ความจุของแบตเตอรี่คืออะไรและขึ้นอยู่กับว่าอะไร

ดูเครื่องหมายของแบตเตอรี่ที่ทันสมัยใด ๆ ไม่ว่าจะเป็น ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ หรือแบตเตอรี่ตะกั่วกรดจากแหล่งจ่ายไฟสำรอง - เราสามารถค้นหาข้อมูลได้เสมอไม่เพียง แต่เกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานที่กำหนด แต่ยังเกี่ยวกับความจุไฟฟ้าด้วย

โดยทั่วไปตัวเลขเหล่านี้ ได้แก่ : 2200 mAh (อ่านเป็น 2200 มิลลิแอมป์ชั่วโมง) 4Ah (4 แอมป์ชั่วโมง) เป็นต้นอย่างที่คุณเห็นหน่วยวัดที่ไม่ใช่ระบบ - Ah (ชั่วโมงแอมแปร์) -“ แอมแปร์ - ชั่วโมง "แต่ไม่ใช่" farad " สำหรับตัวเก็บประจุ. และนาฬิกาที่นี่ไม่ปรากฏขึ้นด้วยเหตุผล แต่สำหรับเหตุผลที่ว่าแบตเตอรี่ปกติซึ่งแตกต่างจากตัวเก็บประจุแบบเดิมนั้นสามารถจ่ายพลังงานให้กับตัวอักษรได้อย่างแท้จริงเป็นเวลาหลายชั่วโมง

หากคุณพยายามที่จะอธิบายอย่างง่าย ๆ แล้วความจุของแบตเตอรี่ ในแอมป์ชั่วโมง เป็นนิพจน์เชิงตัวเลขว่าแบตเตอรี่ที่กำหนดสามารถให้พลังงานแก่โหลดด้วยการสิ้นเปลืองกระแสไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงหรือไม่

ตัวอย่างเช่นหากแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์ชาร์จเต็มในขณะที่มีความจุ 4 Ah ก็หมายความว่าโหลดที่มีกระแสการใช้ 0.4 แอมแปร์โดยที่มีแรงดันเล็กน้อย 12 โวลต์แบตเตอรี่นี้จะสามารถจ่ายได้ 10 ชั่วโมงจนกว่าเงื่อนไขเกิดขึ้นซึ่งการปลดปล่อยต่อไปจะเป็นอันตรายต่อประสิทธิภาพการทำงาน และด้วยการโหลดที่มีกระแสการใช้ 1 แอมแปร์แบตเตอรี่เดียวกันจะถูกปล่อยทิ้งเป็นเวลา 4 ชั่วโมง (ตามหลักวิชาแน่นอน)

แน่นอนว่าสำหรับแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะมีการ จำกัด กระแสสูงสุดที่อนุญาตและยิ่งกระแสคายประจุสูงเท่าไรค่าความเป็นเชิงเส้นของลักษณะการคายประจุจะลดลงและยิ่งความเร็วแบตเตอรี่จะลดลงเมื่อเทียบกับเวลาโดยประมาณ

แรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่สามารถปล่อยประจุแบตเตอรี่ได้นั้นยังมีการควบคุมและระบุไว้ในเอกสารประกอบสำหรับแบตเตอรี่เฉพาะตลอดจนแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ปลอดภัยซึ่งอยู่ด้านบนซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ในการชาร์จแบตเตอรี่

ตัวอย่างเช่นโดยทั่วไปสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 3.7 โวลต์แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำสูงสุดที่อนุญาตคือ 2.75 โวลต์และสูงสุดคือ 4.25 โวลต์ หากคุณปล่อยแบตเตอรี่ลิเธียมให้น้อยกว่า 2.75 โวลต์แบตเตอรี่จะเริ่มสูญเสียความจุและหากคุณชาร์จแบตเตอรี่ใหม่จนเกินกว่าที่กำหนดอาจระเบิดได้

สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 12 โวลต์ขั้นต่ำที่ปลอดภัยที่สุดคือ 9.6 โวลต์และสูงสุดที่คุณสามารถชาร์จได้คือ 13 โวลต์และอื่น ๆ

อย่างที่คุณเห็นในโวลต์ข้อมูลกำลังการผลิต (เป็นแอมป์ชั่วโมง) ไม่ได้กล่าวถึง และในขณะเดียวกันถ้าคุณแปลชั่วโมงเป็นวินาทีแล้วคูณมูลค่าของประจุด้วยแรงดันแบตเตอรี่เราจะได้ปริมาณพลังงานประจุของแบตเตอรี่นี้เป็นจูล:

อย่างใดอย่างหนึ่งความจุของแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้จริงไม่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมันในขณะนี้ แต่เมื่อเราพูดว่า "การชาร์จแบตเตอรี่" เราไม่ได้หมายถึงความจุ แต่เป็นเพียงแรงดันไฟฟ้าที่ขณะนี้กำลังชาร์จแบตเตอรี่ หากแบตเตอรี่ได้รับการชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดคุณสามารถนับความจุของแบตเตอรี่ได้ในขณะนั้น หากแบตเตอรี่หมดความจุของแบตเตอรี่ก็ไม่เป็นไร

ในกรณีนี้ความจุของแบตเตอรี่ที่เกิดขึ้นจริงซึ่งสามารถเห็นได้จากครอบครัวของลักษณะการปล่อยอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับมูลค่าของกระแสจำหน่าย การคายประจุ 10 ชั่วโมงและคายประจุ 10 นาทีเช่นแบตเตอรี่ตะกั่วกรด (ดูรูปด้านบน) จะแสดงความแตกต่างของความจุประมาณครึ่งหนึ่ง!

สามารถพบความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ที่แน่นอนมากขึ้นหรือน้อยลงระหว่างกระแสดิสชาร์จและเวลาที่คายประจุ ตัวอย่างหนึ่งของแบตเตอรี่. การพึ่งพาอาศัยกันนี้ถูกเปิดเผยโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Peikert และแนะนำสิ่งที่เรียกว่า "ค่าสัมประสิทธิ์ Peckert" p ซึ่งตัวอย่างเช่นสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดปิดผนึกอยู่ในพื้นที่ 1.25 ยิ่งกระแสคายประจุสูงเท่าไหร่เวลาปล่อยก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น และค่าคงที่ทางด้านขวาของสมการ - มันขึ้นอยู่กับความจุของแบตเตอรี่โดยตรง

หากต้องการความจุของแบตเตอรี่ที่แท้จริงสามารถกำหนดได้ง่ายมาก: ชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็ม (กับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ระบุไว้ในเอกสารประกอบ) จากนั้นปล่อยประจุด้วยกระแสตรง (ใกล้กับลักษณะการคายประจุ 10 ชั่วโมงจากเอกสาร) ไปยังแรงดันไฟฟ้าสุดท้าย เอกสาร) ทวีคูณการคายประจุปัจจุบันและเวลาคายประจุเป็นชั่วโมง - คุณจะได้รับความจุของแบตเตอรี่จริงในหน่วยแอมแปร์หรือมิลลิแอมป์ชั่วโมง