Czy mAh mierzy, jak długo wytrzyma bateria?

62

Wiem, że mAh mówi, ile miliamperów może dostarczyć bateria w ciągu godziny. Ale czy to też mówi, ile godzin wytrzyma bateria? Przepraszam, ale tak naprawdę nie rozumiem. Jeśli mówimy o zbiorniku na wodę, to mam wrażenie, że mAh jest jak duży jest kran, a nie ilość wody w zbiorniku. Jestem naprawdę zdezorientowany, dlaczego mierzymy pojemność baterii w mAh, jeśli moje rozumienie tego jest prawidłowe.

batteries

— supertonsky
źródło

1

MAh baterii JEST „ogólnym” wskaźnikiem czasu działania baterii. bateria 3000 mAh wytrzyma 3 razy dłużej niż bateria 1000 mAh (w tym samym obwodzie / aplikacji). Jednak żaden z nich nie wytrzyma całkowitego „prądu” określonego przez producenta, ze względu na straty i minimalne wymagania obwodu / aplikacji.

— Guill

5

Nie - tyle jest wody w zbiorniku, a nie jak duży jest kran. mA (lub Amper) jest już jednostką „na sekundę”, np. przy użyciu analogii wody: galonów na godzinę. Zatem mAh jest równoważne (gal / h) * h = galon wody.

— Odwrócony inżynier

79

mAh (lub mA · h) to nie tyle miliamperów, jakie bateria może dostarczyć w ciągu godziny. To byłoby mA / h. Prąd , mierzony w amperach , jest już szybkością rzeczy. Zwłaszcza jeden amper to jeden kulomb na sekundę. Tak więc, jeśli prąd jest podobny do prędkości, to mA / h jest jak przyspieszenie, a mAh jest jak odległość.

Raczej mAh jest jednostką ładowania . To jest to, co otrzymujesz, gdy pomnożysz prąd przez czas. Po pomnożeniu przez czas część ampera „na czas” zostaje anulowana, a Ty wracasz do ładowania.

Jeśli amper jest kulombem na sekundę, to:

1 m A h = 1 \cdot 10^{- 3} \frac{C}{s} h

$\require{cancel} 1~\mathrm{mAh} = 1\cdot10^{-3}~\mathrm{\frac{C}{s}h}$

i przez analizę wymiarową :

\frac{1 \cdot 10^{- 3} C h}{s} \frac{60 s}{1 m i n} \frac{60 m i n}{1 h} = 3.6 C

$\require{cancel} \frac{1\cdot10^{-3}~\mathrm{C\cancel{h}}}{\cancel{\mathrm{s}}} \frac{60\cancel{\mathrm{s}}}{1\cancel{\mathrm{min}}} \frac{60\cancel{\mathrm{min}}}{1\cancel{\mathrm{h}}} = 3.6~\mathrm{C}$

Na przykład, jeśli pobierasz 1 mA przez 1 godzinę z akumulatora, zużyłeś 1 mA · 1 godz. = 1 mAh ładunku. Jeśli pobierzesz 2 mA przez 5 godzin, użyłeś 2 mA · 5 h = 10 mAh.

Możesz oszacować, jak długo wytrzyma bateria, dzieląc jej całkowity ładunek (w mAh) przez nominalny prąd obciążenia (w mA). Załóżmy, że masz baterię 1800 mAh i podłączasz ją do obciążenia 20 mA:

\frac{1800 m A \cdot h}{20 m A} = \frac{1800 m A \cdot h}{20 m A} = 90 h

$\require{cancel} \frac{1800~\mathrm{mA\cdot h}}{20~\mathrm{mA}} = \frac{1800\cancel{\mathrm{mA}}\cdot\mathrm{h}}{20\cancel{\mathrm{mA}}} = 90~\mathrm{h}$

Jest to przybliżone, ponieważ:

Pojemność ładowania (liczba zmierzona w mAh) jest określana przez pomiar, ile ładunku można usunąć z akumulatora, zanim napięcie spadnie do pewnego arbitralnie wybranego poziomu, w którym akumulator jest uważany za „rozładowany”. To może, ale nie musi być próg, przy którym Twój obwód już nie działa. Producenci akumulatorów, chcąc sprawić, by wyglądały jak najlepiej, zwykle wybierają bardzo niskie napięcie progowe.
Zakładając, że rozważasz ładowanie dostępne tylko do pewnego progu napięcia, faktyczne ładowanie dostępne z akumulatora zależy od temperatury i szybkości rozładowywania. Niższe temperatury spowalniają reakcję chemiczną w akumulatorze, co utrudnia wydobycie ładunku. Wyższe szybkości rozładowania zwiększają straty w akumulatorze, zmniejszając napięcie, tym samym szybciej osiągając próg napięcia „rozładowanego”.
Różnica potencjałów elektrycznych dostarczanych przez substancje chemiczne w akumulatorze jest w rzeczywistości stała; to, co powoduje spadek napięcia, to wyczerpywanie się chemikaliów wokół elektrod i degradacja elektrod i elektrolitu. Dlatego napięcie akumulatora może odzyskać po pewnym okresie bez użycia . Zatem punkt, w którym osiągane jest napięcie progowe, może być dość skomplikowany do ustalenia.

Jeśli znajdziesz dobry arkusz danych dla swojej baterii, może dać wgląd w parametry, na podstawie których dokonano tych obliczeń.

— Phil Frost
źródło

2

Bardzo dobrze wyjaśnione. Więc mAh jest jak całkowita odległość przebyta, gdy prędkość jest pomnożona przez czas. To samo dotyczy ampera po pomnożeniu przez czas, otrzymujemy całkowity wygenerowany ładunek.

— supertonsky,

3

@supertonsky tak. Tyle że powiedziałbym, że ładunek nie jest generowany ; właśnie się poruszył. Bateria jest zasadniczo pompą do ładowania (ale nie pompą do ładowania ; to inna sprawa).

— Phil Frost,

Możesz także powiedzieć: „/” = „na”, podczas gdy „.” Lub „x”, lub często „” = „dla”. Tak więc 2000 mAh to 2000 mA na godzinę.

— RJR

12

Miliamperogodziny to miara obecnej pojemności w czasie. Jest to reprezentacja całkowitego naładowania baterii. Jeśli użyjesz baterii do obsługi czegoś, co nie wymaga dużego prądu, będzie trwać długo.

Należy pamiętać, że baterie (tak naprawdę ogniwa) mają nieliniową charakterystykę wyczerpywania. Mimo że miliamperogodziny to skończona ilość ładunku, musisz zdać sobie sprawę, że nie wszystkie z nich będą nadawać się do użytku przy danym obciążeniu przy danym napięciu i że wartość podana przez producenta dotyczy zasadniczo przypadku, w którym ogniwo jest zasilane coś o niskim zapotrzebowaniu na prąd. W tej sytuacji dostajesz prawie całą dostępną energię. Jednak gdy zasilasz coś, co wymaga więcej prądu, tak naprawdę nie uzyskasz pełnej mocy.

Edycja techniczna, zgodnie z komentarzami Phila: Mówiąc „... tak naprawdę nie uzyskasz pełnej pojemności”. Mam na myśli „W rzeczywistości nie uzyskasz pełnej wydajności przy takim samym obciążeniu, które wymaga określonego napięcia do działania”. Napięcie ogniwa spadnie i stanie się niewystarczające do obciążenia, w którym to momencie ładunek nadal znajduje się w ogniwie, ale niekoniecznie jest to użyteczne.

Rozważ arkusz danych dla ogniw Energizer AA . Dostarczono tabelę pokazującą różne pojemności miliamperogodzin przy różnych obciążeniach:

Tabela zużycia mAh baterii AA

Jeśli ciągle zasilasz urządzenie 25 mA, ogniwo będzie miało około 2750 mAh. Jeśli podzielisz ten prąd na pojemność, 2750/25, otrzymasz liczbę godzin, przez jaką akumulator może go utrzymać: 110. Jeśli obciążenie wynosi 500 mA, pojemność użyteczna ogniwa faktycznie spada do około 1500 mAh, a 1500/500 to tylko 3 godziny.

Urządzenia takie jak piloty nie używają ciągłego zasilania. Większość czasu spędzają w stanie bezczynności lub „uśpienia” i zużywają energię tylko po naciśnięciu przycisku. W takich przypadkach komórki będą nadal żywotne i zasilą urządzenie przez bardzo długi czas. Wykres wydajności w miliamperach opiera się na zużyciu, a nie na czasie bezczynności.

Efekty środowiskowe i fizyka spowodują erozję chemii w komórce, nawet jeśli nie jest używana. Arkusz danych zakłada, że pracujesz ze świeżymi komórkami w określonych warunkach środowiskowych.

— JYelton
źródło

1

„Chociaż miliamperogodziny są często traktowane jak skończona ilość energii” sugeruje, że być może jest jednostką energii, ale tak nie jest. Ponadto, przy wyższych prędkościach absolutorium, to zrobić uzyskać pełną pojemność, ale masz go przy niższym napięciu. Zauważ, że wykres mówi „rozładować do 0,8 wolta ”.

m A h

$mAh$

— Phil Frost

Prawdopodobnie powinienem zmienić „energię” na „ładowanie”, aby uzyskać dokładność. Nie jestem pewien, czy rozumiem / zgadzam się, że pełne ładowanie mAh jest dostępne przy wyższych poziomach rozładowania. Ogniwo rozładowuje się, a jego napięcie obniża się przy dowolnej szybkości rozładowania, ale zależy od tego, jak szybko to nastąpi. Czy nie jest prawdą, że wyższa szybkość rozładowania zmniejsza wydajność ogniwa, a tym samym zmniejsza całkowitą pojemność mAh?

— JYelton,

Nie całkiem. W akumulatorze jest tak dużo rozdziału ładunku, określonego przez zawarte w nim chemikalia i ilość tych chemikaliów, a ładunek nie może iść nigdzie indziej. Przy wyższej szybkości rozładowania napięcie na zaciskach maleje i może on szybciej ładować ładunki, ale nadal są one rozdzielone. Być może będziesz musiał poczekać dłużej na ich rozdzielenie, a na zaciskach będzie mniej napięcia, a tym samym mniej energii elektrycznej.

— Phil Frost

W związku z tym: dlaczego akumulatory głębokiego cyklu są oceniane w amperogodzinach zamiast w watach?

— Phil Frost

Ponadto: ochrona ładunku . Jeśli weźmiesz również pod uwagę, że akumulator nie ma samorozładowania (chyba tylko dla niektórych typów akumulatorów), w ten sposób można stwierdzić, że całe ładowanie musi przejść przez ładunek. Jeśli jest to samorozładowanie, wówczas istnieje punkt, w którym niższe szybkości rozładowania są mniej wydajne, ponieważ większość energii jest tracona na samorozładowanie. Jednak w przypadku baterii alkalicznych samorozładowanie jest bardzo niskie.

— Phil Frost

3

Jako bardzo przybliżony przewodnik da ci wskaźnik parkowania piłki dla prądu / czasu. Oczekuje się, że bateria o pojemności 100 mAh da 10 godzin przy 10 mA lub 1 godzinę przy 100 mA. W rzeczywistości dostajesz mniej. Będzie to zależeć od typu baterii, jej wieku, stanu, temperatury itp.

— JIm Dearden
źródło

1

Prąd jest wektorem ładunku w czasie przez obciążenie, tj. Jest to szybkość kulombów na sekundę. Aby uzyskać pomiar ładunku, wówczas mnożymy stawkę przez czas. Na przykład mamy godzinny sprint w maratonie. Gdybym mógł biegać z prędkością 10 km / h przez całą godzinę, to bym przebiegł 10 km. Prędkość w km / h jest już określana jako prędkość w czasie, więc łatwiej jest ją wypracować. Gdybyśmy mieli konkretną jednostkę do pomiaru prędkości, powiedzmy, czy:

1 Gonzales = 1 km / godz

W takim razie moja ocena zdolności do utrzymania prędkości 10 km / h przez godzinę wynosiłaby 10 GH (godziny Gonzalesa).

— Tu Pham
źródło