レンズの夜露防止ヒーターを自作する / 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必需品です。
数年前購入したヒーターを使用し重宝していますが、何となく自分でも夜露防止ヒーター（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 電源は何を使用するか？エネループ電池やモバイルバッテリー等があります。
② ヒーターはニクロム線を使用するが、バッテリーの電圧に対応した抵抗値Ω（ニクロム線の長さ）は？
③ ヒーターの熱さはどれ位必要か？
④ バッテリーは何時間ヒーターを連続して使用出来るか？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太さ０・２mm長さ１０ｍのニクロム線をネットショップで購入しました、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、０・２mmのニクロム線は１ｍが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、火傷しそうでした。
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るので、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なり熱くなりません。
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）を使用する時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状況によっては、熱さが多少異なるので数値は参考程度にしてください。
ヒータは長時間使用する事が多いのでバッテリー電圧とヒーター抵抗値の組み合わせを間違えないでください。
熱過ぎると、火傷やレンズ等の故障原因にもなるので、くれぐれも必要以上の熱さにしないでください。
【バッテリー容量と持続時間】
電池やモバイルバッテリーには電池容量が表示してあります。
単三エネループ１本の場合は１・２Ｖ １，９００mAhと記してあります。
これは１，９００mA(１・９アンペア）の電流を流し続けて１時間持ちこたえるという事です。
単三電池エネループ４本使用した場合は７，６００mAh（７・６Ah）になるので７・６Aの電流を流し続けて１時間、０・７６Aで１０時間持続する事になります。
８本使用した場合は１５，２００mAh（１５・２Ah）になるの１５・２Aの電流を流し続けて１時間、１・５２Aで１０時間持続する事になります。
モバイルバッテリーは種類が沢山あります、あまり価格も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時間持続する事になります、またUSBポートが２個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。
【夜露防止ヒーターを仮に２Wの熱さで使用した場合】
単三エネループ電池４本使用した場合の使用電流は０・４２A、８本使用した場合は０・２１A、モバイルバッテリーは０・４Aとなるので
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あって長時間使用していると
電池の電圧も徐々に下がって熱さも徐々に下がります、正確な持続時間は計算できません、あとは実戦のみです。
２ワット(W)より熱くしたい時は、計算して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）の場合は１２・５Ωだったので、３W必要なときは電力３Ｗ＝電圧５ＶＸ電流？Ａから計算すると０・６Ａ（アンペア）になります。
続いて抵抗を求めます、電圧５V＝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。