Как рассчитать ампер часы – Время разряда аккумулятора в зависимости от тока нагрузки

Время разряда аккумулятора в зависимости от тока нагрузки

Я, в общем, дилетант в электротехнике, поэтому прощу прощения за неточности, если они есть, а ниже изложено то, что я могу сказать по поводу времени разряда аккумулятора, потратив на это несколько часов чтения материалов из Интернета. Итак,

Емкость аккумулятора довольно часто указывают в амперчасах, ну или в миллиампер часах.
Казалось бы, все просто — есть, у тебя скажем аккумулятор емкостью (C) 800 миллиамперчасов и устройство с током потребления (I) в 100 миллиампер, значит, по формуле
,
он может обеспечить работу этого устройства на протяжении восьми часов. Так?

Конечно же, не совсем так. Количество электроэнергии, которое можно извлечь из аккумулятора, зависит от тока разряда аккумулятора. То есть при слишком большом токе разряда аккумулятор разряжается очень быстро и отдает меньше электроэнергии. Эффект этот был замечен довольно давно, но первым, кто попробовал учесть его количественно, был Пекерт (Peukert), который модифицировал формулу, внеся показатель, который теперь называют экспонента Пекерта (Peukert’s exponent

).

По Пекерту, время разряда аккумулятора равно
,
где n — экспонента Пекерта.
Сp — емкость Пекерта, то есть емкость аккумулятора, измеренная при токе разряда в 1 ампер.
I — ток разряда, для которого делается расчет.

Значение экспоненты Пекерта определяется экспериментально. Оно зависит от типа аккумулятора и даже от его возраста. Обычно значение экспоненты Пекерта лежит в диапазоне от 1.1 до 1.3. Чем она меньше, тем лучше, конечно же.
Для некоторых аккумуляторов производитель его указывает, но это бывает довольно редко. Чаще можно встретить в спецификации данные по емкости аккумулятора для разного времени разряда. Этого в принципе достаточно, чтобы вычислить значение экспоненты Пекерта самому. Калькулятор ниже делает это.

Точность вычисления

Знаков после запятой: 2

Экспонента Пекерта

 

Сохранить share extension

Разберемся теперь с емкостью Пекерта; как уже сказано выше, это емкость, или количество электроэнергии, которое может отдать этот аккумулятор при токе разряда в 1 ампер.

Емкость, указанная на аккумуляторе, это, конечно же, не оно. Это емкость, полученная при токе разряда, соответствующем какому-либо значению C-рейтинга (C-Rate).
Емкость с рейтингом 1С, это емкость, получаемая от аккумулятора при разряде его током, соответствующим этой же емкости. То есть 1000 миллиапмерчасов с рейтингом 1С означает, что данный аккумулятор способен обеспечивать ток в 1000 миллиампер в течении 1 часа. Емкость с рейтингом 0.05С это емкость, получаемая от аккумулятора при разряде его током, соответствующим 0.05 емкости. То есть 1000 миллиамперчасов с рейтингом 0.05С означает, что данный аккумулятор способен обеспечивать ток 50 миллиампер в течении 20 часов. Как уже можно догадаться, из-за эффекта Пекерта такой аккумулятор не сможет обеспечить 1000 миллиампер в течении часа. Время будет меньше.
Так вот, некоторые производители указывают C-рейтинг своего аккумулятора. Иногда как C-рейтинг, например, 0.05C или , иногда как «100 Амперчасов за 20 часов». А некоторые производители — не указывают. Наиболее частым значением в этом случае является рейтинг 0.05С () или «за 20 часов». То есть можно смело рассчитывать на 20 часов работы, но при токе в 20 раз меньше тока, соответствующего указанной емкости.

Зная этот рейтинг, можно перейти от емкости, указанной на аккумуляторе, к емкости Пекерта, и использовать ее для расчета.
Емкость Пекерта в этом случае равна
, где
С — емкость аккумулятора
R — рейтинг выраженный в часах, соответсвующий данной емкости, например, 20.
n — экспонента Пекерта
Подробнее можно почитать здесь. Там еще много интересного про формулу Пекерта есть.

Зная емкость, рейтинг в часах, ток нагрузки и экспоненту Пекерта можно рассчитать время разряда. Калькулятор ниже делает это для разного процента разряда.

Зачем нужен процент разряда? Дело в том, что для многих типов аккумуляторов невозможно извлечь всю запасенную энергию, не повредив фатально при этом сам аккумулятор. Это зависит от химии аккумулятора. Поэтому обычно производители указывают допустимую глубину разряда (Depth of Discharge, DOD). Например, если указана глубина разряда 20% (это верно для большинства автомобильных аккумуляторов, кстати), то сильно не рекомендуется использовать более 20% мощности батареи. Иногда даже указывают допустимую дневную норму разряда.

Номинальная емкость батареи, Ампер час

Время работы для номинальной емкости, часы

Точность вычисления

Знаков после запятой: 3

Емкость Пекерта, Ач

 

Номинальный ток разряда, А

 

Сохранить share extension

Из всего вышеизложенного понятно, что при малых токах потребления аккумулятор может обеспечить большее время работы. Это, в принципе так. Но не стоит доводить до крайностей — нельзя взять аккумулятор большой емкости, подключить к нему небольшую нагрузку и рассчитывать, что он сможет работать практически вечно 🙂
Тут в дело вступают уже другие эффекты, например, эффект саморазряда аккумулятора. NiMH аккумуляторы теряют саморазрядом до 30% заряда за месяц.

Поиграться с зависимостью времени работы от тока можно с калькулятором ниже.

Номинальная емкость батареи, Ампер час

Время работы для номинальной емкости, часы

Точность вычисления

Знаков после запятой: 3

Номинальный ток разряда, А

 

Емкость Пекерта, Ач

 

Зависимость времени разряда от тока нагрузки

planetcalc.ru

Ёмкость аккумуляторов в mAh и Wh: ammo1

Как часто случается в нашем несовершенном мире, общепринятой единицей измерения ёмкости аккумуляторов стала единица, не способная точно отразить ёмкость — миллиампер-часы (mAh, мАч, мА·ч). Многие производители пытались «привить» населению «правильную» единицу измерения — ватт-часы (Wh, Втч, Вт⋅ч), но почему-то она до сих пор не прижилась.

Объясню, почему ватт-часы «правильная единица», а миллиампер-часы (или ампер-часы) «неправильная». Аккумуляторы и аккумуляторные сборки бывают на разное номинальное напряжение, например 1.2, 3.6, 3.7, 7,4, 11.1, 14.8 V. При этом аккумулятор 7.4 V 2000 mAh имеет вдвое большую ёмкость, чем 3.7 V 2000 mAh, с ватт-часами такой путаницы не будет — первый аккумулятор имеет ёмкость 14.8 Wh, второй 7.4 Wh. В данном случае, чтобы получить ватт-часы я просто умножил номинальное напряжение аккумулятора на заряд в ампер-часах (1Ah=1000mAh).

Но это ещё не всё. Давайте посмотрим, как разряжается Li-ion аккумулятор от смартфона Cubot S200.

В процессе разряда напряжение на аккумуляторе меняется. У нашего литий-ионного аккумулятора оно падает от 4.291 V до 3.0 V.


При этом в характеристиках аккумулятора указывается среднее напряжение 3.7 V и заряд в миллиампер-часах для этого напряжения. Реальное количество энергии, которое выдаст аккумулятор, можно посчитать лишь в ватт-часах, умножая текущее напряжение на текущий ток в каждый момент времени и получая итоговое значение ёмкости из суммы этих значений, разделив её на количество таких подсчётов в час.

Анализатор разряжал аккумулятор 36694 секунды, поддерживая постоянный ток разряда 301 mA. Если просто умножить 301 на 36694 и разделить на 3600 (количество секунд в часе) получим 3068 mAh. Умножим это значение на номинальное напряжение аккумулятора 3.7 V и разделим на 1000. Получится 11.35 Wh.

А что же на самом деле?

Анализатор замеряет значения напряжения 10 раз в секунду. Умножив каждое значение напряжения на ток разряда получим мощность во время каждого замера. Сложим значения мощностей всех 366913 замеров и разделим на количество замеров в час (36000).

C вашего позволения, скриншоты 366893 промежуточных строк я приводить не буду. 🙂

Получается значение 11.78 Wh — реальное количество энергии, которое выдал аккумулятор. Если разделить это значение на 3.7V получим расчётный заряд 3184 mAh.

Расхождение реального количества энергии, которую выдал аккумулятор, отличается от расчётного на 3.8%, именно такая ошибка получится, если измерять не ватт-часы, а миллиампер-часы, выданные аккумулятором.

Справедливости ради надо сказать, что у обычных аккумуляторов это расхождение обычно составляет около одного процента.

Именно поэтому все устройства, измеряющие ёмкость аккумуляторов в миллиампер-часах дают лишь приблизительные результаты, ведь напряжение в процессе разряда меняется, а это не учитывается.

Точные результаты могут быть только в ватт-часах при условии, что в процессе разряда делается множество измерений.


ammo1.livejournal.com

Как рассчитать емкость аккумулятора 🚩 измерение ёмкости батарей 🚩 Комплектующие и аксессуары

Емкость аккумулятора — важнейшая его характеристика, которая определяет, сколько времени аккумулятор может обеспечивать энергией то или иное устройство. Сохраненное количество энергии аккумуляторной батареей называется электрическая емкость.

Аккумуляторная емкость измеряется в ампер часах. Это означает, что аккумуляторная батарея отдаст указанную емкость за заданное время, то есть в виде формулы это будет выглядеть как произведение силы тока А (Ампер) на время (час). Например, батарея с емкостью 50 Ач (Ампер часов) сможет обеспечить нагрузку устройства в 1А (ампер) на протяжении 50 часов. На данный момент времени рынок аккумуляторных батарей может предложить батареи с емкостью 1- 2000 Ампер часов.

По напряжению аккумулятора вы можете судить о его емкости на данный момент времени, а также о степени его заряженности. Чем выше заряд батареи, тем выше напряжение, которое выдает на клеммах аккумулятор. Для контроля заряда применяются специальные зарядные устройства: мультиметр и ареометр.

Во избежание перезаряда батареи применяется зарядное устройство с контролем заряда. Им оборудованы все телефоны, планшеты, ноутбуки и почти все автомобильные зарядные устройства. Данное устройство позволяет контролировать процесс набора электрической емкости аккумулятором.

Контроль происходит по напряжению на контактах батареи, например, при 100% заряде аккумулятора напряжением в 12 Вольт в момент заряда батарея покажет напряжение в 12,7 Вольт. Это будет значить, что аккумулятор зарядился полностью, и зарядное устройство прекратит его питание.

При помощи мультиметра (тестера) также осуществляют контроль заряда батареи по напряжению. С его помощью замеряют напряжение на контактах аккумулятора в момент его зарядки.

При помощи устройства ареометра контролируется непосредственно зарядная среда аккумуляторной батареи. Ареометр показывает характеристики плотности электролита в батарее. Чем выше плотность, тем больший заряд возьмет аккумулятор. Например, аккумулятор с напряжением в 12 Вольт при 100% заряде имеет плотность электролита в 1,265.

Плотность электролита можно проверять в стационарных аккумуляторных батареях. При проверке емкости надо соблюдать осторожность, чтобы электролит не попал на вашу кожу и одежду, так как он может вызвать химические ожоги.

Если ваш аккумулятор часто разряжается, то есть не держит нагрузку, это является признаком того, что его надо заменить.

www.kakprosto.ru

Что такое ампер часы в аккумуляторе — как измерить время работы?

Аккумулятор – это хранилище энергии. Способность накапливать и отдавать энергию – совершаемая работа. Измеряется накопленная энергия единицами емкости ампер-часами(А*ч) или миллиампер-часами (мА*ч). Каждая батарея обладает емкостью – способностью поддерживать работу на одном заряде с постоянной силой тока в течение определенного периода. Эта же величина влияет на количество энергии, принятое от зарядного устройства. Способность накапливать энергию зависит от типа аккумуляторов и их размеров. Чем больше активная масса, тем большая мощность у аккумулятора.

Почему емкость аккумулятора измеряется в ампер часах

Единицы ампер-час нет в системе СИ, она используется только для обозначения энергии в батареях и аккумуляторах. Обозначает величина, энергию, полученную при пропускании тока в 1ампер в течение 60 минут через проводник.  По стандарту ГОСТ 2008 г  ампер-час определяется, как  способность аккумулятора выдавать ток в 200 А при t -180 C за измеренный промежуток времени.

Если на аккумуляторе написано 60 ампер часов, что это значит? Аккумулятор работает в границах рабочего напряжения, например от 14,6 до 10,8 В. Он может передать 50 % тока на пуск двигателя 30 А за 1 минут, силой тока 30 А. За это время мотор заведется и генератор пополнит АКБ энергией, а напряжение упадет до 13 В.

Как перевести показатель ампер в ампер-час, спрашивают в сетях. Никак. Ампер – сила тока. Амперчас – количество энергии, емкость. По другому – бак энергии, из которого отбирается ток в амперах. Чем больше отбирается, тем быстрее закончится запас в баке.

Как долго будет освещать салон автомобиля лампочка в 60 Вт. Чтобы определить, насколько хватит емкости аккумулятора, нужно узнать, сколько ватт в ампер-часе.

1 Вт*ч = 1 В х 1 А*ч, где Вт*ч – энергия Е.

Е = q x U

Это значит, в аккумуляторе запасено энергии 14,6 х 60 = 876 Вт*ч.

Разрядив батарею до 10,8 В оставим неизрасходованной энергию 10,8 х 60 = 648 Вт*ч.

Всего на освещение можно потратить 876 – 648 = 228 вт*ч.

Сколько времени будет освещаться салон от полностью заряженного аккумулятора автомобиля? 228 : 60 = 3 часа 40 минут.

Это наглядный пример, почему забытые потребители в салоне автомобиля садят емкость аккумулятора на ноль за ночь.

Сколько ампер часов в аккумуляторе автомобиля

Емкость батареи — величина переменная, зависит от индивидуальных особенностей аккумулятора. Обычно аккумулятор собирают последовательно, а это значит, емкость измеряется по самой слабой банке. Напряжение суммируется.

Известно, что жидкие кислотные аккумуляторы имеют 6 банок, каждая из них несет напряжение 2,1 – 2,15 В. Емкость – количество энергии в ампер-часах, запасенное в аккумуляторе. Этот показатель – характеристика паспортная.

Найти фактическую емкость можно, измеряя отдачу энергии от полного заряда до минимально возможного разряда при постоянном токе и сопротивлении. Засекается время и сила тока. Их произведение определяет емкость аккумулятора в ампер-часах. Показатель будет отличаться от паспортного, так как емкость аккумулятора постоянно снижается из-за дополнительных химических реакций.

Видео

Что представляет ампер-час, рассказывает видео специалист.

batts.pro

Расчет автономной работы потребителя от аккумуляторов. Калькуляторы

Как правильно и корректно рассчитать время автономии, которое необходимо получить для вашего потребителя?

Для простоты мы сделали калькуляторы расчета:

А теперь представим алгоритм расчета:

1) Определяем совокупную мощность нагрузки и постоянный ток разряда.

2) Вычисляем необходимую емкость аккумулятора для заданной автономии.

3) Определяем тип аккумулятора

Пример

Дано: две светодиодные ленты мощностью по 10Вт и работающие от 12В. Необходимая автономия: 10ч. Срок службы: год при ежедневной эксплуатации. Условия эксплуатации: постоянная комнатная температура 20 градусов.

Найти: минимально допустимые и оптимальные аккумуляторы для решения задачи.

Решение

1) Совокупная мощность W=10Вт*2=20Вт. Постоянный ток разряда: I=20/12=1.67A. Для точных расчетов желательно померить ток потребления при помощи мультимера.

2) Для определения необходимой емкости следует пройти по пунктам:

а) Для того, чтобы продержать нагрузку на таком токе разряда необходимо определить минимальную расчетную емкость АКБ: 1,67*10=16,7Ач.

б) Нужно иметь ввиду, что емкость аккумуляторных батарей указывается производителями исходя из определенного времени разряда. Обычно это 10 часов. Но некоторые производители указывают 20 часов. Тут нам поможет спецификация по АКБ, которую можно взять на нашем сайте. Посмотрим спецификацию Delta DTM 1226:

Разрядные характеристики ближайшего планируемого АКБ

В нашем случае, время работы от АКБ 10 часов, значит мы можем считать емкость равной номинальной. Однако, если в задаче стоит 5 часов, то нужно делать поправку на то, что при таком времени разряда емкость АКБ будет ниже (умножаем ток разряда на часы – 4,8А*5ч=24Ач вместо 28).

в) Далее, нужно учитывать кол-во циклов заряда-разряда, на который мы проектируем систему (из спецификации):

Расчётное количество циклов

В задаче мы можем видеть, что планируемое кол-во циклов у нас 365. Ориентировочная предельная глубина разряда в нашем случае – около 57%. Желательно взять с запасом, будем рассчитывать на 50% разряд (реальные условия эксплуатации отличны от идеальных лабораторных условий).

Таким образом, вводим поправку 0,5: 16,7/0,8=33,4Ач.

г) В случае, если мы имеем дело с отличной от оптимальной температурой эксплуатации (25градусов), необходимо водить поправочный коэффициент, который тоже можем взять из спецификации:

Влияние температуры на емкость аккумулятора

Так при температуре 10 градусов следует ввести коэффициент 0.9, т.е. ещё +10% к расчётной емкости.

3) В случае, если нам необходимы долгие режимы разряда – следует обратить внимание на серии AGM аккумуляторов популярных на российском рынке производителей:

  • У АКБ Delta – серия DTM
  • У CSB – GP
  • У BB Battery  – BC

В случае, если разряд производится высокими токами, но короткое время:

Это АКБ оптимизированы на высокую энергоотдачу, хотя и для долгих разрядов они подходят не хуже (они просто дороже). Аккумуляторы по технологии GEL не совсем оптимальны для данной задачи, т.к. заметно дороже, а глубокий разряд хоть и допустим, но резко снижает срок службы.

Ответ: минимально: Delta DTM 1233 (33Ач), оптимально: Delta DTM 1240 (40Ач), либо аналоги.

Похожая статья про способы расчета в нашем блоге: https://tok-shop.ru/tok-blog/time-ups-akb/

tok-shop.ru

Как ватты перевести в ампер часы


Ампер-часы в аккумуляторе: что это такое?

Время автономной работы мобильного телефона, портативного инструмента или способность отдавать ток стартёру при пуске двигателя автомобиля – все это зависит от такой характеристики АКБ, как ёмкость. Она измеряется в ампер-часах или в миллиампер-часах. По величине ёмкости можно судить о том, сколько времени аккумулятор будет питать электрической энергией то или иное устройство. От неё зависит, как время разряда и заряда аккумулятора. При выборе аккумуляторной батареи для того или иного устройства полезно знать, что обозначает эта величина в ампер-часах. Поэтому сегодняшний материал будет посвящён такой характеристике, как ёмкость и её размерности в ампер-часах.  

О ёмкости аккумулятора и почему ампер часы?

Вообще, ампер-час представляет собой внесистемную единицу электрического заряда. Её основное использование – это выражение ёмкости аккумуляторов.

Один ампер-час представляет собой электрический заряд, проходящий за 1 час через поперечное сечение проводника при пропускании тока 1 ампер. Можно встретить значения в миллиампер-часах.

Как правило, такое обозначение применяется для указания ёмкости аккумуляторов в телефонах, планшетах и других мобильных гаджетах. Давайте посмотрим, что значит ампер-час на реальных примерах.

Ёмкость автомобильного аккумулятора

На фото выше можно видеть обозначение ёмкости в ампер-часах. Это автомобильный аккумулятор 62 Ач. О чём нам это говорит? Из этой величины мы можем узнать, силу тока, с которой можно равномерный разряжать батарею до конечного напряжения. Для автомобильной АКБ конечное напряжение составляет 10,8 вольта. Стандартные циклы разряда обычно продолжаются 10 или 20 часов.

Исходя из вышесказанного, 62 Ач говорит нам о том, что этот аккумуляторная батарея способна на протяжении 20 часов отдавать ток 3,1 ампера. При этом напряжение на выводах батареи не опустится ниже 10,8 вольта.

Ёмкость аккумулятора ноутбука

На фото выше красным цветом подчёркнута ёмкость аккумулятора ноутбука – 4,3 ампер-часа. Хотя при таких величинах значение обычно выражается, как 4300 миллиампер-час (мАч).

Нужно ещё добавить, что системной единицей электрического заряда является кулон. Кулон связан с ампер-часами следующим образом. Один кулон в секунду равен 1 ампер. Следовательно, если перевести секунды в часы получится, что 1 ампер-час равен 3600 кулон.

timezin.ru

Как можно рассчитать время работы автономного устройства от аккумулятора?

1.Умножив емкость аккумулятора на его напряжение, получим располагаемую энергию в Ватт*часах (1А*1В=1Вт). То есть, если у Вас аккумулятор в 10000мА*ч и напряжением 1,5 В (напряжение обычных батареек, обычно их емкость указывают в мА*ч), то Вы имеете запас энергии 10*1,5=15 Вт*час. 2.Если Ваше устройство работает от напряжения питания 1,5 В, то при мощности 300 Вт, получаем время работы 15/300=0,05 часа=3 мин. 3.Если напряжение питания больше 1,5 В, то нужно соединить последовательно несколько аккумуляторов, чтобы в сумме получилось нужное напряжение. Тогда и запас энергии в них будет соответственно больше. На самом деле время работы Вашего устройства будет меньше расчетного, так как подобные аккумуляторы не рассчитаны на такие токи, и реальная емкость до 10000 не дотянет. Впрочем, Вы не указываете напряжения аккумулятора, так что, может быть, последнее рассуждение к Вашему случаю и не относится.

нужно 10/ (мощьность устройства/напряжение акумулятрора)=время(часов) десять в формуле,это 10000ма.ч я перестроил в 10А*ч Но это в том условии,если мощьность устройство ,в нашем случае 300вт,потребляется на том напряжении ,которое способен дать акумулятор. Можно расчитать сколько будет работать устройство,если мощьность 300вт,развивается на ином напряжении,чем дает аккумулятор,тогда время расчитывается по другому..

Нужно ещё напряжение на аккумуляторе (оно же — напряжение питания устройства). Допустим, напряжение 30 вольт. Тогда потребляемый ток: 300 ватт / 30 вольт = 10 ампер = 10000 mA Время работы 10000 mA*час / 10000 mA = 1 час

Главное сила тока потребляемая устройством, зная этот параметр можно найти время за которое разрядиться аккумулятор. Если U — напряжение потрябляемое устр. то потребляемая сила тока I = P/U где P — мощность прибора. отсюда время t = E/I где E — емкость аккумулятора.

В ответах куча формул и преобразований одних величин в другие, с которыми разобраться сможет лишь человек понимающий в математике и физике…. Для тех кто хочет быстро рассчитать сколько времени его аккумулятор проработает с включенным источником потребления есть специальный калькулятор: <a rel=»nofollow» href=»https://etlib.ru/calc/battery-discharge» target=»_blank»>https://etlib.ru/calc/battery-discharge</a> <img src=»https://otvet.imgsmail.ru/download/21093237_2d4fcad0284ae43fd9a7ef3c84c766aa_800.png» alt=»» data-big=»1″ data-lsrc=»//otvet.imgsmail.ru/download/21093237_2d4fcad0284ae43fd9a7ef3c84c766aa_120x120.png»>

touch.otvet.mail.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о