¿MAh mide cuánto duraría una batería?

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Sé que mAh dice cuántos miliamperios puede entregar una batería en una hora. ¿Pero eso también dice cuántas horas duraría la batería? Lo siento, pero realmente no lo entiendo. Si hablamos de un tanque de agua, en mi opinión, mAh es como qué tan grande es el grifo y no cuánta agua hay en el tanque. Estoy realmente confundido sobre por qué medimos la capacidad de la batería en mAh si mi comprensión al respecto es correcta.

batteries

— supertonsky
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El mAh de una batería, ES un indicador "general" de cuánto durará una batería. una batería de 3000 mAh durará 3 veces más que una batería de 1000 mAh (en el mismo circuito / aplicación). Sin embargo, ninguno de ellos durará el "tiempo actual" total especificado por el fabricante, debido a pérdidas y los requisitos mínimos del circuito / aplicación.

— Guill

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No, es cuánta agua hay en el tanque, no qué tan grande es el grifo. mA (o amperios) ya es una unidad "por segundo", por ejemplo, usando su analogía de agua: galones por hora. Entonces mAh es equivalente a (gal / h) * h = galones de agua.

— Ingeniero invertido

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mAh (o mA · h) no es cuántos miliamperios puede entregar una batería en una hora. Eso sería mA / h. La corriente , medida en amperios , ya es una tasa de cosas. Especialmente, un amperio es un culombio por segundo. Entonces, si la corriente es como la velocidad, entonces mA / h es como la aceleración, y mAh es como la distancia.

Más bien, mAh es una unidad de carga . Es lo que obtienes cuando multiplicas la corriente por el tiempo. Al multiplicar por tiempo, la parte "por tiempo" del amperio se cancela y usted vuelve a cobrar.

Si un amperio es un culombio por segundo, entonces:

1 m A h = 1 \cdot 10^{- 3} \frac{C}{s} h

$\require{cancel} 1~\mathrm{mAh} = 1\cdot10^{-3}~\mathrm{\frac{C}{s}h}$

y por análisis dimensional :

\frac{1 \cdot 10^{- 3} C h}{s} \frac{60 s}{1 m i n} \frac{60 m i n}{1 h} = 3.6 C

$\require{cancel} \frac{1\cdot10^{-3}~\mathrm{C\cancel{h}}}{\cancel{\mathrm{s}}} \frac{60\cancel{\mathrm{s}}}{1\cancel{\mathrm{min}}} \frac{60\cancel{\mathrm{min}}}{1\cancel{\mathrm{h}}} = 3.6~\mathrm{C}$

Por ejemplo, si extrae 1 mA durante 1 hora de una batería, ha utilizado 1 mA · 1 h = 1 mAh de carga. Si extrae 2 mA durante 5 horas, ha utilizado 2 mA · 5 h = 10 mAh.

Puede aproximar cuánto tiempo durará una batería dividiendo su carga total (en mAh) por su corriente de carga nominal (en mA). Digamos que tiene una batería de 1800 mAh y la conecta a una carga de 20 mA:

\frac{1800 m A \cdot h}{20 m A} = \frac{1800 m A \cdot h}{20 m A} = 90 h

$\require{cancel} \frac{1800~\mathrm{mA\cdot h}}{20~\mathrm{mA}} = \frac{1800\cancel{\mathrm{mA}}\cdot\mathrm{h}}{20\cancel{\mathrm{mA}}} = 90~\mathrm{h}$

Esta es una aproximación porque:

La capacidad de carga (el número medido en mAh) se determina midiendo cuánta carga se puede quitar de la batería antes de que el voltaje caiga a un nivel arbitrariamente seleccionado donde la batería se considera "descargada". Este puede o no ser el umbral en el cual su circuito ya no funciona. Los fabricantes de baterías, que desean que sus baterías se vean lo mejor posible, generalmente seleccionan un voltaje de umbral muy bajo.
Suponiendo que está considerando la carga disponible solo hasta cierto umbral de voltaje, la carga real disponible de la batería depende de la temperatura y la velocidad a la que la descarga. Las temperaturas más bajas ralentizan la reacción química en la batería, lo que dificulta la extracción de carga. Las velocidades más altas de descarga aumentan las pérdidas en la batería, disminuyendo el voltaje, alcanzando así el límite del umbral de voltaje "descargado" antes.
La diferencia de potencial eléctrico proporcionada por los productos químicos en la batería es en realidad constante; lo que hace que el voltaje disminuya es el agotamiento de los químicos alrededor de los electrodos y la degradación de los electrodos y electrolitos. Es por eso que el voltaje de la batería puede recuperarse después de un período sin uso . Por lo tanto, el punto en el que se alcanza el voltaje umbral puede ser bastante complejo de determinar.

Si puede encontrar una buena hoja de datos para su batería, puede dar una idea de los parámetros bajo los cuales se realizaron estos cálculos.

— Phil Frost
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Muy bien explicado. Entonces mAh es como la distancia total recorrida cuando la velocidad se multiplica por el tiempo. Lo mismo ocurre con el amperio cuando se multiplica por el tiempo, obtenemos la carga total generada.

— supertonsky

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@supertonsky sí. Excepto, yo diría que no se genera carga ; se acaba de mover. Una batería es esencialmente una bomba de carga (pero no una bomba de carga ; eso es algo diferente).

— Phil Frost

También puede decir: '/' = 'por', mientras que '.' O 'x', o con frecuencia '' = 'para un'. Entonces 2000mAh es 2000mA por una hora.

— RJR

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Miliamperios-hora es una medida de la capacidad actual a lo largo del tiempo. Es una representación de cuánta carga total tiene una batería. Si usa la batería para operar algo que no requiere mucha corriente, durará mucho tiempo.

Tenga en cuenta que las baterías (células, realmente) tienen una característica de agotamiento no lineal. Aunque las horas de miliamperios son una cantidad finita de carga, debe darse cuenta de que no todo será utilizable por una carga dada a un voltaje dado, y que el valor dado por el fabricante generalmente es para el caso en que la celda se está alimentando algo con bajas demandas de corriente. En esa situación, obtienes casi toda la energía disponible. Sin embargo, cuando alimenta algo que requiere más corriente, en realidad no obtendrá la capacidad total.

Edición técnica, según los comentarios de Phil: Al decir "... en realidad no obtendrá la capacidad total". Quiero decir "En realidad no obtendrás la capacidad total dada la misma carga que requiere un cierto voltaje para funcionar". El voltaje de la celda caerá y se volverá insuficiente para la carga, en cuyo punto la carga aún está en la celda, pero no es necesariamente utilizable.

Considere la hoja de datos para las células Energizer AA . Se proporciona un cuadro que le muestra las diversas capacidades de miliamperios-hora en varias cargas:

Tabla de agotamiento de batería AA mAh

Si continuamente alimenta un dispositivo con 25 mA, la celda tendrá aproximadamente 2750 mAh. Si divide esta corriente en la capacidad, 2750/25, obtiene la cantidad de horas que la batería puede soportar: 110. Si la carga es de 500 mA, la capacidad utilizable de la celda en realidad cae a aproximadamente 1500 mAh, y 1500/500 es Solo 3 horas.

Los dispositivos como los controles remotos no usan energía continua. Pasan la mayor parte de su tiempo en estado inactivo o "inactivo", y consumen energía solo cuando presiona un botón. En esos casos, las células seguirán siendo viables y alimentarán el dispositivo durante mucho tiempo. El gráfico de capacidad de miliamperios-hora se basa en el uso, no en el tiempo de inactividad.

Los efectos ambientales y la física erosionarán la química en una célula incluso cuando no se esté utilizando. La hoja de datos asume que está trabajando con células nuevas y dentro de ciertas condiciones ambientales.

— JYelton
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"Aunque las horas de miliamperios a menudo se tratan como una cantidad finita de energía", sugiere que quizás el es una unidad de energía, pero no lo es. Además, a tasas más altas de descarga, que hace conseguir la plena capacidad, pero usted lo consigue en un voltaje más bajo. Tenga en cuenta que el gráfico dice "descarga a 0.8 voltios ".

m A h

$mAh$

— Phil Frost

Probablemente debería cambiar "energía" a "carga" para mayor precisión. No estoy seguro de entender / aceptar que la carga completa de mAh está disponible a velocidades de descarga más altas. La celda se descarga y su voltaje disminuye a cualquier velocidad de descarga, pero es una cuestión de qué tan pronto eso ocurra. ¿No es cierto que una velocidad de descarga más alta disminuye la eficiencia de la celda y, por lo tanto, se reduce la capacidad total de mAh?

— JYelton

Realmente no. Hay tanta separación de carga en la batería, definida por los químicos que contiene y la cantidad de esos químicos, y la carga no puede ir a ningún otro lado. A una velocidad de descarga más alta, el voltaje en los terminales disminuye y puede manejar las cargas con menos rapidez, pero aún están separadas. Es posible que tenga que esperar más tiempo para que se separen, y tendrá menos voltaje disponible en los terminales y, por lo tanto, menos energía eléctrica.

— Phil Frost

Relevante para ese punto: ¿Por qué las baterías de ciclo profundo se clasifican en amperios por hora en lugar de vatios por hora?

— Phil Frost

También: carga de conservación . Si también considera que la batería no tiene autodescarga (supongo que es válida solo para algunos tipos de batería), así es como concluye que toda la carga debe pasar por la carga. Si se trata de autodescarga, entonces hay un punto en el que las velocidades de descarga más bajas son menos eficientes, porque la mayor parte de la energía se pierde por autodescarga. Sin embargo, para las baterías alcalinas, la autodescarga es muy baja.

— Phil Frost

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Como una guía muy aproximada , le dará una cifra aproximada para el tiempo actual. Por lo tanto, se espera que una batería con capacidad de 100 mAh dé 10 horas a 10 mA o 1 hora a 100 mA. En realidad obtienes menos. Esto dependerá del tipo de batería, su antigüedad, estado, temperatura, etc.

— JIM Dearden
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La corriente es un vector de carga a lo largo del tiempo a través de una carga, es decir. Es la tasa de culombios por segundo. Entonces, para obtener una medición de carga, multiplicamos la tasa por el tiempo. Por ejemplo, obtuvimos una carrera de maratón de una hora ... si pudiera correr a 10 km / h durante una hora completa, habría corrido 10 km. La velocidad en km / h ya se menciona como una tasa a lo largo del tiempo, por lo que es más fácil de resolver. Si tuviéramos una unidad específica para medir la velocidad, digamos si:

1 Gonzales = 1 km / h

Entonces, mi calificación para poder mantener una velocidad de 10 km / h durante una hora sería de 10 GH (horas de Gonzales).

— Tu Pham
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