで掃除しました。
08_souji
まあ手持ちがプラ用しか無かったのですが、サビくらいはばっちり落ちるみたいです。

計測手法は、、、。
・電池の内部抵抗を、測定
・電池をMODに入れ、内部抵抗を測定
・電池の内部抵抗を引くと、MODとアトマの抵抗値が判明!
てな流れでやっていきます。

まあ、古いMODとは言え。
・構造の違いによる抵抗値の差分
・材質の違いによる抵抗値の差分
が見えてくるのではないかな?と。

あ、オームメーターの測定手法ですが。
・絶縁、交流4線式による測定
・内蔵シャント抵抗の精度は10mオーム
・1KHz交流による測定
のため、直流を使う実際の電子タバコとは、インピーダンスの測りどころが異なる可能性があります。
但し、インピーダンスなので、一般的には、コンデンサ成分が交流で低下し、コイル成分が交流で上昇します。
メカニカルMODは「コイル成分」あまり無さそうなので、値が低く出ることは無いと予想します。

ではまず、バッテリー内部抵抗から。
04_bat3

約27ミリオームです。
05_bat4

それぞれのMODの、測定を、がーとやっていきましょう。

・Ramble、約158ミリオーム
10_ra1

11_ra2

12_ra3

・OAK LEAF、約57ミリオーム
21_oak1

22_aok2

23_oak3

・Fury-S、約256ミリオーム
31_fury1
 
32_fury2
 
33_fury3

・クリスMOD、約90ミリオーム
71_cr1

72_cr2

73_cr3

・Vanilla カッパーグレイズ、約46ミリオーム
41_vcu1

42_vcu2

43_vcu3

・Vanilla ブラスグレイズ、約48ミリオーム
51_vbr1

52_vbr2

53_vbr3

・Vanilla ステンレス、約63ミリオーム
61_vst1

62_vst2

63_vst3

まとめて、且つバッテリー内部抵抗を引くと、こんな感じです。
Image3

さて、考察してみましょうか。
まず、構造の違いから。
飛び抜けて抵抗値が高い、RambleとFURY-Sは。
・Ramble
 ・テレスコピック、チューブが3ピース構造
 ・スイッチ部複雑、そしてスイッチ部は今回掃除してない
・FURY-S
 ・ ヒューズ内蔵
 ・バッテリーにマグネット入りヒューズユニットをつける構造
てな感じです。
OAK LEAFもテレスコピックではないですが、チューブは2ピース構造。
それでも抵抗値が低いことから、例えばスレッドのピッチや嵌合面積の違いなどが、あるのかも知れません。

次に、素材の違い。
各Vanillaはそれぞれ素材が違います。
銅と黄銅は、ほぼ抵抗値変わらず、一歩下がってステンレスはちょっと抵抗成分を持つようです。

最後に、FET。
FET搭載MODとして、クリスMODを測ってみましたが、ちゃんとしたメカに対して導通性では一歩劣るようです。
クリスMODは市販されておりませんが、MOD内に摺動部分は無く、全てハンダでの接続です。

さて。
MODやアトマの抵抗成分が、「電子タバコの使い方」に対して、どのような影響を及ぼすのか。
それは、「コイルと直列に抵抗成分が入っている」ことになります。
直列なので、コイルと、流れる電流は変わりませんが。
掛かる電圧の違いにより、そこで「消費される電力」は、違いを見せます。

例えばRambleを例にとって、計算してみましょう。
Rambleは131ミリオーム、つまり0.131オームの抵抗値がありました。
これを4.2Vのバッテリーで、パフしてみることを想定してみましょう。

まず、1オームのコイルを使った場合。
合成抵抗は「1+0.131」なので、1.131オームの抵抗成分が全体としてはあります。
なので流れる電流は「約3.71A」です。
まあオームの法則、ですね。
それぞれに3.71A掛かるので。
コイルには「3.71V」、Rambleには「0.49V」 掛かります。
それぞれの発熱量は、コイル「約13.8W」、Rambleは「約1.8W」となります。
・・・Rambleに1オームのコイルつけると、Rambleとアトマ自体で、1.8W発熱するのです。
もちろんコイルと違い、MODはデカいので、熱は分散しますが、まあ小さい値ではないです。

では抵抗値の低いビルドだとどうなるのか?。
0.5オームのコイルを使うと・・・。
合成抵抗:0.631オーム
電流:約6.66A
コイル電圧:約3.33V
Ramble電圧:約0.87V
となるので、、、。
コイル電力:約22.2W
Ramble電力: 約5.80W
0.5オームビルドの場合、Ramble部だけで、約5.8Wも発熱します。
ちょっとした豆電球の発熱に相当します。
このへんが、「Ramble、低い抵抗値で使うと暖かくなる」正体かと。

では本当に危ない運用例。
Rambleに0.1オームのコイル使うと・・・。
合成抵抗:0.231オーム
電流:約18.18A
コイル電圧:約1.82V
Ramble電圧:約2.38V
となるので、、、。
コイル電力:約33.1W
Ramble電力: 約43.3W
となり、コイルよりRambleのほうが発熱してしまいます。
もうこれは本当に危ないです!。

では素材の違いによる差分は?。
Vanillaの銅・黄銅と、ステンレスで、様子を見てみましょう。

Vanilla銅が19ミリオーム、Vanilla黄銅が21ミリオーム、Vanillaステンレスが36ミリオームです。

極端な値も含めて、計算すると、こんな感じになります。

Vanilla銅:
vcu

Vanilla黄銅:
vbu

Vanillaステンレス:
vst

・・・0.1オーム運用時、銅・黄銅とステンレスでは、MOD電力が10W程度違います。
結構大きい値だと個人的には思います。

さて、計測結果から、「コイルの抵抗値の違いにより、MODが発熱する量が変わる」ことが分かりました。
グラフにしてみましょう。

・抵抗値の低いMODの場合
 ex)シンプルな構造のメカニカルMOD
H_02

・抵抗値の高いMODの場合
 ex)複雑な構造のメカニカルMOD
H_03
 *グラフが途中でクロスしているのは、コイルの抵抗値よりMODの抵抗値の方が高い為です。

例えばですが。
同じく顔に近づけて使う電気製品として、「電気シェーバー」がありますが。
探してみましたが、フィリップスのコイツが。
h_00


最大消費電力、9Wみたいです。
H_01
まあ、それにちょっとオマケして、「MODの発熱量は10Wが限界」だと定義すると。

・MOD抵抗値が0.03オーム以下のMODで、コイル抵抗値が0.2オームを切れる感じ
・MOD抵抗値が0.01オームのMODでも、コイル抵抗値は0.1オームを切れない
・MOD抵抗値が0.1オームのMODの場合、コイル抵抗値は0.3オーム程度

であることが分かります。

まあ、ざっくりした計算ですが、こんな感じかなと。

複雑な構造のMOD前提、もしくは包括していると思われる、JapanVapeTVのYuuさんの投稿にも。
Image2

 「+0.2オームで使いましょう、自殺する気?」と書かれていますが。
実は論拠は、この辺にあるのかも知れません。

まあ、ご安全に、使っていって下さいな!。

以上です。