Что такое Ампер-часы в аккумуляторе и как их перевести в Ватт-часы?
Всем привет. Автономность работы ноутбука, мобильного телефона, источника бесперебойного питания -зависит от параметра аккумулятора, именуемой ёмкостью. Измеряется она в миллиампер-часах: mAh или мАч. Для АКБ маломощных устройств или ампер часах: Ah или Ач. Узнав, какой ёмкостью обладает АКБ, можно подвести черту к времени запитывания аккумулятором электроэнергии для потребляемого устройства. Об этом мы и поговорим в статье.
Почему измерение ёмкости проводится в ампер часах?
Что такое «Ампер в час»? – это единица измерения электрического заряда, основное назначение которое выражается ёмкостью АКБ. Внесистемной единице можно дать логическое объяснение.
СПРАВКА! Одним «Ач» считается заряженный электрон, что проходит на протяжении одного часа сквозь площадь металлического проводника при пропускании тока в 1 Ампер.
То есть теоретически – полностью заряженная батарея с ёмкостью в 1000 мАч готова демонстрировать силу тока в 1 А в течении 1 ч. Если потребуется ток 10А, то АКБ сможет выдать его в течении 0,1 ч. Если нужен ток в 0,2 А, батарея будет выдавать его за 5 часов. Логика перевода здесь ясно прослеживается.
В малогабаритных аккумуляторах для удобства счисления используют значение миллиампер в час. В редких случаях используют микроампер в час. Этими АКБ оснащаются малые устройства – в основном электроника.
В реалиях ёмкость батареи приводят, опираясь на двадцатичасовой цикл разряда до «Minimum»-значения «Umin» – тот параметр, до которого лучше не доводить перезаряжаемую батарею.
Рассмотрим на реальных примерах, что значит значение ёмкости.
Пример расчета выдаваемого тока в автомобильном АКБ
В авто используют увесистые аккумуляторы с большой емкостью. Например, ёмкость аккумулятора 6CT-62N равна 62 Ач. Из этого значения можно рассчитать силу тока, которая будет разряжать устройство равномерно до конечного напряжения. В автомобиле оно равно 10,8 В. Измерения делаются исходя из исходных данных:
- Ёмкость – 62 Ач.
- Время разряда – 20 часов.
- Рабочее U – 12 В.
- Конечное напряжение – 10,8 В.
Чтобы узнать, какой ток способен выдавать аккумулятор на протяжении 20 часов, следует:
Дополнительно, перевести ёмкость Ач можно в единицу измерения – кулон. 1 Кл/с = 1 А, или 1 Ач = 3600 Кл.
Перевод в Вт/ч
Изготовителей аккумуляторных батарей условно необходимо поделить на две касты:
- Первые указывают «запасаемый заряд» (в ампер/часах) аккумулятора.
- Вторые пишут «запасаемую энергию» в Втч.
Самое интересное, эти единицы измерения указывают на ёмкость аккумулятора. Для измерения максимально точного значения ёмкости путем перевода Втч в Ампер часов, необходимо провести математический расчет с использованием интегралов от показателя мгновенной мощности, которое выдает перезаряжаемая батарея при разряде.
Но если рассчитать нужно приблизительно, можно оперировать средними показателями напряжения и используемого тока, приведя все данные к такому знаменателю:
Если приплюсовать сюда время, выйдет:
Расшифровка формулы следующая – запасаемая энергия (ватт-час) с допустимой погрешностью равна произведению запаса заряда (Ампер часы в аккумуляторе) на напряжение (В, среднее).
Е=q*U
E=q*U*3600
Если Вт конвертировать в Дж.
Вернемся к примеру, с АКБ, который необходим для стартера. В нем сказано, что запасаемые заряд равен 62 Ач, рабочее напряжение – 12 В.
Ёмкость (запасаемая энергия) с допустимой погрешностью равняется:
62 Ач * 12 В = 744 Втч = 744 Втч*3600 = 2,678 МДж.
Применение АКБ
Есть множество типов аккумуляторов, которые используют в различных гаджетах, направлениях и системах:
- В энергетике, подстанциях телекоммуникационного оборудования, в качестве аварийного источника питания железнодорожных переездов применяются стационарные свинцовые аккумуляторы.
- Для питания шахтерских подъемников, средств связи, для запуска дизельных станций и двигателей авиации применяют Никель-кадмиевые АКБ.
- Для автономного питания портативных приборов используют Никель-металлогидридные АКБ.
- Портативные устройства, типа мобильного телефона, колонок, камер питаются с помощью Li-ion аккумуляторов.
- Некоторые портативные гаджеты могут снабжаться литий-полимерными АКБ. Их обычно позиционируют с повышенной безопасностью и увеличенным ресурсом, по сравнению с Li-ion.
Уже несколько десятилетий подряд Li-ion АКБ считаются наилучшими для небольших устройств из-за быстрого заряда, большей ёмкости в соизмерении с размером, имеют меньший вес и более долгий срок службы.
Что происходит в период эксплуатации?
К сожалению, со временем, все перезаряжаемые батареи проходят через процессы химического старения. В следствии этого, ёмкость постепенно уменьшается, что приводит к необходимости частого заряда. В дополнение к такому процессу может снижаться максимальная мгновенная производительность АКБ (ее еще называют пиковой).
Чтобы прибор с перезаряжаемой батареей корректно работало, все электрозависимые компоненты должны незамедлительно получать доступ к электропитанию.
Главным фактором, влияющим на мгновенную передачу заряда АКБ есть его полное сопротивление. Если оно высокое, то перезаряжаемая батарея не всегда сможет отдавать тот заряд, которой требуется для качественной работы прибора. Из-за этого оно может не запускаться или прекратить работать. Полное сопротивление АКБ может увеличиваться:
- На постоянной основе при химическом старении.
- Краткосрочно при низком уровне заряда.
- Временно при малых и отрицательных температурах воздуха.
Если же порог минимального напряжения для работы АКБ будет преодолён при увеличении сопротивления (то есть станет меньшим количество выдаваемых мАч) – автономная работа устройства поддерживаться не сможет.
Разница между ампер-часами и ватт-часами аккумуляторной батареи
Неважно, как используется литий-ионная батарея – для питания транспортного средства или резервного питания – важно уметь заранее рассчитать, сколько энергии потребуется. Для этого нужно понимать значение ватт-часов (Вт⋅ч, Wh) и ампер-часов (А·ч, Ah), а также различие между ними.
Ватт-часы = мощность за время
Мощность измеряется в ваттах (1 Вт эквивалентен 1 Дж в секунду). Вт⋅ч – единица измерения количества произведенной либо потребленной энергии за 1 ч. По ней судят об энергопотреблении электроприборов за определенное время. Например, чтобы узнать суточное энергопотребление лампы мощностью 50 Вт, нужно 50 умножить на 24 ч, что даст 1200 Вт-ч.
Ампер-часы = ток за время
Если Вт⋅ч служат для изменения энергии, то А·ч используются для измерения заряда. Для расчета А·ч сначала узнают количество ампер или ток – поток заряженных частиц, электронов или ионов, движущихся через электрический проводник или пространство. А·ч показывают, сколько ампер протекает за 1 ч. Аккумуляторная батарея емкостью 150 Ah способна отдать 150 А за 1 ч. Она же может выдать 300 А за 2 ч. Иными словами, по А·ч видно, сколько тока выдает аккумулятор за определенное время. Чтобы выяснить скорость полной зарядки и разрядки, посмотрите на рейтинг C. Зарядка со скоростью C 1C означает, что аккумулятор заряжается от 0 до 100% за час. Скорость 0,5C или C2 означает двухчасовую разрядку, а C5 — пятичасовую разрядку. Если батарея имеет номинал 1С, то при емкости 20 А·ч она должна обеспечивать ток 20 А в течение 1 ч.
Преобразование Вт⋅ч в А·ч и наоборот
Вт⋅ч и А·ч — это разные единицы измерения, но они взаимосвязаны. Одна из них может использоваться для определения другой. Вт⋅ч = А·ч x В А·ч = Вт⋅ч / В
Возьмем 12-вольтную батарею на 200 Ah. Умножим 200 А·ч на 12 В, что даст 2400 Вт-ч. Те же 2400 Вт-ч выдаст батарея напряжением 24 В и емкостью 100 А-ч. На основе Вт⋅ч можно рассчитать А·ч. Если аккумулятор 1200 Вт·ч, то разделите 1200 Вт-ч на его напряжение (скажем, 12 В), что даст 100 А-ч.
Зачем рассчитывать Вт⋅ч и А·ч
Они помогут понять, сколько энергии или тока отдаст аккумулятор за конкретное время. Если неизвестно, сколько А·ч или Вт⋅ч вам потребуется, вы не сможете узнать, способен ли литий-ионный аккумулятор удовлетворить энергетические потребности. К примеру, если создаете накопитель солнечной энергии для дома, то сначала оцените, сколько энергии потребуется, сложив все ватты, которые домашние устройства потребляют за день. Затем воспользуйтесь упомянутыми выше уравнениями, чтобы определить характеристики для вашей системы. Это поможет подобрать литий-ионный аккумулятор, соответствующий вашим нуждам.
Перевод Ампер-час в ватты
к последнему ответу — оба 12Вольт.
Что такое Ач и ватты я знаю.
Суть в том, имеется два ИБП, в одном батарея — написано буквально 12Воль, 7.2 Ампер-часов.
Во втором ИБП (более мощном) стоит батарея с 12Вольт, 28 Ватт.
Мне вот и интересно, из каких побуждений производители по разному маркеруют акб. и как их сопоставлять? вижу такое не в первый раз, и не только в батареях с ИБП.
Эм. . тут, как бы, разные величины, чтобы сравнивать.
А·ч — внесистемная единица измерения электрического заряда, применяемая при обслуживании электрических аккумуляторов. 1 Ампер-час — это заряд, который проходит через поперечное сечение проводника в течение одного часа при наличии в нём тока силой в 1 Ампер. Заряженный аккумулятор ёмкостью в 1 А·ч способен, условно говоря, обеспечить силу тока 1 Ампер в течение одного часа.
А Ватты — это единица мощности. Из них, зная напряжение, можно получить ток (P=I*V).. Но А·ч говорит еще и о времени, поэтому заряд может расходоваться долго малым током, а может быстро и большим (при этим будут проблемы с аккумулятором, но это уже отдельный разговор) . Поэтому вы можете развить бОльшую мощность, но на короткий промежуток времени, либо меньшую мощность, но на длительный период времени.
Поэтому эти величины не очень сравнимы. Да и не видел я никогда, чтобы у аккумуляторов была маркировка в Ваттах — они же не способны выдавать постоянные и неизменяемые ток или напряжение.
Как преобразовать мАч в Втч
Как преобразовать миллиампер-часы (мАч) в ватт-часы (Втч).
расчет миллиампер-часов в ватт-часы
Энергия E (Вт · ч) в ватт-часах равна электрическому заряду Q (мА · ч) в миллиампер-часах, умноженному на напряжение V (В) в вольтах (В), деленное на 1000:
Таким образом, ватт-часы равны миллиампер-часам, умноженным на вольты, деленным на 1000:
ватт-часы = миллиампер-часы × вольт / 1000
Втч = мАч × В / 1000
пример
Найдите энергию в ватт-часах при электрическом заряде 300 миллиампер-часов и напряжении 5 вольт.
Энергия E равна 300 миллиампер-часам, умноженным на 5 вольт, деленным на 1000: