Amperogodziny w akumulatorze: co to jest?
Żywotność baterii telefonu komórkowego, przenośnego narzędzia czy możliwość dostarczenia prądu do rozrusznika podczas uruchamiania silnika samochodu - wszystko to zależy od takich cech akumulatora, jak pojemność. Mierzy się go w amperogodzinach lub miliamperogodzinach. Na podstawie wielkości pojemności można ocenić, jak długo bateria będzie dostarczać energię elektryczną do konkretnego urządzenia. Od tego zależy czas potrzebny na rozładowanie i naładowanie akumulatora. Wybierając baterię do konkretnego urządzenia, warto wiedzieć, co oznacza ta wartość w amperogodzinach. Dlatego dzisiejszy materiał zostanie poświęcony takiej charakterystyce, jak pojemność i jej wymiary w amperogodzinach.
Ogólnie rzecz biorąc, amperogodzina jest niesystemową jednostką ładunku elektrycznego. Jego głównym zastosowaniem jest wyrażenie pojemności baterii.
Jedna amperogodzina reprezentuje ładunek elektryczny przechodzący w ciągu 1 godziny przez przekrój przewodnika pod wpływem prądu o natężeniu 1 ampera. Wartości można znaleźć w miliamperogodzinach.
Z reguły oznaczenie to służy do wskazania pojemności baterii w telefonach, tabletach i innych gadżetach mobilnych. Spójrzmy, co oznacza amperogodzina, używając prawdziwych przykładów.
Na powyższym zdjęciu widać oznaczenie pojemności w amperogodzinach. Jest to akumulator samochodowy o pojemności 62 Ah. Co nam to mówi? Na podstawie tej wartości możemy dowiedzieć się, z jaką siłą prądu akumulator może zostać równomiernie rozładowany do napięcia końcowego. W przypadku akumulatora samochodowego napięcie końcowe wynosi 10,8 wolta. Standardowe cykle rozładowania trwają zazwyczaj 10 lub 20 godzin.
Na podstawie powyższego 62 Ah mówi nam, że ten akumulator jest w stanie dostarczać prąd o natężeniu 3,1 ampera przez 20 godzin. W takim przypadku napięcie na zaciskach akumulatora nie spadnie poniżej 10,8 wolta.
Na powyższym zdjęciu kolorem czerwonym zaznaczono pojemność baterii laptopa – 4,3 amperogodzin. Chociaż przy takich wartościach wartość jest zwykle wyrażana jako 4300 miliamperogodzin (mAh).
Należy również dodać, że jednostką systemową ładunku elektrycznego jest kulomb. Wisiorek jest powiązany z amperogodzinami w następujący sposób. Jeden kulomb na sekundę równa się 1 amperowi. Dlatego jeśli przeliczysz sekundy na godziny, okaże się, że 1 amperogodzina jest równa 3600 kulombów.
W jaki sposób pojemność akumulatora (amperogodzina) jest powiązana z jego energią (watogodzina)?
Wielu producentów nie podaje pojemności swoich akumulatorów w amperogodzinach, lecz zamiast tego wskazuje zmagazynowaną energię w watogodzinach. Taki przykład pokazano na zdjęciu poniżej. To jest bateria do smartfona Samsung Galaxy Nexus.
Przepraszam za zdjęcie z małym drukiem. Zmagazynowana energia wynosi 6,48 watogodzin. Energię zmagazynowaną można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
1 watogodzina = 1 wolt * 1 amperogodzina.
Następnie dla baterii Galaxy Nexus otrzymujemy:
6,48 watogodzin / 3,7 wolta = 1,75 amperogodzin lub 1750 miliamperogodzin.
Jakie są inne rodzaje pojemności akumulatorów?
Istnieje coś takiego jak pojemność energetyczna akumulatora. Pokazuje zdolność akumulatora do rozładowania w określonym przedziale czasu przy stałej mocy. Przedział czasowy w przypadku akumulatorów samochodowych ustala się zwykle na 15 minut. Pomiary pojemności energetycznej początkowo zaczęto mierzyć w Ameryce Północnej, ale potem dołączyli do nich producenci akumulatorów z innych krajów. Jego wartość można obliczyć w amperogodzinach, korzystając ze wzoru:
E (Ah) = W (W/el) / 4, gdzie
E – pojemność energetyczna w amperogodzinach;
W – moc przy 15 minutach rozładowania.
Jest jeszcze jedna odmiana, która przyjechała do nas z USA, jest to zbiornik rezerwowy. Pokazuje zdolność akumulatora do zasilania poruszającego się pojazdu pokładowego, gdy generator nie pracuje. Mówiąc najprościej, możesz dowiedzieć się, jak długo akumulator pozwoli Ci jeździć samochodem w przypadku awarii alternatora. Wartość tę można obliczyć w amperogodzinach, korzystając ze wzoru:
E (amperogodziny) = T (minuty) / 2.
Tutaj też możemy dodać, że gdy akumulatory są połączone równolegle, sumuje się ich pojemność. Po podłączeniu szeregowym wartość pojemności nie zmienia się.
Skąd wiesz, ile amperogodzin faktycznie ma Twoja bateria?
Przyjrzyjmy się procesowi sprawdzania pojemności na przykładzie. Ale takie kontrolowane rozładowanie można wykonać dla dowolnego akumulatora. Różnią się tylko zmierzone wartości.
Aby sprawdzić rzeczywiste amperogodziny akumulatora, należy go całkowicie naładować. Sprawdź stopień naładowania według gęstości. W pełni naładowany akumulator powinien mieć gęstość elektrolitu 1,27─1,29 g/cm 3 . Następnie należy złożyć obwód pokazany na poniższym rysunku.
Musisz dowiedzieć się, dla jakiego trybu rozładowania jest określona pojemność baterii (10 lub 20 godzin). I rozładuj akumulator natężeniem prądu obliczonym według poniższego wzoru.
I = E/T, gdzie
E – nominalna pojemność akumulatora,
T – 10 lub 20 godzin.
Proces ten wymaga stałego monitorowania napięcia na zaciskach akumulatora. Gdy tylko napięcie spadnie do 10,8 wolta (1,8 na banku), należy przerwać rozładowywanie. Czas potrzebny do rozładowania akumulatora jest mnożony przez prąd rozładowania. Daje to rzeczywistą pojemność akumulatora w amperogodzinach.
Jeśli nie masz rezystora, możesz użyć żarówek samochodowych (12 V) o odpowiedniej mocy. Moc żarówki dobierasz w zależności od tego, jakiego prądu rozładowania potrzebujesz. Oznacza to, że jeśli potrzebujesz prądu rozładowania o wartości 2 amperów, wówczas moc będzie wynosić 12 woltów pomnożonych przez 2 ampery. Razem 24 waty.
Ważny! Po rozładowaniu akumulatora należy go natychmiast naładować, aby nie pozostawał w stanie tak rozładowanego. W przypadku takiego wyładowania lepiej w ogóle tego nie robić. Przy tak głębokim rozładowaniu mogą stracić część swojej pojemności.
Jednostki pojemności baterii
Wybierając przenośną ładowarkę do akumulatorów (ROM), wiele osób zadaje pytania: „Co oznaczają charakterystyki mAh i Wh?”, „I dlaczego są potrzebne?”
Odpowiadamy. Obie wartości: mAh (miliamperogodzina) i Wh (watogodzina) charakteryzują pojemność ładowarki. Jednak najsłuszniej jest skupić się na pojemności mierzonej w watogodzinach. I własnie dlatego.
Wh to bezwzględna stała pojemność, która najdokładniej opisuje potencjał urządzenia.
Natomiast pojemność podana w mAh jest wartością względną, która opisuje pojemność urządzenia w odniesieniu tylko do konkretnego wybranego napięcia. Oznacza to, że dla jednego napięcia jest jedna pojemność, a dla innego napięcia inna pojemność. Często można zobaczyć także oznaczenie „Ah” (amperogodzina). 1 Ah = 1000 mAh. Zatem, aby uzyskać wartość Ah, należy podzielić wartość mAh przez 1000. I odwrotnie, aby otrzymać mAh, należy pomnożyć wartość Ah przez 1000.
Przykładowo ładowarka CARKU E-Power-3 ma pojemność 29,6 Wh czyli 8000 mAh (8 Ah).
Jednocześnie 8000 mAh to pojemność nominalna i jest ona wskazywana w odniesieniu do napięcia nominalnego akumulatorów wbudowanych w korpus ładowarki rozrusznikowej. Wszystkie akumulatory litowo-polimerowe (LiPo) i fosforanowo-litowo-żelazowe (LiFePO4) stosowane w ładowarkach rozruchowych mają napięcie nominalne 3,7 V. Wiele osób zapyta: „Jak to? Jeśli napięcie nominalne = 3,7 V, to dlaczego na wyjściach ROM są oznaczone wartościami 5 V, 12 V i 19 V?” Odpowiedź jest prosta: wzrost napięcia dla tego lub innego wyjścia ROM następuje z powodu elektronicznego wypełnienia urządzenia.
Zatem przy napięciu nominalnym 3,7 V pamięć ROM CARKU E-Power-3 ma pojemność nominalną 8000 mAh. Z tej wartości nominalnej pojemności względnej wyrażonej w mAh łatwo jest otrzymać wartość pojemności bezwzględnej wyrażonej w Wh:
1) najpierw przelicz wartość pojemności wyrażoną w miliamperogodzinach na amperogodziny
8 Ah x 3,7 V = 29,6 Wh
Dzięki temu współczynnikowi łatwo jest obliczyć rzeczywistą pojemność w mAh pamięci ROM CARKU i dowolnej innej baterii przy określonym napięciu roboczym konkretnego odbiornika elektrycznego.
Wykonajmy obliczenia na przykładzie pamięci ROM CARKU E-Power-3. Model ten posiada 2 wyjścia:
1) Wyjście USB do ładowania telefonów komórkowych, tabletów itp. przy napięciu roboczym 5 V. Aby obliczyć rzeczywistą pojemność dla tego trybu pracy, należy podzielić pojemność bezwzględną 29,6 Wh przez napięcie 5 V i otrzymamy 5,92 Ah:
29,6 Wh / 5 V = 5,92 Ah (lub 5920 mAh).
2) Wyjście do uruchomienia silnika o napięciu roboczym 12 V. Tutaj ten sam wzór służy do obliczenia rzeczywistej pojemności:
29,6 Wh / 12 V = 2,467 Ah (lub 2467 mAh).
Jak widać z obliczeń, najbardziej oczywistą i poprawną wartością charakteryzującą pojemność pamięci ROM jest właśnie Wh. Na tej podstawie łatwo jest obliczyć pojemność w mAh dla określonego napięcia, a tym samym w przybliżeniu oszacować potencjał pamięci ROM dla konkretnego odbiornika elektrycznego.
Wartości pojemności w mAh dla ROM CARKU E-Power-3 ROM, poprawnie obliczone dla 5 V i 12 V, nie są tak imponujące, jak dla napięcia nominalnego 3,7 V, ale nie umniejsza to wysokiej wydajności konsumenckiej tego mały. Kompaktowy i lekki E-Power-3 pozwala np. na naładowanie do pełna iPhone4 3 razy lub klasycznej Nokii 106 6 razy, a także pewne uruchomienie 4-litrowych silników benzynowych latem i 1,6-litrowych silników benzynowych zimą, co potwierdzają prawdziwe testy i liczne filmy w youtube.
Część do lasu, część na opał
W opisach ROM i paszportach należy przede wszystkim wskazać pojemność w Wh. Dodatkowo można wskazać nominalną pojemność pamięci ROM w mAh, oddając hołd historycznie popularnemu wymiarowi, łatwo rozpoznawalnemu przez masowego konsumenta i powszechnie stosowanemu w power bankach (baterie zewnętrzne), bateriach do telefonów komórkowych, tabletów itp.
Wszystkie pamięci ROM CARKU mają pojemność bezwzględną w Wh i nominalną pojemność względną w mAh. Niektórzy producenci błędnie wskazują pojemność ROM tylko w mAh, odzwierciedlając drugorzędną charakterystykę pojemności i całkowicie zapominając o najważniejszej.
Zdarzają się również sytuacje, w których niektóre strony wskazują zawyżone specyfikacje w mAh. Przykładowo, pojemność bezwzględna pamięci ROM CARKU E-Power-Elite wynosi 44,4 Wh, co oznacza, że jej pojemność nominalna wynosi 12000 mAh (44,4 Wh / 3,7 V = 12 Ah). Dlatego nie może być ROM-u CARKU E-Power-Elite o pojemności bezwzględnej 44,4 Wh i jednocześnie o pojemności nominalnej 14000 mAh lub 15000 mAh, jak wskazują niektóre firmy handlowe.
Warto też mieć na uwadze, że zdecydowana większość prezentowanych obecnie na rynku rosyjskim przenośnych rozruszników ma rzeczywistą pojemność znacznie mniejszą od deklarowanej. Na przykład 5000 mAh zamiast 8000 mAh, 8000 mAh zamiast 14000 mAh itp. Różnica między deklarowaną a rzeczywistą wydajnością sięga czasami 2 lub więcej razy. Jest to bardzo częsta sytuacja, ponieważ konsumentowi bardzo trudno jest sprawdzić rzeczywistą pojemność, a tym bardziej ją zmierzyć. Z kolei rzeczywista pojemność ROM CARKU w pełni odpowiada deklarowanej. Potwierdza to na przykład niezależny przegląd rosyjskiego rynku ROM, w którym ROM CARKU wykazuje większą liczbę uruchomień niż analogi o większej pojemności.
Dlaczego tak ważne jest zwracanie uwagi na pojemność pamięci ROM? Ponieważ czas autonomicznej pracy odbiorników elektrycznych zasilanych z pamięci ROM zależy bezpośrednio od tego. Pojemność pamięci ROM jest szczególnie ważna zimą przy uruchamianiu silnika pojazdu, ponieważ im większa pojemność, tym więcej będzie prób uruchomienia silnika i czas ich trwania, a co za tym idzie, prawdopodobieństwo pomyślnego uruchomienia. Ponadto bateria jest głównym elementem pamięci ROM, więc koszt pamięci ROM zależy bezpośrednio od jej pojemności. Należy o tym pamiętać przy wyborze ROMu dla siebie.
Myślę, że temat może zainteresować wiele osób, ponieważ... Prawie każdy teraz się z tym mierzy.
Mówimy o pojemności baterii i jej przeznaczeniu.
Historycznie rzecz biorąc, pojemność baterii była najczęściej wyrażana w mAh (mAh) lub Ah (Ah). W niektórych przypadkach może to prowadzić do poważnych błędnych przekonań. Może się na przykład zdarzyć, że dana osoba zobaczy dwie baterie, powiedzmy 800 mAh i 2400 mAh. I najprawdopodobniej uzna, że ten drugi przechowuje trzy razy więcej energii. Ale może tak nie być. Może się okazać, że akumulator „800 mAh” będzie magazynował znacznie więcej energii. I teraz nie mówię o przebiegłych Chińczykach, którzy piszą na etykiecie, co im się podoba, ale o fizyce.
Zastanówmy się, co oznacza pojemność baterii, powiedzmy 4000 mAh. Mówiąc najprościej, oznacza to, że akumulator może dostarczyć prąd o natężeniu 4000 mA przez jedną godzinę. Lub 1000 mA przez cztery godziny. Lub 2000 mA przez dwie godziny i tak dalej. Ale prąd pobierany przez urządzenie/zasilany przez akumulator to tylko jedna cecha, jest jeszcze jedna – napięcie. Przy tym samym prądzie napięcie może być inne. Pamiętając szkolny kurs fizyki, możesz obliczyć, że na przykład przy prądzie 1 A i napięciu 10 V obciążenie zużywa 10 W. A przy tym samym prądzie 1 A i napięciu 3 V obciążenie zużywa tylko 3 W. Dlatego napięcie jest najważniejszą cechą i nie da się mówić o ilości energii, jaką akumulator może zmagazynować, znając jedynie prąd.
Najbardziej poprawną charakterystyką pojemności baterii jest W*h (Wh, Wh). Załóżmy, że pojemność akumulatora 10 Wh powie nam, że może zasilać obciążenie o mocy 10 W przez godzinę. Jednocześnie to, jaki jest prąd i napięcie, nie jest już dla nas ważne. Bardzo łatwo jest obliczyć pojemność w Wh – wystarczy pomnożyć pojemność w Ah i napięcie znamionowe akumulatora w woltach.
Dlaczego oznaczenie mAh nadal się trzymało?
Faktem jest, że napięcia na akumulatorach nie są przypadkowe, ale zależą od rodzaju elementu. Obecnie najczęściej są to ogniwa litowe. Napięcie nominalne na jednym ogniwie litowym wynosi 3,7 V. O ile mówimy o tym samym typie akumulatora i tej samej liczbie kolejnych ogniw w akumulatorze, to „legalnie” możemy porównywać pojemność mAh. Ale gdy tylko jeden akumulator będzie miał jedno ogniwo, a drugi dwa połączone szeregowo (7,4 V), nie da się już porównać pojemności w mAh, bo przy tym samym mAh, drugi będzie miał dwa razy więcej energii.
Kiedy warto się tym przejmować?
Gdy nie masz pewności, czy baterie są tego samego typu i mają tę samą liczbę ogniw. Przykładowo w telefonach zawsze stosuje się baterie litowe w ilości jednego ogniwa (może są wyjątki, ale ja ich nie widziałem). Oznacza to, że można je łatwo porównać w mAh. Można też bezpiecznie porównać akumulatory przeznaczone do jednego urządzenia, gdyż niezwykle rzadko zdarza się, aby dane urządzenie obsługiwało akumulatory o różnej liczbie kolejnych ogniw. Ale nie można porównywać baterii różnych urządzeń i typów. Załóżmy, że laptopy mają baterie z dwoma ogniwami szeregowymi (7,4 V) i trzema (11,1 V).
Poza tym czasami ludzie dziwią się, że zwykła bateria AA podaje 2700 mAh, podczas gdy telefon o mniej więcej tej samej pojemności ma tylko 800 mAh. Dokładnie tak jest, gdy błędne jest porównywanie mAh, ponieważ
Pojemność baterii AA wynosi 1,2V*2,7Ah=3,24Wh, natomiast pojemność baterii litowej to 3,7V*0,8Ah=2,96Wh, czyli są prawie takie same i nie różnią się wcale trzykrotnie .
Wniosek: o pojemności akumulatora w mAh można mówić tylko wtedy, gdy podasz także rodzaj akumulatora (skład chemiczny i liczbę kolejnych ogniw) lub jego napięcie. W innych przypadkach porównywanie wydajności według tego parametru jest całkowicie pozbawione sensu.
Cześć drodzy przyjaciele! Wybierając akumulator przenośny, możesz spotkać się z dużą liczbą negatywnych recenzji dotyczących rozbieżności między deklarowaną pojemnością a liczbą naładowanych gadżetów. Wydawać by się mogło, że kupując ładowarkę o pojemności 13 000 mAh, powinniśmy naładować nasz smartfon z baterią 2300 mAh około 5,5 razy! Ale to nie jest takie proste.
Trochę tła
Jako miłośnik gadżetów i nowoczesnych technologii mam smartfona i inne dobre rzeczy. I na pewnej drodze natknąłem się na jeden, moim zdaniem, poważny problem z zaawansowanymi urządzeniami – mają one stosunkowo krótki czas pracy na baterii. Tak, nie będę się kłócić, istnieją „potwory” produkujące telefony, które mają baterie o pojemności 4000 mAh i większej. Ale często takie urządzenia są niezwykle rzadkie i mają inne wady. W każdym razie, nawet jeśli Twój gadżet wytrzyma do wieczora (a mojego Nexusa 5 z 2300 mAh nie ma na tej liście), prędzej czy później pojawia się pytanie o zakup przenośnej baterii.Podobnie jak wielu maniaków, od dawna nosiłem się z zamiarem zakupu tego typu urządzenia. Rozważałem opcję zakupu pudełka na baterie 18650, a także gotowego urządzenia (które najprawdopodobniej zawiera te same akumulatory 18650, podobnie jak baterie do laptopa). W rezultacie pojawiła się potrzeba posiadania naładowanego telefonu w pracy w przypadku braku gniazdka i zakupiono przenośny akumulator DF TRIO-02.
Szczerze mówiąc, nie miałam zbyt wiele czasu na wybór i przeczytanie recenzji. Po prostu na szybko przeszukałem jeden znany sklep internetowy (ten, który wchodzi w skład grupy firm wraz z bankiem i sklepem jubilerskim) i wybrałem go według następujących kryteriów:
- wymagana pojemność
- jakość ceny
- wygląd (tak, tak, trzeba zabiegać nie tylko o ergonomię, ale i cieszyć się estetyką)
Krótko o tym właśnie urządzeniu
Plusy:- dobra pojemność
- dwa wyjścia 5V, 1A; jedno wyjście 5 V, 2,1 A
- Wejście ładowania baterii microUSB
- Błyszcząca obudowa ze stali nierdzewnej
Arytmetyka obliczania pojemności
Dla ułatwienia obliczeń wprowadzamy co następuje założenia:- Sprawność przetwornicy napięcia przyjmujemy za 100%
- wszystkie wskazane zdolności przyjmujemy jako wartości rzeczywiste
- Przyjmujemy stałe wartości prądu i napięcia podczas ładowania
- Telefon ładuje się od idealnego 0% do 100% (bez uwzględnienia ładunku resztkowego zapewnianego przez producentów itp.)
Maksymalne możliwe użyteczne ładowanie akumulatora nazywa się pojemnością ładowania lub po prostu pojemnością. Pojemność akumulatora to ładunek wydzielany przez w pełni naładowany akumulator po rozładowaniu do najniższego dopuszczalnego napięcia. W układzie SI pojemność akumulatorów mierzy się w kulombach, w praktyce często stosuje się jednostkę niesystemową - amperogodzinę. 1 Ah = 3600 C. Pojemność baterii jest podana przez producenta. Nie mylić z pojemnością elektryczną kondensatora.Obecnie coraz częściej w akumulatorach wskazuje się pojemność energetyczną - energię wydzielaną przez w pełni naładowany akumulator przy rozładowaniu do najniższego dopuszczalnego napięcia. W układzie SI mierzy się go w dżulach; w praktyce stosuje się jednostkę niesystemową – watogodzinę. 1 Wh = 3600 J.
Na opakowaniu mamy dumny napis: „13000 mAh”. To jest nasza pojemność ładowania.
Przyglądając się uważnie naklejce z tyłu, widzimy, co następuje.
Napięcie: 3,7 V.
Pojemność ładowania: 13000 mAh.
Pojemność energetyczna: 48,1 W.
Okazuje się, że wiele Producenci podają zgromadzony ładunek w mAh (mAh), ale ważne jest również napięcie robocze urządzenia. W najszerszym zakresie charakteryzuje się „pojemnością”. zmagazynowana energia.
Ludzie często mylą pojęcia zmagazynowany ładunek I zmagazynowana energia nazywając to „pojemnością”. Jeśli nie jest wymagana duża dokładność, możemy założyć, że zmagazynowana energia (w Wh) jest w przybliżeniu równa iloczynowi zmagazynowanego ładunku (w Ah) i średniego napięcia (w woltach).
1 Wh = 1 V 1 Ah.
Teraz, po zrozumieniu pojęć, przejdźmy do naszego przykładu: 48,1 Wh akumulatora to 13 Ah (13000 mAh) pomnożone przez 3,7 V. Na razie wszystko się zgadza. Ale nasze urządzenie ładowane jest z wyjścia 5 V. Dlatego ładunek, jaki jest w stanie dostarczyć nasze urządzenie, oblicza się jako iloraz zmagazynowanej energii i napięcia wyjściowego.
48,1 Wh / 5 V = 9,62 Ah (9620 mAh).
Analizowanie
Teraz możesz łatwo obliczyć, „ile razy mogę naładować swoje urządzenie”. Zatem ten sam Nexus 5 można ładować:9620 mAh/ 2300 mAh = 4,18
Lub innymi słowy, trochę ponad 4 razy. Co jest przeciwko 5.5
Wyciągać wnioski
Obliczona pojemność baterii wynosząca 9620 mAh była o 26% mniejsza niż 13000 mAh, które widzimy na pudełku. I o 26% mniej, niż oczekiwałby niedoświadczony w obliczeniach użytkownik. Choć tak naprawdę producent wcale nas nie oszukał. To tylko chwyt marketingowy.Przydatne artykuły i źródła.
