Quelle est la capacité de la batterie et de quoi dépend-elle

En regardant les marques de toute batterie moderne, que ce soit batterie de téléphone portable au lithium-ion ou une batterie au plomb-acide provenant d'une alimentation sans coupure - nous pouvons toujours y trouver des informations non seulement sur la tension nominale d'une source d'alimentation donnée, mais également sur sa capacité électrique.

En règle générale, ce sont des nombres comme: 2200 mAh (lus comme 2200 milliampères-heures), 4Ah (4 ampères-heures), etc. Comme vous pouvez le voir, une unité de mesure non système - Ah (Ampère-heure) - "ampère heure ", mais pas" farad " comme pour les condensateurs. Et l'horloge ici n'apparaît pas pour une raison, mais pour la raison qu'une batterie ordinaire, contrairement à un condensateur conventionnel, est capable d'alimenter la charge littéralement pendant des heures.

Si vous essayez d'expliquer tout simplement, la capacité de la batterie en ampères-heures Est une expression numérique de la durée pendant laquelle une batterie donnée peut alimenter une charge avec une consommation de courant spécifique.

Par exemple, si une batterie avec une tension nominale de 12 volts est complètement chargée, alors qu'elle a une capacité de 4 Ah, cela signifie qu'une charge avec un courant de consommation de 0,4 ampère, avec une tension nominale de 12 volts, cette batterie pourra fournir pendant 10 heures jusqu'à ce qu'une condition survienne au cours de laquelle sa décharge supplémentaire devient dangereuse pour les performances. Et grâce à une charge avec un courant de consommation de 1 ampère, la même batterie sera déchargée pendant 4 heures (théoriquement, bien sûr).

Bien sûr, pour chaque batterie, il existe une limite au courant de décharge maximal admissible, et plus le courant de décharge est élevé, plus la linéarité de la caractéristique de décharge sera faible et plus la batterie se déchargera rapidement par rapport au temps estimé.

La tension minimale admissible à laquelle la batterie peut être déchargée est également réglementée et toujours indiquée dans la documentation d'une batterie spécifique, ainsi que la tension maximale de sécurité, au-dessus de laquelle il est très indésirable de charger la batterie.

Par exemple, typique pour une batterie lithium-ion de 3,7 volts, la tension de décharge minimale maximale autorisée est de 2,75 volts et le maximum est de 4,25 volts. Si vous déchargez une batterie au lithium à moins de 2,75 volts, la batterie commencera à perdre de la capacité et si vous la rechargez au-delà de toute mesure, elle peut exploser.

Pour une batterie plomb-acide de 12 volts, le minimum extrêmement sûr est de 9,6 volts, et le maximum auquel vous pouvez charger est de 13 volts, etc.

Comme vous pouvez le voir, dans les informations de capacité (en ampères-heures) les volts ne sont pas du tout mentionnés. Et pendant ce temps, si vous traduisez les heures en secondes, puis multipliez la valeur de la capacité par la tension de la batterie, nous obtenons la quantité d'énergie de charge de cette batterie en joules:

D'une manière ou d'une autre, la capacité d'une batterie de travail est pratiquement indépendante de la tension à ses bornes au moment actuel. Mais lorsque nous disons «charge de la batterie», nous ne parlons pas de la capacité, mais simplement de la tension à laquelle la batterie est maintenant chargée. Si la batterie est chargée à la tension nominale, vous pouvez compter sur la capacité actuelle de la batterie. Si la batterie est déchargée, sa capacité n'a pas d'importance.

Dans ce cas, la capacité réelle de la batterie, comme le montre la famille des caractéristiques de décharge, dépend fortement de la valeur du courant de décharge. Une décharge de 10 heures et une décharge de 10 minutes, par exemple pour une batterie au plomb (voir la figure ci-dessus), montreront une différence de capacité d'environ la moitié!

On peut trouver une relation mathématique encore plus ou moins exacte entre le courant de décharge et le temps de décharge. une ou une autre instance de la batterie. Cette dépendance a été révélée par le scientifique allemand Peikert et a introduit le soi-disant "coefficient de Peckert" p, qui, par exemple, pour les batteries au plomb-acide scellées est de l'ordre de 1,25. Plus le courant de décharge est élevé, plus le temps de décharge est court. Et la constante sur le côté droit de l'équation - cela dépend directement de la capacité nominale de la batterie.

Si vous le souhaitez, la capacité réelle de la batterie peut être déterminée très simplement: chargez complètement la batterie (à la tension maximale autorisée, qui est indiquée dans la documentation), puis déchargez-la avec du courant continu (proche de la caractéristique de décharge de 10 heures de la documentation) jusqu'à la tension de décharge finale (qui est également indiquée dans documentation). Multipliez le courant de décharge et le temps de décharge en heures - vous obtenez la capacité réelle de la batterie en ampères ou en milliampères-heures.