Ампер-час — Википедия
Ампе́р-час (А·ч) — внесистемная единица измерения электрического заряда, используемая главным образом для характеристики ёмкости электрических аккумуляторов.
Исходя из физического смысла, 1 ампер-час — это электрический заряд, который проходит через поперечное сечение проводника в течение одного часа при наличии в нём тока силой в 1 ампер.
Заряженный аккумулятор с заявленной ёмкостью в 1 А·ч теоретически способен обеспечить силу тока 1 ампер в течение одного часа (или, например, 10 А в течение 0,1 часа, или 0,1 А в течение 10 часов). На практике слишком большой ток разряда аккумулятора приводит к менее эффективной отдаче электроэнергии, что нелинейно уменьшает время его работы с таким током и может приводить к перегреву.
В действительности же ёмкость аккумуляторов приводят исходя из 20-часового цикла разряда до конечного напряжения. Для автомобильных аккумуляторов оно составляет 10,5 В[1]. Например, надпись на маркировке аккумулятора «55 А·ч» означает, что он способен выдавать ток 2,75 ампера на протяжении 20 часов, и при этом напряжение на клеммах не опустится ниже 10,5 В.
Часто также применяется производная единица миллиампер-час (мА·ч, mAh), которая используется обычно для обозначения ёмкости небольших аккумуляторов.
Величину в ампер-часах можно перевести в системную единицу измерения заряда — кулон. Поскольку 1 Кл/c равен 1 А, то, переведя часы в секунды, получаем, что один ампер-час будет равен 3600 Кл.
Часто производители аккумуляторов указывают в технических характеристиках только запасаемый заряд в мА·ч (mAh), другие — только запасаемую энергию в Вт·ч (Wh). Обе характеристики можно называть термином «ёмкость» (не путать с электрической ёмкостью как мерой способности проводника накапливать заряд, измеряемой в фарадах). Вычислить запасаемую энергию по запасаемому заряду в общем случае непросто: требуется интегрирование мгновенной мощности, выдаваемой аккумулятором за всё время его разряда. Если большая точность не нужна, то вместо интегрирования можно воспользоваться средними значениями напряжения и потребляемого тока, для этого используя формулу, следующую из того, что 1 Вт = 1 В · 1 А:
То есть запасаемая энергия (в ватт-часах) приблизительно равна произведению запасаемого заряда (в ампер-часах) на среднее напряжение (в вольтах):
E = q · U,а в джоулях она будет в 3600 раз больше,
Пример[править | править код]
В технической спецификации устройства указано, что «ёмкость» (запасаемый заряд) аккумулятора равна 56 А·ч, рабочее напряжение равно 15 В. Тогда «ёмкость» (запасаемая энергия) равна 56 А·ч · 15 В = 840 Вт·ч = 840 Вт · 3600 с = 3,024 МДж.
При последовательном соединении одинаковых аккумуляторов «ёмкость» в мА·ч остаётся прежней, но меняется общее напряжение аккумуляторной батареи, при параллельном же соединении «ёмкость» в мА·ч — складывается, но общее напряжение не меняется. При этом «ёмкость» в Вт·ч., у таких аккумуляторных батарей, следует считать одинаковой. Например, для двух аккумуляторов, каждый из которых обладает напряжением 3,3 В и запасаемым зарядом 1000 мА·ч, последовательное соединение создаст источник питания с напряжением 6,6 В и запасаемым зарядом 1000 мА·ч, параллельное соединение — источник с напряжением 3,3 В и запасаемым зарядом 2000 мА·ч. Ёмкость же в Ватт·час (способность проделать работу) в обоих случаях, без учёта некоторых нюансов, будет одинаковой. В современных Power Bank-ах, получивших распространение в последнее время, часто аккумуляторы внутри соединены последовательно, а общую «ёмкость» в мА·ч складывают. Это происходит из-за того что такие Power Bank имеют внутренний контроллер, который преобразует напряжение и на выходе предлагает несколько значений напряжений: 5 вольт (USB порт), 12, 15, 17 или 19 вольт для подключения ноутбуков. То есть, нет возможности указать при каком напряжении уместна та или иная «ёмкость» в мА·ч, так как она меняется в зависимости от напряжения, используемого потребителем, подключенного к такому универсальному Power Bank. Поэтому в характеристиках пишут «коммерческую» ёмкость в мА·ч, полученную как сумму последовательно соединённых аккумуляторных элементов, не указывая, при этом, напряжение при котором эта «ёмкость» в мА·ч. уместа. Также следует учитывать, что ёмкость аккумулятора и его напряжение взаимосвязанные величины, так как аккумулятор, который разряжен, теряет напряжение. Причём, измерение напряжения разряженного аккумулятора или батареи без нагрузки, может не выявить степень разряженности источника питания, так как на «холостом ходу», без нагрузки, аккумуляторная батарея способна показать высокое напряжение, которое резко упадёт, в случае если аккумулятор или батарея разряжены и если к ним подключили определённую нагрузку, в отличие от заряженных источников питания, которые сохраняют высокое значение напряжения, даже после подключения нагрузки. У разряженных аккумуляторов падение напряжения, при подключении нагрузки, происходит сильнее, чем у заряженных источников питания. Для проверки автомобильных аккумуляторов часто используют специальные «пробники», создающую стандартную нагрузку на аккумулятор.
- Бурдун Г. Д., Базакуца В. А. Единицы физических величин. Справочник. — Харьков: Вища школа, 1984.
- ↑ ГОСТ Р МЭК 61056-1-2012
- ГОСТ Р МЭК 61056-1-2012
Как понять, что такое емкость АКБ?
Она говорит, какой период времени аккумулятор может вырабатывать определенное количество электрического тока. Единица емкости — ампер-час (А*ч).
С учетом емкости вы подбираете АКБ для своего четырехколесного друга. Каждый производитель советует определенное значение емкости для оптимальной работы автомобиля. Почти все АКБ оснащены контролем заряда. Это устройство предупреждает перезаряд, отслеживая процесс накопления емкости. При полном заряде аккумулятора с напряжением 12 В батарея покажет напряжение в 12,7 В. Последнее значение говорит о том, что зарядное устройство больше ее не питает.Как выбрать аккумуляторную батарею с учетом нагрузки
Автомобили все очень разные – от класса А до Е или Д (представительские седаны). Для малолитражек достаточно батареи 45 А*ч, для более мощных авто нужно 60-75 А*ч. К тому же у компактных машин пространство под капотом небольшое. Монтировать большую АКБ просто незачем.
Емкость батареи косвенно зависит от свинца и электролита. Чем больше их количество, тем больше энергии набирает аккумулятор. Устройства емкостью 40 и 75 А*ч будут отличаться и по размерам, и по весу.
Падение емкости
В процессе эксплуатации емкость АКБ резко снижается. В среднем кислотный аккумулятор функционирует 3-5 лет, в отдельных случаях — до 7 лет. После необратимого падения емкости батареи источник питания не дает ток необходимый для пуска в прежнем объеме.
Основные причины падения емкости АКБ:
— сульфитация поверхности положительных пластин. Контакт с электролитом ухудшается, что ведет к падению емкости;
— разрушение пластин источника питания (например, от перезарядки).
Чтобы вовремя заменить старый аккумулятор на новый, используют тестер емкости. Он позволяет за секунды измерить емкость АКБ, ее напряжение.
Емкость аккумулятора
Стандартная современная 12-вольтовая автомобильная аккумуляторная батарея выполнена из шести последовательно соединенных между собой блоков разноименно заряженных пластин, каждый из которых и представляет собой простейший аккумулятор с выходным напряжением около 2 вольт. Положительно заряженная пластина (электрод) представляет собой свинцовую решетку с активной массой из двуокиси свинца (PbO
Если к аккумулятору подключить нагрузку, то свинцовые пластины с активной массой, электролит и нагрузка образуют замкнутую цепь. Внутри аккумулятора начинается химическая реакция, в результате которой активная масса обоих электродов начнет менять первоначальный состав, преобразуясь из губчатого свинца и его двуокиси в сернокислый свинец (сульфат свинца PbSO
— на положительной пластине: PbO2 + H2SO4 = PbSO
— на отрицательной пластине: Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2 — 2e.
Из всего вышесказанного следует, что количество запасаемой аккумулятором энергии (емкость) определяется объемом активной массы и электролита.
Поскольку автомобильная 12-вольтовая аккумуляторная батарея состоит из шести аккумуляторных элементов, соединенных в батарею последовательно, то по сути устройство, в повседневном обиходе просто называемое «аккумулятор», на самом деле является батареей из нескольких аккумуляторов.
Впервые серийно аккумуляторные батареи стали устанавливать на автомобили Cadillac в 1912 г. На первых автомобилях аккумуляторные батареи были снимаемые, т. к. из-за отсутствия бортового генератора после разряда их приходилась подзаряжать от внешнего источника тока.
В автомобиле аккумуляторная батарея выполняет три функции: во-первых, запускает двигатель, во-вторых, питает бортовые электрические устройства в то время, когда двигатель не работает, и, наконец, при работающем двигателе помогает генератору, когда тот не справляется с нагрузкой в бортовой электрической сети.
Аналогична работа и аккумулятора BMW, выбрать который вы сможете в разделе нашего сайта.