В тесте не обойтись без расходных материалов, в этом случае ими являются сами батарейки. Вместо умного зарядно-разрядного устройства или светодиодной ленты мне приспичило использовать вентилятор (чтобы в некоей инструкции позже написать время его работы) - и точный расчет емкости источников ЭДС не удался (нет возможности снять I от t, а R вентилятора переменное). Но были получены результаты совершенно иного типа.

В эксперименте участвовали 3-годовалые аккумуляторы Ni-MH емкостью 2000мА·ч и напряжением 1.28-1.36В (Flex), полугодовалые алкалиновые батарейки "Super" 1.56В (GP с зеленой полоской), новые алкалиновые батарейки "Super" 1.59В (GP с зеленой полоской). Неизвестно время, сколько батарейки лежали в магазине до их покупки, что не дает их четких ТТХ, какие они имеют с завода. Именно в этом абзаце указаны сроки хранения батареек в квартире.

В качестве нагрузки был выбран вентилятор Titan TFD-9225L12Z 12В/0.09А (током до 0.1А: высосать из батареек максимум), но лучше выбирать 5-вольтовый: чтобы подсоединять 4 элемента, а не 10. Превышение вольтажа 12В даже до 15.3В вентилятору не вредит. Для избавления от пайки использовался батарейный отсек BH3103-1A (10xAA). Вентилятор работал до полной остановки, эффективность охлаждения снижалась за 1.5 часа до остановки и становилась ничтожной за полчаса до остановки.

Полугодовалые алкалиновые батарейки 1.56В (GP с зеленой полоской, срок годности до 2019 года, разные партии): суммарно 15.6В без нагрузки, 15.2В с нагрузкой. Не проработали и 5 часов (была ошибка эксперимента!). Эффективность охлаждения вентилятора начала падать уже через 3 часа. Последний час была агония вроде 400 оборотов в минуту с плавным замедлением и остановкой. То есть, о предполагаемых 1000мА·ч не может быть и речи: где-то около 400мА·ч. Замер напряжения показал 13В без нагрузки, что удивило (должно быть около 4В). Замер батареек в отдельности показал одну бракованную батарейку с напряжением 0.35В (самое интересное, ее заряд восстановился до 0.6В, пока полежала; т.е. надо мерить, пока горяча).

Как только эта батарейка была заменена на подсевшую полугодовалую 1.4В, лежащую в стороне, - вентилятор раскрутился с прежней силой (напряжение 13.7В без нагрузки) и проработал ещё 10.5 часов! Одна батарейка убивала работу оставшихся 9-ти (возрастало ее внутреннее сопротивление, напряжение все больше падало на ней при том же расходе энергии - и вентилятору ничего не доставалось). Логично: сила тока при последовательном соединении одинакова для каждого сопротивления цепи, внутреннее сопротивление батарейки было велико - и только при замыкании цепи нагрузкой батарейка забирала энергию на себя, при большом токе, ведь греет всегда ток.

После остановки вентилятора померил батарейки: суммарно 11.38В, ~1.31В на каждой из 9-ти, на одной - 0.3В. Опять, что ли?! Поменял ее на подсевшую 1.35В. В первые минуты включения наблюдал эффект: напряжение 12 с чем-то вольт на вентиляторе падало по 0.01В каждые 2 секунды, потом каждые 3 секунды и т.д. Ну, думаю, за полчаса сядет. В итоге вентилятор прокрутился ещё 18 часов (да! С проклятиями в свой адрес: "да когда ж ты остановишься?!").

Наконец-то понял, когда внутреннее сопротивление источника ЭДС становится опасным: именно когда возрастет, превращая батарейку в потребителя (читай, резистор; на одной из батареек падало почти 3.5В!). Как измерить: мультиметром замерить напряжение без нагрузки и падение напряжения на нагрузке. Разница - падение на внутреннем сопротивлении батареек. Например, мне повезло: после суммарных 9 часов работы на батарейном отсеке было 12.6В без нагрузки, и было ровно 12В на вентиляторе при его подключении. 0.6В - падение на батарейках, 0.06В - падение на каждой батарейке. Вентилятор рассчитан на 12В/0.09А, т.е. именно в этот момент я узнал его точное сопротивление 133.4Ом. На нем в 20 раз больше падает напряжение - значит, сопротивление блока батареек 6.67Ом, а каждой батарейки - 667мОм. По сути, если подключить мультиметр в самом начале эксперимента - можно узнать внутреннее сопротивление новых батареек, ежечасно наблюдать и рассчитывать его увеличение.

Сделав грубый расчет, считая убывание напряжения плавным с 15.2В до 3.3В, с учетом двух добавленных батареек и 32 часов работы, считаю примерную емкость данных батареек ~2200мА·ч каждая. Это та энергия, которую именно удается взять из полугодовалой батарейки, если бы они все 10 были из одной партии (помним, что в магазине ещё лежала долго).

Вообще, интересная тема: на батарейках не пишут дату изготовления, а только дату утилизации. По сайту GP можно сделать вывод, что данные батарейки не полугодовалые, а 3-годовалые, потому что срок годности до 2019 года, а на сайте указан срок использования до 7 лет. Кстати, батарейки желтые из "Икеи" - это перемаркированная Varta; они лучше GP, я просто забыл о них. А Duracell пишет емкость на алкалиновых батарейках.

Новые алкалиновые батарейки 1.58В (GP с зеленой полоской, срок годности до 2021, одна партия): суммарно 15.88В без нагрузки, 15.3В с нагрузкой. Судя по дате годности, батарейкам на самом деле 11 месяцев. Продержались на том же вентиляторе... 25 часов... Опять что ли?! Именно, в одной партии была одна бракованная батарейка: пока на остальных было 0.93В - на ней было 0.4В (суммарное напряжение 8.57В). Напряжение остановки составило на этот раз 1.5В. Заменил батарейку на новую - продолжает крутиться. Но через час встал снова (другая батарейка стала 0.4В!). Заменил ещё одну. Опять встал через полчаса. Остановил эксперимент, сохранив общее время работы 25 часов. Примерная емкость: 1500мА·ч.

3-годовалые аккумуляторы Ni-MH (ни-эм-аш) емкостью 2000мА·ч и напряжением 1.25-1.3В (Flex): 13.5В без нагрузки, 12.93 с нагрузкой. Внутреннее сопротивление не посчитать, т.к. не знаю ток на текущий момент времени. Проработали с тем же вентилятором 30.7 часа (напряжение остановки 3.3В, думаю, сила тока стала ничтожной). Ещё одно подтверждение факта, что предыдущие 15.3В с батареек вентилятору никак не навредили. Несмотря на пониженный вольтаж, аккумуляторы оправдали свою емкость 2000мА·ч и способность работать почти как "подсевшие" батарейки и лучше, чем "новые".

Выводы:
- как только одна батарейка теряет свою емкость (меньше емкость - ниже ее напряжение и выше внутреннее сопротивление) - тем больше она мешает работать остальным батарейкам и нагрузке (забирая энергию батареек на себя падением напряжения, а нагрузке показывая кукиш). То есть емкость последовательно соединенных батареек рассчитывается по номиналу меньшей емкости, и включать батарейки разной емкости (партии, изготовления, степени использования) не просто не рекомендуется, а нельзя. И батарейки покупать нужно одной партией, и аккумуляторы;
- "сели" батарейки в детском автомобильчике - нужно померить все батарейки мультиметром: может оказаться так, что села только одна - и он сможет проездить дополнительно часы, если не дни;
- повышенное сопротивление АКБ на морозах происходит из-за уменьшения его емкости (в свою очередь, из-за холода). Попытка завести стартер не приносит результата: сопротивление АКБ больше сопротивления стартера - и последнему достается малый вольтаж. Тогда заменим стартер чем-то маленьким (дальний свет), чтобы внутреннее сопротивление АКБ стало относительно больше и приняло всю энергию на себя, разогрев АКБ. Разогревшая АКБ увеличит емкость, внутреннее сопротивление понизится - и появится шанс, что стартер получит необходимый вольтаж. Но если передержать дальний свет - может не хватить уже вольтажа, выдаваемого подсевшим АКБ. По физике все верно; только не всегда электролит греется дальним светом, и имеются постоянные холивары на данный способ прогрева электролита;
- один источник ЭДС высокого вольтажа лучше, чем несколько последовательных низкого;
- батарейки "GP Super" по 11 рублей в "Ашане" являются достаточно емкими, но от партии к партии;
- по-хорошему, для аккумуляторов нужно иметь зарядно-разрядное устройство. Оно всегда умное: поддерживает разные типы аккумуляторов, может их автоматически разряжать и заряжать после покупки (тренировка), а также восстанавливает "убитые" аккумуляторы малыми зарядными токами. У меня ЗУ Varta 57062, подарили, - ни на что его не обменяю;
- вентилятор можно использовать для сильного разряда аккумуляторов, если нет зарядно-разрядного устройства. Главное, чтобы зарядное устройство подхватило севшие аккумуляторы - и тогда их тренировка закончится уже на первой подзарядке (после покупки в магазине);
- аккумуляторы лучше батареек с точки зрения количества циклов заряда (уж точно более 15-ти) и сравнимы с ними по емкости;
- однопартийность батареек не дает стопроцентной гарантии от брака.

А расчет емкости батареек именно разрядными устройствами, для этого предназначенных, описан здесь; наткнулся в момент завершения статьи. Цифры примерно совпали. А ТТХ Duracell и Energizer не оправдали их дороговизну.