Co je kapacita baterie a na čem závisí

Při pohledu na označení jakékoli moderní baterie, zda lithium-iontová baterie mobilního telefonu nebo olověná baterie z nepřerušitelného zdroje energie - vždy zde můžeme najít informace nejen o jmenovitém napětí daného zdroje energie, ale také o jeho elektrické kapacitě.

Typicky se jedná o čísla jako: 2200 mAh (číst jako 2200 miliampérhodin), 4Ah (4 ampérhodiny) atd. Jak vidíte, nesystémová měrná jednotka - Ah (ampérhodina) - „ampérová- hodina ", ale ne„ farad " jako u kondenzátorů. A hodiny se zde neobjevují z nějakého důvodu, ale z toho důvodu, že běžná baterie, na rozdíl od konvenčního kondenzátoru, je schopna napájet zátěž doslova celé hodiny.

Pokud se pokusíte vysvětlit docela jednoduše, pak kapacita baterie v amp hodinách Je číselné vyjádření toho, jak dlouho může daná baterie napájet zátěž se specifickou aktuální spotřebou.

Například, pokud je baterie s jmenovitým napětím 12 V plně nabita, zatímco má kapacitu 4 Ah, pak to znamená, že zátěž se spotřebním proudem 0,4 ampér, s jmenovitým napětím 12 voltů, bude tato baterie schopna dodávat 10 hodin, dokud nenastane stav, kdy se jeho další výboj stane nebezpečným pro výkon. A zátěží se spotřebním proudem 1 ampér bude stejná baterie vybita po dobu 4 hodin (teoreticky samozřejmě).

Samozřejmě pro každou baterii existuje limit na maximální přípustný vybíjecí proud a čím vyšší je vybíjecí proud, tím nižší bude linearita vybíjecí charakteristiky a čím rychleji se baterie vybije ve srovnání s odhadovanou dobou.

Minimální přípustné napětí, na které může být baterie vybita, je rovněž regulováno a vždy uvedeno v dokumentaci pro konkrétní baterii, jakož i maximální bezpečné napětí, nad kterým je velmi nežádoucí nabíjet baterii.

Například typické pro lithium-iontovou baterii 3,7 V je maximální povolené minimální vybíjecí napětí 2,75 V a maximum 4,25 V. Pokud vybijete lithiovou baterii na méně než 2,75 V, začne baterie ztrácet kapacitu a pokud ji dobijete nad míru, může explodovat.

U olověných baterií o objemu 12 V je extrémně bezpečné minimum 9,6 voltů a maximum, které můžete nabíjet, je 13 voltů atd.

Jak vidíte, v informacích o kapacitě (v ampérhodinách) se volty vůbec neuvádějí. Pokud mezitím převedete hodiny na sekundy a vynásobíte hodnotu kapacity napětím baterie, dostaneme hodnotu nabíjecí energie této baterie v joulech:

Tak či onak je kapacita pracovní baterie prakticky nezávislá na napětí na jejích svorkách v aktuálním okamžiku. Když ale řekneme „nabití baterie“, nemyslíme tím kapacitu, ale pouze napětí, na které je nyní baterie nabita. Pokud je baterie nabita na jmenovité napětí, můžete počítat s kapacitou, kterou má baterie v tuto chvíli. Pokud je baterie vybitá, její kapacita nezáleží.

V tomto případě skutečná kapacita baterie, jak je patrné z řady charakteristik vybití, silně závisí na hodnotě vybíjecího proudu. 10hodinový výboj a 10minutový výboj, například pro olověnou baterii (viz obrázek výše), ukáže rozdíl v kapacitě asi poloviny!

Lze nalézt dokonce více či méně přesný matematický vztah mezi vybíjecím proudem a dobou vybití. jedna nebo druhá instance baterie. Tuto závislost odhalil německý vědec Peikert a zavedl tzv. „Peckertův koeficient“ p, který je například u uzavřených olověných baterií v oblasti 1,25. Čím vyšší je vybíjecí proud, tím kratší je doba vybíjení. A konstanta na pravé straně rovnice - přímo závisí na jmenovité kapacitě baterie.

V případě potřeby lze skutečnou kapacitu baterie určit velmi jednoduše: plně nabijte baterii (na maximální povolené napětí, které je uvedeno v dokumentaci), a poté ji vybijte stejnosměrným proudem (téměř 10 hodinová charakteristika vybíjení z dokumentace) na konečné vybíjecí napětí (které je rovněž uvedeno v dokumentace). Vynásobte vybíjecí proud a čas vybití v hodinách - skutečnou kapacitu baterie získáte v ampérech nebo miliampérech.