Výpočet kapacity baterie: jak to udělat a proč je to potřeba?

Dobrý den, drazí přátelé! Při výběru přenosné baterie se můžete setkat s velkým množstvím negativních recenzí týkajících se nesouladu mezi jejich deklarovanou kapacitou a počtem nabitých gadgetů. Zdálo by se, že po zakoupení 13 000 mAh nabíječky bychom měli náš smartphone nabít 2300 mAh baterií asi 5,5krát! Ale není to tak jednoduché.

Trochu pozadí

Jako milovník vychytávek a moderních technologií mám chytrý telefon a další dobré věci. A na určité cestě jsem narazil na jeden, podle mého názoru, vážný problém u pokročilých zařízení – mají relativně krátkou výdrž baterie. Ano, nebudu se hádat, existují „monstra“ vyrábějící telefony, která mají baterie 4000 mAh nebo více. Ale často jsou taková zařízení extrémně vzácná a mají další nevýhody. V každém případě, i když váš gadget vydrží až do večera (a můj Nexus 5 s 2300 mAh v tomto seznamu není), dříve nebo později vyvstává otázka koupě přenosné baterie.

Stejně jako mnoho geeků, i mě svrbělo pořídit si tento typ zařízení už dlouho. Zvažoval jsem možnosti koupě krabičky na baterie formátu 18650 a také hotové zařízení (které s největší pravděpodobností obsahuje stejné baterie 18650, stejně jako baterie do notebooků). V důsledku toho vyvstala potřeba mít v práci nabitý telefon při absenci zásuvky a byla zakoupena přenosná baterie DF TRIO-02.

Abych byl upřímný, neměl jsem moc času vybírat a číst recenze. Zrovna jsem narychlo prohlédl jeden známý internetový obchod (ten, který je součástí skupiny společností spolu s bankou a klenotnictvím) a vybírá se podle následujících kritérií:

• požadovaná kapacita
• cenová kvalita
• vzhled (ano, ano, musíte se snažit nejen o ergonomii, ale také si užívat esteticky)

Krátce o tomto zařízení

1. dobrá kapacita
2. dva výstupy 5V, 1A; jeden výstup 5V, 2.1A
3. microUSB vstup pro nabíjení baterie

1. Nerezové lesklé pouzdro

Aritmetika pro výpočet kapacity

1. Účinnost měniče napětí bereme jako 100%
2. všechny uvedené kapacity přijímáme jako skutečné hodnoty
3. Při nabíjení předpokládáme konstantní hodnoty proudu a napětí
4. Telefon se nabíjí od ideálních 0 % do 100 % (bez zohlednění zbytkového nabití uváděného výrobci atd.)

Maximální možné užitečné nabití baterie se nazývá nabíjecí kapacita nebo jednoduše kapacita. Kapacita baterie je nabití dodávané plně nabitou baterií při vybití na nejnižší povolené napětí. V soustavě SI se kapacita baterií měří v coulombech, v praxi se často používá nesystémová jednotka – ampérhodina; 1 Ah = 3600 C. Kapacita baterie je udávána výrobcem. Nesmí být zaměňována s elektrickou kapacitou kondenzátoru.

V dnešní době jsou baterie stále častěji označovány energetickou kapacitou – energií, kterou vydává plně nabitá baterie při vybití na nejnižší povolené napětí. V soustavě SI se v praxi měří v joulech, používá se nesystémová jednotka – watthodina; 1 Wh = 3600 J.

Na obalu máme hrdý nápis: „13000 mAh“. Toto je naše nabíjecí kapacita.
Při pozorném pohledu na nálepku na zadní straně vidíme následující.

Napětí: 3.7 V.
Kapacita nabíjení: 13000 mAh
Energetická kapacita: 48.1 Wh.

Ukazuje se, že mnoho Výrobci uvádějí uložený náboj v mAh (mAh), důležité je ale i provozní napětí zařízení. V plném rozsahu charakterizuje „kapacita“. uloženou energii.

Lidé si často pletou pojmy uložený náboj и uloženou energii nazýváme to „kapacita“. Pokud není potřeba velká přesnost, pak můžeme předpokládat, že uložená energie (ve Wh) se přibližně rovná součinu uloženého náboje (v Ah) a průměrného napětí (ve Voltech).

1 Wh = 1 V 1 Ah.

Nyní, když jsme pochopili pojmy, přejděme k našemu příkladu: 48.1 Wh baterie je 13 Ah (13000 mAh) násobeno 3.7 V. Zatím vše sedí. Naše zařízení je však nabíjeno z výstupu 5 V. Proto náboj, který je naše zařízení schopno dodat, zjistíme jako podíl akumulované energie a výstupního napětí.
48.1 Wh / 5 V = 9.62 Ah (9620 mAh).

Analyzujeme

Nyní si můžete snadno spočítat, „kolikrát mohu své zařízení nabít“. Takže stejný Nexus 5 lze nabíjet:
9620 mAh/ 2300 mAh = 4.18
Nebo jinými slovy, o něco více než 4krát. Co je proti 5,5

Vyvodit závěry

Vypočítaná kapacita baterie 9620 mAh byla o 26 % nižší než 13000 26 mAh, kterou vidíme na krabici. A o XNUMX % méně, než by očekával uživatel bez zkušeností s výpočty. I když ve skutečnosti nás výrobce vůbec neošidil. Je to jen marketingový tah.

• přenosné baterie
• DF Trio

Každý majitel vozu se dříve nebo později setká s pojmy jako proces nabíjení a kapacita baterie. Postupně nová baterie stárne a ztrácí schopnost plnit své funkce z řady důvodů.

Stanovení a výpočet kapacity baterie

Mezi hlavní parametry baterie patří:

• Kapacita baterie (Ah);
• Hodnota napětí (V);
• Přípustná hloubka výboje (%);
• Životnost (roky);
• Rozsah provozních teplot (°C);
• Rozměry (mm);
• Hmotnost (kg);
• Nabíjecí proud (A).

Hlavní charakteristikou je kapacita baterie. Nejprve musíte určit kapacitu baterie. Tento parametr určuje množství elektrické energie, které je schopna dodat plně nabitá baterie. Měří se v ampérhodinách, ale pro telefon a jiná malá zařízení tohoto typu je poskytován jiný formát – miliampérhodina.

V případě potřeby existuje řada metod, které poskytují odpověď na to, jak určit kapacitu a výkon baterie, a to:

1. Zátěžová zástrčka obsahující voltmetr a speciálně navrženou zátěž charakterizuje výkon baterie;
2. Speciální tester olověných akumulátorů zobrazí v krátké době všechny zajímavé informace;
3. Zkušební výboj – paralelně k baterii je připojen voltmetr a sériově zátěž a ampérmetr. Zátěže se volí tak, aby vybíjecí proud nebyl větší než 5 % jmenovité hodnoty uvedené v hodnotě kapacity. To znamená, že pokud je na baterii uvedeno 40Ah, pak by měl být vybíjecí proud 2A. Proces vybíjení pokračuje, dokud napětí baterie neklesne na 10,8V.

Tento vzorec vám řekne, jak vypočítat kapacitu baterie:

• C – kapacita baterie;
• Ip – vybíjecí proud (A);
• tp – doba vybíjení (h).

Kontrola vybití baterie

Dále pomocí kalkulačky zbývá pouze vypočítat kapacitu baterie. Tato metoda je samozřejmě poněkud zastaralá a trvá poměrně dlouho, ale po dokončení měření můžete přesně vypočítat hodnotu kapacity a vyvodit závěr o obecném stavu baterie. Pokud napětí klesne rychle před plánem, znamená to, že se kapacita snížila a procesy ničení v baterii nabraly na síle.

Při dodržení řady opatření si kapacita baterie udrží maximální výkon po dlouhou dobu:

1. Povinná kontrola procesu vybíjení baterie. Když je baterie hluboce nebo úplně vybitá, podstoupí nevratné procedury ke zničení aktivních desek;
2. Eliminujte možnost přebití baterie, protože tato operace také negativně ovlivňuje životnost a vlastnosti baterie;
3. V pravidelných intervalech sledujte hustotu elektrolytu s ohledem na roční období, okolní teplotu, životnost a používané zatížení. Moderní autobaterie jsou vybaveny speciálním indikátorem nabití baterie v podobě kukátka. Barva tohoto oka určuje hustotu elektrolytu, pokud nemáte po ruce hustoměr.

Hlavním úkolem autobaterie je kromě dodávání energie spotřebitelům v době, kdy motor neběží, nastartování motoru. Tato operace se provádí pomocí startéru, který zase otáčí setrvačníkem motoru. Zvláštností tohoto procesu je obrovský startovací proud startéru. Vzhledem k tomu, že baterie s různou kapacitou jsou určeny pro různé zatížení a mají vlastní startovací proud, je nutné pro každý vůz vybrat baterii s konkrétním výkonem.

V závislosti na velikosti motoru automobilu se používají baterie různých kapacit, a to:

1. Pro osobní automobily s objemem motoru od 1000 cm3 do 1600 cm3 je určena baterie s kapacitou 55 A/h;
2. Pro osobní automobily s objemem motoru od 1300 cm3 do 1900 cm3 je určena baterie s kapacitou 60 A/h;
3. Pro crossovery a SUV s objemem motoru od 1400 cm3 do 2300 cm3 je určena baterie s kapacitou 66 A/h;
4. Pro lehká nákladní vozidla s objemem motoru od 1600 cm3 do 3200 cm3 je určena baterie s kapacitou 77 A/h;
5. Pro středně těžká nákladní vozidla s objemem motoru od 1900 cm3 do 4500 cm3 je určena baterie s kapacitou 90 A/h;
6. Pro nákladní vozidla s objemem motoru od 3800 cm3 do 10900 cm3 je určena baterie s kapacitou 140 A/h;
7. Pro bagry a buldozery s objemem motoru od 7200 cm3 do 12000 cm3 je určena baterie s kapacitou 190 A/h;
8. Pro nákladní vozidla a silniční soupravy s objemem motoru od 7500 cm3 do 17000 cm3 je určena baterie s kapacitou 200 A/h.

Pokud je z palubní sítě napájen další počet spotřebitelů nebo je motor automobilu naftový, doporučuje se použít baterii s určitou rezervní kapacitou. Bez zjevného důvodu však není nutné překračovat doporučenou kapacitu baterie, protože alternátor vozu nebude schopen baterii plně nabít a přebytečná kapacita bude ztracena.

Poruchy baterie

V průběhu času a v případě nesprávného používání se kapacita baterie snižuje z několika důvodů:

• Při častém hlubokém vybíjení baterie a vysokých nabíjecích proudech dochází k sulfataci desek baterie. Podstatou tohoto procesu je usazování solí na deskách baterie, které zase brání aktivní části desky v kontaktu s elektrolytem. Důsledkem toho je pokles kapacity baterie. V závislosti na úrovni sulfatace existuje řada opatření k obnovení baterie;

Sulfatace bateriových desek

• Pokud je v bateriových bateriích nedostatečné množství elektrolytu, aktivní část desek se během nabíjení odlupuje, což také vede k poklesu kapacity;
• Ve vzácných případech dochází ke zkratování kladných a záporných desek baterie, což vede nejen k poklesu kapacity, ale také ke snížení napětí. Poté již není možné obnovit baterii.

Kapacita baterie je hlavním ukazatelem při výběru baterií, od prstových baterií až po speciální trakční baterie. Pochopení procesů probíhajících uvnitř plechovky vám umožní prodloužit životnost baterie a chránit se před nečekanými překvapeními.

Video