Misst mAh, wie lange eine Batterie hält?

Ich weiß, dass mAh angibt, wie viel Milliampere eine Batterie in einer Stunde liefern kann. Aber sagt das auch aus, wie viele Stunden der Akku halten würde? Tut mir leid, aber ich verstehe es nicht wirklich. Wenn wir über einen Wassertank sprechen, ist mAh nach meinem Eindruck wie groß der Wasserhahn ist und nicht wie viel Wasser im Tank ist. Ich bin wirklich verwirrt darüber, warum wir die Batteriekapazität in mAh messen, wenn mein Verständnis darüber richtig ist.

Die mAh einer Batterie ist ein "allgemeiner" Indikator dafür, wie lange eine Batterie hält. Ein 3000-mAh-Akku hält dreimal länger als ein 1000-mAh-Akku (in derselben Schaltung/Anwendung). Beide halten jedoch aufgrund von Verlusten und den Mindestanforderungen der Schaltung/Anwendung nicht die vom Hersteller angegebene Gesamtstromzeit.
Nein – es kommt darauf an, wie viel Wasser im Tank ist, nicht wie groß der Wasserhahn ist. mA (oder Ampere) ist bereits eine Einheit "pro Sekunde", zB mit Ihrer Wasseranalogie: Gallonen pro Stunde. mAh entspricht also (gal / h) * h = Gallonen Wasser.

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mAh (oder mA·h) ist nicht, wie viele Milliampere eine Batterie in einer Stunde liefern kann. Das wären mA/h. Strom , gemessen in Ampere , ist schon eine Rate von Sachen. Insbesondere ist ein Ampere ein Coulomb pro Sekunde. Also, wenn Strom wie Geschwindigkeit ist, dann ist mA/h wie Beschleunigung und mAh ist wie Entfernung.

Vielmehr ist mAh eine Ladungseinheit . Es ist das, was Sie erhalten, wenn Sie den Strom mit der Zeit multiplizieren. Durch Multiplizieren mit der Zeit wird der "pro Zeit"-Teil des Ampere gestrichen und Sie können wieder aufladen.

Wenn ein Ampere ein Coulomb pro Sekunde ist, dann:

1   m EIN h = 1 ⋅ 10 − 3   C s h

und durch Dimensionsanalyse :

1 ⋅ 10 − 3   C h s 60 s 1 m ich n 60 m ich n 1 h = 3.6   C

Wenn Sie beispielsweise 1 Stunde lang 1 mA aus einer Batterie ziehen, haben Sie 1 mA · 1 h = 1 mAh Ladung verbraucht. Wenn Sie 5 Stunden lang 2 mA ziehen, haben Sie 2 mA · 5 h = 10 mAh verbraucht.

Sie können ungefähr berechnen, wie lange eine Batterie hält, indem Sie ihre Gesamtladung (in mAh) durch Ihren Nennlaststrom (in mA) teilen. Angenommen, Sie haben einen 1800-mAh-Akku und schließen ihn an eine 20-mA-Last an:

1800   m EIN ⋅ h 20   m EIN = 1800 m EIN ⋅ h 20 m EIN = 90   h

Dies ist eine Annäherung, weil:

  • Die Ladekapazität (die in mAh gemessene Zahl) wird bestimmt, indem gemessen wird, wie viel Ladung aus der Batterie entfernt werden kann, bevor die Spannung auf einen willkürlich ausgewählten Wert abfällt, bei dem die Batterie als "entladen" gilt. Dies kann der Schwellenwert sein oder auch nicht, bei dem Ihre Schaltung nicht mehr funktioniert. Batteriehersteller, die ihre Batterien so gut wie möglich erscheinen lassen möchten, wählen typischerweise eine sehr niedrige Schwellenspannung.

  • Unter der Annahme, dass die Ladung nur bis zu einer bestimmten Spannungsschwelle verfügbar ist, hängt die tatsächlich von der Batterie verfügbare Ladung von der Temperatur und der Rate ab, mit der Sie sie entladen. Niedrigere Temperaturen verlangsamen die chemische Reaktion in der Batterie und erschweren die Entnahme von Ladung. Höhere Entladungsraten erhöhen die Verluste in der Batterie, verringern die Spannung und erreichen somit früher die "entladene" Spannungsschwellengrenze.

  • Die elektrische Potentialdifferenz, die durch die Chemikalien in der Batterie bereitgestellt wird, ist tatsächlich konstant; Was die Spannung verringert, ist die Erschöpfung der Chemikalien um die Elektroden herum und die Verschlechterung der Elektroden und des Elektrolyten. Aus diesem Grund kann sich die Batteriespannung nach einer Zeit der Nichtbenutzung erholen . Der Punkt, an dem die Schwellenspannung erreicht wird, kann also ziemlich komplex zu bestimmen sein.

Wenn Sie ein gutes Datenblatt für Ihre Batterie finden, kann dies einen Einblick in die Parameter geben, unter denen diese Berechnungen durchgeführt wurden.

Sehr gut erklärt. mAh ist also wie die zurückgelegte Gesamtstrecke, wenn die Geschwindigkeit mit der Zeit multipliziert wird. Dasselbe gilt für Ampere, wenn wir es mit der Zeit multiplizieren, erhalten wir die erzeugte Gesamtladung.
@supertonsky ja. Außer, ich würde sagen , es wird keine Gebühr generiert ; es ist nur umgezogen. Eine Batterie ist im Wesentlichen eine Ladepumpe (aber keine Ladepumpe ; das ist eine andere Sache).
Sie können auch sagen: '/' = 'per', während '.' oder 'x' oder oft '' = 'for an'. 2000 mAh sind also 2000 mA für eine Stunde.

Milliamperestunden sind ein Maß für die Stromkapazität im Laufe der Zeit. Es ist eine Darstellung, wie viel Gesamtladung eine Batterie hat. Wenn Sie den Akku verwenden, um etwas zu betreiben, das nicht viel Strom benötigt, hält er lange.

Beachten Sie, dass Batterien (eigentlich Zellen) eine nichtlineare Verarmungscharakteristik haben. Obwohl Milliamperestunden eine endliche Ladungsmenge sind, müssen Sie sich darüber im Klaren sein, dass nicht alles von einer bestimmten Last bei einer bestimmten Spannung verwendet werden kann und dass der vom Hersteller angegebene Wert im Allgemeinen für den Fall gilt, in dem die Zelle mit Strom versorgt wird etwas mit geringem Strombedarf. In dieser Situation erhalten Sie fast die gesamte verfügbare Energie. Wenn Sie jedoch etwas mit Strom versorgen, das mehr Strom benötigt, erhalten Sie nicht die volle Kapazität.

Technische Bearbeitung gemäß Phils Kommentar: Indem Sie sagen: "... erhalten Sie nicht die volle Kapazität." Ich meine "Sie erhalten bei derselben Last, für deren Betrieb eine bestimmte Spannung erforderlich ist, nicht die volle Kapazität ." Die Spannung der Zelle fällt ab und wird für die Last unzureichend. An diesem Punkt befindet sich die Ladung noch in der Zelle, ist aber nicht unbedingt nutzbar.

Betrachten Sie das Datenblatt für Energizer AA-Zellen . Es wird ein Diagramm bereitgestellt, das Ihnen die verschiedenen Milliamperestunden-Kapazitäten bei verschiedenen Lasten zeigt:

AA-Batterie-mAh-Erschöpfungsdiagramm

Wenn Sie ein Gerät dauerhaft mit 25 mA versorgen, hat die Zelle ungefähr 2750 mAh. Wenn Sie diesen Strom durch die Kapazität teilen, 2750/25, erhalten Sie die Anzahl der Stunden, die die Batterie halten kann: 110. Wenn die Last 500 mA beträgt, sinkt die nutzbare Kapazität der Zelle tatsächlich auf ungefähr 1500 mAh, und 1500/500 ist nur 3 Stunden.

Geräte wie Fernbedienungen verbrauchen keine Dauerleistung. Sie verbringen die meiste Zeit im Ruhe- oder „Schlaf“-Zustand und verbrauchen nur Strom, wenn Sie eine Taste drücken. In diesen Fällen werden die Zellen weiterhin lebensfähig sein und das Gerät für eine sehr lange Zeit mit Strom versorgen. Das Milliamperestunden-Kapazitätsdiagramm basiert auf der Nutzung, nicht auf der Leerlaufzeit.

Umwelteinflüsse und Physik untergraben die Chemie in einer Zelle, selbst wenn sie nicht verwendet wird. Das Datenblatt geht davon aus, dass Sie mit frischen Zellen und unter bestimmten Umgebungsbedingungen arbeiten.

"Auch wenn Milliamperestunden oft wie eine endliche Menge an Energie behandelt werden", deutet dies vielleicht an m EIN h ist eine Energieeinheit, ist es aber nicht. Außerdem erhalten Sie bei höheren Entladungsraten die volle Kapazität, aber Sie erhalten sie bei einer niedrigeren Spannung . Beachten Sie, dass das Diagramm "Entladung auf 0,8 Volt " anzeigt.
Ich sollte wahrscheinlich "Energie" in "Ladung" ändern, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Ich bin mir nicht sicher, ob ich verstehe/stimme zu, dass die volle mAh-Ladung bei höheren Entladeraten verfügbar ist. Die Zelle entlädt sich und ihre Spannung sinkt bei jeder Entladungsrate, aber es kommt darauf an, wie schnell das geschieht. Stimmt es nicht, dass eine höhere Entladungsrate die Effizienz der Zelle verringert und daher die gesamte mAh-Kapazität verringert wird?
Nicht wirklich. Es gibt so viel Ladungstrennung in der Batterie, definiert durch die darin enthaltenen Chemikalien und die Menge dieser Chemikalien, und die Ladung kann nirgendwo anders hingehen. Bei einer höheren Entladungsrate nimmt die Spannung an den Anschlüssen ab und kann die Ladungen weniger schnell treiben, aber sie werden immer noch getrennt. Möglicherweise müssen Sie nur länger warten, bis sie sich trennen, und Sie haben an den Klemmen weniger Spannung und damit weniger elektrische Energie zur Verfügung.
Auch: Ladungserhaltung . Wenn Sie auch bedenken, dass die Batterie keine Selbstentladung hat (gültig nur für einige Batterietypen, nehme ich an), schließen Sie daraus, dass die gesamte Ladung durch die Last fließen muss. Wenn es sich um Selbstentladung handelt, gibt es einen Punkt, an dem niedrigere Entladungsraten weniger effizient sind, da der größte Teil der Energie durch Selbstentladung verloren geht. Bei Alkalibatterien ist die Selbstentladung jedoch sehr gering.
@Phil Danke für die Klarstellungen. Ich habe meiner Antwort gemäß Ihren Kommentaren weitere hinzugefügt.
@PhilFrost In Ihren Kommentaren vom August 2013 hier heißt es, dass Sie bei steigenden Entladeraten immer noch "volle Kapazität" von einer Batterie erhalten. Dies ist im Wesentlichen nicht bei allen praktischen Batteriechemien und Batterien der Fall. Die Brutto-Amperestunden-Kapazität nimmt mit zunehmendem Strom ab und die Wattstunden-Kapazität nimmt ebenfalls ab. Beispielsweise ergibt eine Batterie mit einer Nennleistung von beispielsweise 10 Ah bei einer C/10-Rate bei höheren Strömen zunehmend geringere Ah-Kapazitäten UND dasselbe gilt für gelieferte Brutto-Wattstunden, ob bei konstanter oder variabler Wattzahl – höhere Raten ergeben niedrigere Kapazitäten. ....
.... Während dies durch zB Konstantstromlasten oder Konstantstromlasten oder konstanten Widerstand etwas kompliziert wird, ist das Ergebnis konsistent - eine Last, die die Erschöpfungsrate erhöht, verringert auch die verfügbaren Ressourcen. | Mechanismen variieren und interagieren. Der Innenwiderstand verursacht bei zunehmendem I höhere prozentuale innere Verluste und kann aufgrund chemisch-mechanischer Effekte auch schneller ansteigen. Sekundärreaktionen können mit größerer Geschwindigkeit auftreten. | Ein "verwirrender" Effekt besteht darin, dass bei sehr niedrigen Raten die "Selbstentladung" zunehmende Mengen an verfügbarer Energie verbraucht, aber dies ist ein sekundärer Faktor.

Als sehr grobe Richtlinie gibt es Ihnen eine ungefähre Zahl für Strom/Timing. Von einer Batterie mit 100 mAh Kapazität wird also erwartet, dass sie 10 Stunden bei 10 mA oder 1 Stunde bei 100 mA liefert. In Wirklichkeit bekommt man weniger. Dies ist abhängig vom Batterietyp, dessen Alter, Zustand, Temperatur usw.

Strom ist ein zeitlicher Ladungsvektor über einer Last, d.h. Es ist die Rate von Coulomb pro Sekunde. Um also eine Messung der Ladung zu erhalten, multiplizieren wir die Rate mit der Zeit. Zum Beispiel haben wir einen einstündigen Marathonsprint bekommen. Wenn ich eine ganze Stunde mit 10 km/h sprinten könnte, hätte ich 10 km gelaufen. Die Geschwindigkeit in km/h wird bereits als Rate im Zeitverlauf angegeben, sodass sie einfacher zu berechnen ist. Wenn wir eine bestimmte Einheit zum Messen der Geschwindigkeit hätten, sagen wir, wenn:

1 Gonzales = 1 km/h

Dann wäre meine Bewertung für das Halten einer Geschwindigkeit von 10 km/h für eine Stunde 10 GH (Gonzales-Stunden).

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