Ampérhodina (A h ) je nesystémová jednotka měření elektrického náboje , používaná zejména k charakterizaci kapacity elektrických baterií .
Podle fyzikálního významu je 1 ampérhodina elektrický náboj 3600 C procházející průřezem vodiče za jednu hodinu a poskytující proud 1 ampér po dobu jedné hodiny.
Nabitá baterie s deklarovanou kapacitou 1 Ah je teoreticky schopna poskytnout proud jeden ampér po dobu jedné hodiny (nebo například 3600 A po dobu 1 sekundy nebo 10 A po dobu 0,1 hodiny nebo 0,1 A po dobu 10 hodin ) až do úplného vybití. V praxi vede příliš vysoký vybíjecí proud baterie k méně efektivnímu výkonu, což nelineárně zkracuje dobu jejího provozu s takovým proudem a může vést k přehřátí.
Ve skutečnosti je kapacita baterií udávána na základě 20hodinového vybíjecího cyklu na konečné napětí. U autobaterií je to 10,5 V [1] . Například nápis na štítku baterie „ 55 Ah “ znamená, že je schopna dodávat proud 2,75 ampér po dobu 20 hodin a zároveň napětí na svorkách neklesne pod 10,5 V.
Často se také používá odvozená jednotka miliampérhodina (mAh, mAh), která se obvykle používá k označení kapacity malých baterií.
Hodnotu v ampérhodinách lze převést na systémovou jednotku náboje - coulomb . Protože 1 C se rovná 1 A s , pak převodem hodin na sekundy dostaneme, že jedna ampérhodina bude rovna 3600 C.
Výrobci baterií často uvádějí uloženou energii pouze v mAh (mAh), jiní uvádějí pouze uloženou energii ve Wh (Wh). Obě charakteristiky lze nazvat termínem „kapacita“ (neplést s elektrickou kapacitou jako mírou schopnosti vodiče akumulovat náboj, měřeno ve faradech ). V obecném případě není snadné vypočítat akumulovanou energii z akumulovaného náboje: je nutná integrace okamžitého výkonu vydávaného baterií po celou dobu jejího vybití. Pokud není potřeba větší přesnost, můžete místo integrace použít průměrné hodnoty spotřebovaného napětí a proudu, a to pomocí vzorce vyplývajícího ze skutečnosti, že 1 W \u003d 1 V 1 A :
1 W h = 1 V 1 A h.To znamená, že uložená energie (ve watthodinách) se přibližně rovná součinu uloženého náboje (v ampérhodinách) a průměrného napětí (ve voltech):
E = qU , _ _a v joulech to bude 3600krát více,
E = q U 3600 , _
Technická specifikace zařízení uvádí, že „kapacita“ ( akumulační nabití ) baterie je 56 Ah, provozní napětí je 15 V. Pak je „kapacita“ ( akumulační energie ) 56 Ah 15 V = 840 W h = 840 W 3600 s = 3,024 MJ.
Když jsou stejné baterie zapojeny do série, „kapacita“ v mAh zůstává stejná, ale celkové napětí baterie se mění; při paralelním zapojení se „kapacita“ v mAh sečte, ale celkové napětí se nemění. V tomto případě „kapacita“ ve Wh. pro takové baterie by měly být považovány za stejné. Například pro dvě baterie, z nichž každá má napětí 3,3 V a uložený náboj 1 000 mAh, vytvoří sériové zapojení zdroj s napětím 6,6 V a uloženým nábojem 1 000 mAh , paralelní zapojení vytvoří vytvořit zdroj s napětím 3,3 V a uloženým nábojem 2000 mAh . Kapacita ve W h (schopnost konat práci) v obou případech, bez zohlednění některých nuancí, bude stejná. V moderních powerbankách, které se v poslední době rozšířily, jsou baterie uvnitř často zapojeny do série a celková „kapacita“ v mAh se sčítá. To je způsobeno tím, že takové powerbanky mají interní ovladač, který převádí napětí a nabízí několik napětí na výstupu: 5 voltů (USB port), 12, 15, 17 nebo 19 voltů pro připojení notebooků. To znamená, že není možné určit, při jakém napětí je ta či ona „kapacita“ v mAh vhodná, protože se liší v závislosti na napětí používaném spotřebitelem připojeným k takové univerzální powerbance. Proto v charakteristikách zapisují "komerční" kapacitu v mAh, získanou jako součet sériově zapojených bateriových článků, bez uvedení napětí, při kterém tato "kapacita" v mAh. odpovídající. Je také třeba mít na paměti, že kapacita baterie a její napětí jsou vzájemně propojené hodnoty, protože baterie, která je vybitá, ztrácí napětí. Navíc měření napětí vybitého akumulátoru nebo akumulátoru bez zátěže nemusí odhalit stupeň vybití zdroje energie, protože při „klidu“, bez zátěže, je akumulátor schopen vykazovat vysoké napětí, které prudce klesne, pokud baterie nebo baterie je vybitá a pokud je připojena určitá zátěž, na rozdíl od nabitých zdrojů, které si udržují vysoké napětí i po připojení zátěže. U vybitých baterií je úbytek napětí při připojení zátěže větší než u nabitých zdrojů. K testování autobaterií se často používají speciální „sondy“, které vytvoří standardní zátěž baterie.