ما هي حاسبة حجم البطارية؟
تقدّر هذه الأداة سعة البطارية، مقيسةً بالملي أمبير ساعة (mAh)، اللازمة لتشغيل جهاز ما طوال المدة التي ترغب بها. وبفضل احتسابها لعامل الكفاءة (أو نسبة السعة القابلة للاستخدام)، تمنحك هدفًا أكثر واقعيةً من مجرد عملية ضرب بسيطة، فتساعدك على تجنّب اختيار بطارية أصغر من اللازم تنفد شحنتها قبل الأوان.
كيفية الاستخدام
أدخل متوسط التيار الذي يسحبه جهازك بالملي أمبير (mA)، وعدد الساعات التي تريد تشغيله خلالها، وعامل كفاءة يتراوح بين 0 و1. يأخذ عامل الكفاءة بعين الاعتبار الفواقد الناتجة عن المحوّلات، والتفريغ الذاتي، ودرجة الحرارة، وحقيقة أنك نادرًا ما ترغب في تفريغ الخلية حتى 0٪. والقيم الشائعة هي 0.8–0.9 لتوفير هامش أمان جيد. وتعطيك الحاسبة السعة المطلوبة بوحدتي mAh وAh.
شرح المعادلة
العلاقة الأساسية هي $$\text{Capacity (mAh)} = \frac{\text{Load Current (mA)} \times \text{Runtime (h)}}{\text{Efficiency}}$$. فحاصل ضرب تيار الحِمل في مدة التشغيل يعطي طلب الشحنة الخام بالملي أمبير ساعة؛ والقسمة على الكفاءة ترفع هذا الرقم بحيث يظل الجزء القابل للاستخدام من البطارية كافيًا لتحقيق مدة التشغيل المطلوبة. أما قسمة الناتج على 1000 فتحوّل الملي أمبير ساعة (mAh) إلى أمبير ساعة (Ah).
مثال محلول
لنفترض أن جهازًا يسحب 500 ملي أمبير ويجب أن يعمل لمدة 10 ساعات بكفاءة 0.85. الطلب الخام = \(500 \times 10 = 5{,}000 \text{ mAh}\). وبالقسمة على 0.85 نحصل على $$\frac{5{,}000}{0.85} \approx 5{,}882.35 \text{ mAh}$$ أي نحو 5.88 Ah. لذا ستختار بطارية بقدرة تقارب 6,000 mAh أو أكثر.
اختيار وتحديد حجم البطارية
بمجرد أن تعطيك الآلة الحاسبة السعة المستهدفة، حول هذا الرقم الخام إلى خيار بطارية واقعي من خلال هذه الخطوات:
- قرّب لأعلى إلى حجم العبوة القياسي التالي. تأتي الخلايا والعبوات بسعات ثابتة (على سبيل المثال، خلايا 18650 الفردية حول 2000–3500 mAh، أو عبوات LiPo الكيسية بـ 500، 1000، 2000 mAh، وما إلى ذلك). اختر دائماً الحجم الأكبر من متطلبك المحسوب بدلاً من أقرب حجم أصغر.
- أضف مساحة 20–30%. تنخفض السعة القابلة للاستخدام على مدار حياة البطارية وتنخفض بشكل حاد في درجات الحرارة المنخفضة، ونادراً ما تريد تفريغ الخلية إلى 0%. بضرب السعة المحسوبة بحوالي 1.2–1.3 ستحصل على هامش أمان عملي. بالنسبة للمثال 1129 mAh أعلاه، هذا يعني استهداف ما يقرب من 1350–1470 mAh.
- تحقق من تصنيف التفريغ C مقابل تيارك الذروة. التيار المتوسط يحدد السعة، لكن البطارية يجب أن تسلم أيضاً قمم قصيرة (بث الراديو، بدء تشغيل المحرك). توفر الخلية بتصنيف 1C عند 1000 mAh حوالي 1 A بشكل مستمر؛ إذا تجاوزت قممك ذلك، اختر تصنيف C أعلى أو عبوة أكبر حتى لا ينخفض الجهد ويؤدي إلى إعادة تعيين انقطاع الكهرباء.
- قارن الطاقة بالواط-ساعات عند اختلاف الفولتية. الميليامبير-ساعة تُقارن بعدالة فقط بنفس الجهد. لمقارنة خلية 3.7 V مقابل عبوة 7.4 V، حول إلى واط-ساعات: خلية 2000 mAh، 3.7 V تخزن 7.4 Wh. تتيح لك الواط-ساعات موازنة الحجم والوزن والتكلفة عبر التركيبات الكيميائية والفولتيات على قدم المساواة.
- انتبه للتركيب الكيميائي والحد الأدنى. لثيوم أيون/LiPo وNiMH والقلوية جهود اسمية مختلفة وعمق تفريغ قابل للاستخدام. ادمج حد عمق التفريغ في عامل الكفاءة بدلاً من افتراض أنك تستطيع استخدام 100% من السعة المطبوعة.
إذا تم تحديد الحمل الخاص بك بالواط بدلاً من الميليامبير، حدد حجم العبوة من الطاقة بدلاً من ذلك، ثم قم بالتحويل. هذا توجيه هندسي عام لأغراض التقدير، وليس شهادة أمان — اتبع تصنيفات الورقة التقنية للمصنع واستخدم دائرة حماية مناسبة وشاحن لتركيبة البطارية الخاصة بك.
الأسئلة الشائعة
ما الكفاءة التي ينبغي أن أستخدمها؟ للدوائر البسيطة الموصولة بالبطارية مباشرةً استخدم 0.9–0.95؛ أما التصاميم التي تحتوي على منظّمات جهد أو تعمل في ظروف باردة فالأكثر أمانًا لها 0.7–0.85.
هل تأخذ هذه الحاسبة الجهد بالحسبان؟ لا — فالملي أمبير ساعة (mAh) قيمة شحنة عند جهد اسمي واحد. وإذا غيّرت جهد البطارية، فقارِن أيضًا بالواط ساعة (\(\text{Wh} = \text{Ah} \times \text{الجهد}\)).
لماذا نقسم على الكفاءة بدلًا من الضرب فيها؟ لأنك تحتاج إلى شحنة مخزّنة إضافية لتعويض الفواقد، ومن ثَمّ تكون السعة المطلوبة أكبر من الطلب الخام — ولهذا نلجأ إلى القسمة.
