Qual é a capacidade da bateria e de que depende

Observando as marcas de qualquer bateria moderna, seja bateria de telefone celular de íon de lítio ou uma bateria de chumbo-ácido de uma fonte de alimentação ininterrupta - sempre podemos encontrar informações não apenas sobre a tensão nominal de uma determinada fonte de energia, mas também sobre sua capacidade elétrica.

Normalmente, são números como: 2200 mAh (leia-se 2200 miliamperes-hora), 4Ah (4 ampere-hora), etc. Como você pode ver, uma unidade de medida que não é do sistema - Ah (Ampere hora) - “ampere hora ", mas não" farad " quanto aos capacitores. E o relógio aqui não aparece por um motivo, mas pelo fato de que uma bateria comum, ao contrário de um capacitor convencional, é capaz de alimentar a carga literalmente por horas.

Se você tentar explicar de maneira simples, a capacidade da bateria em horas amp - Esta é uma expressão numérica de quanto tempo uma determinada bateria pode alimentar uma carga com um consumo de corrente específico.

Por exemplo, se uma bateria com uma voltagem nominal de 12 volts estiver totalmente carregada, enquanto a capacidade for de 4 Ah, isso significa que uma carga com uma corrente de consumo de 0,4 amperes, com uma voltagem nominal de 12 volts, essa bateria poderá fornecer 10 horas até ocorrer uma condição em que sua descarga adicional se torne perigosa para o desempenho. E através de uma carga com uma corrente de consumo de 1 ampere, a mesma bateria será descarregada por 4 horas (teoricamente, é claro).

Obviamente, para cada bateria, há um limite para a corrente máxima de descarga admissível, e quanto maior a corrente de descarga, menor será a linearidade da característica de descarga e mais rapidamente a bateria ficará descarregada em comparação com o tempo estimado.

A tensão mínima permitida na qual a bateria pode ser descarregada também é regulada e sempre indicada na documentação de uma bateria específica, bem como a tensão máxima segura, acima da qual é muito indesejável carregar a bateria.

Por exemplo, típico de uma bateria de íon-lítio de 3,7 volts, a tensão de descarga mínima máxima permitida é de 2,75 volts e a máxima é de 4,25 volts. Se você descarregar uma bateria de lítio para menos de 2,75 volts, a bateria começará a perder capacidade e, se você recarregá-la além da medida, ela poderá explodir.

Para uma bateria de chumbo-ácido de 12 volts, o mínimo extremamente seguro é 9,6 volts e o máximo com o qual você pode carregar é 13 volts, etc.

Como você pode ver, na informação de capacidade (em ampères-hora), os volts não são mencionados. Enquanto isso, se você converter as horas em segundos e multiplicar o valor da capacidade pela tensão da bateria, obteremos o valor da energia de carga dessa bateria em joules:

De uma forma ou de outra, a capacidade de uma bateria em funcionamento é praticamente independente da tensão em seus terminais no momento atual. Mas quando dizemos "carga da bateria", queremos dizer não a capacidade, mas apenas a voltagem na qual a bateria está carregada. Se a bateria estiver carregada com a tensão nominal, você poderá contar com a capacidade que a bateria possui naquele momento. Se a bateria estiver descarregada, sua capacidade não importa.

Nesse caso, a capacidade real da bateria, como pode ser visto na família de características de descarga, depende fortemente do valor da corrente de descarga. Uma descarga de 10 horas e uma descarga de 10 minutos, por exemplo, para uma bateria de chumbo-ácido (veja a figura acima), mostrará uma diferença na capacidade de cerca de metade!

Mesmo uma relação matemática mais ou menos precisa entre a corrente de descarga e o tempo de descarga pode ser encontrada. uma ou outra instância da bateria. Essa dependência foi revelada pelo cientista alemão Peikert e introduziu o chamado "coeficiente de Peckert" p, que, por exemplo, para baterias de chumbo-ácido seladas está na região de 1,25. Quanto maior a corrente de descarga, menor o tempo de descarga. E a constante no lado direito da equação - depende diretamente da capacidade nominal da bateria.

Se desejado, a capacidade real da bateria pode ser determinada de maneira muito simples: carregue totalmente a bateria (até a tensão máxima permitida, indicada na documentação) e descarregue-a com corrente contínua (próxima à característica de descarga de 10 horas da documentação) até a tensão final de descarga (que também é fornecida em documentação). Multiplique a corrente de descarga e o tempo de descarga em horas - você obtém a capacidade real da bateria em amperes ou miliamperes-hora.