¿Qué es la calculadora de duración de batería?
Esta calculadora estima cuánto tiempo podrá una batería alimentar un dispositivo a partir de tres datos: la capacidad de la batería en miliamperios-hora (mAh), el consumo medio de corriente del dispositivo en miliamperios (mA) y un factor de eficiencia que tiene en cuenta las pérdidas reales. Resulta muy útil para dimensionar packs de baterías de sensores IoT, linternas, drones, baterías externas (power banks) y proyectos de electrónica casera.
Cómo usarla
Introduce la capacidad de la batería (suele estar impresa en las celdas y los packs, por ejemplo 2000 mAh), el consumo del dispositivo en mA y un porcentaje de eficiencia. Usa el 100 % para obtener el máximo teórico, aunque un 80–90 % es más realista debido a las pérdidas por conversión de tensión, el calor y al hecho de que las baterías casi nunca entregan toda su capacidad nominal. El resultado muestra la autonomía en horas, junto con un desglose claro en horas y minutos.
La fórmula explicada
La autonomía se calcula como $$\text{Runtime (h)} = \frac{\text{Capacity (mAh)}}{\text{Load (mA)}} \times \frac{\text{Efficiency (\%)}}{100}$$. Como la capacidad está en miliamperios-hora y el consumo en miliamperios, al dividirlos se obtienen directamente las horas. El término de eficiencia (que se introduce como porcentaje y se convierte en fracción) reduce el resultado ideal hasta una estimación práctica.
Ejemplo resuelto
Una batería de 2000 mAh alimenta un dispositivo que consume 100 mA con un 85 % de eficiencia: $$(2000 \div 100) \times 0{,}85 = 20 \times 0{,}85 = \textbf{17 horas}.$$ Es decir, unas 17 h 0 min, o 1020 minutos de autonomía en total.
Tiempo de ejecución en escenarios comunes
La tabla a continuación muestra el tiempo de ejecución estimado para tres capacidades (1000, 2000 y 5000 mAh) contra tres cargas (10, 100 y 500 mA), todas con una eficiencia realista del 85%. La eficiencia representa pérdidas como conversión de voltaje, auto-descarga y el hecho de que la capacidad utilizable es inferior a la cifra nominal. La fórmula del tiempo de ejecución es:
$$\text{Tiempo de ejecución (h)} = \frac{\text{Capacidad (mAh)}}{\text{Carga (mA)}} \times \frac{85}{100}$$| Capacidad (mAh) | Carga (mA) | Tiempo de ejecución (horas) | Tiempo de ejecución (h:min) |
|---|---|---|---|
| 1000 | 10 | 85,0 | 85 h 00 min |
| 1000 | 100 | 8,5 | 8 h 30 min |
| 1000 | 500 | 1,7 | 1 h 42 min |
| 2000 | 10 | 170,0 | 170 h 00 min |
| 2000 | 100 | 17,0 | 17 h 00 min |
| 2000 | 500 | 3,4 | 3 h 24 min |
| 5000 | 10 | 425,0 | 425 h 00 min |
| 5000 | 100 | 42,5 | 42 h 30 min |
| 5000 | 500 | 8,5 | 8 h 30 min |
Observe que el tiempo de ejecución escala directamente con la capacidad e inversamente con la carga: duplicar la capacidad duplica el tiempo de ejecución, mientras que aumentar la carga diez veces reduce el tiempo de ejecución a una décima parte. Las cargas altas en relación con la capacidad también pueden reducir la eficiencia por debajo del 85% debido a una mayor caída de voltaje interno.
Conversiones de mAh, Wh e intensidad de corriente
mAh mide carga, no energía. Para comparar baterías a diferentes voltajes, convierte a vatios-hora (Wh). Las relaciones clave son:
$$1\ \text{A} = 1000\ \text{mA} \qquad \text{Wh} = \frac{\text{mAh} \times \text{Voltaje}}{1000} \qquad \text{mAh} = \frac{\text{Wh} \times 1000}{\text{Voltaje}}$$Amperios a miliamperios
| Amperios (A) | Miliamperios (mA) |
|---|---|
| 0,01 | 10 |
| 0,1 | 100 |
| 0,5 | 500 |
| 1 | 1000 |
| 2 | 2000 |
mAh a Wh en voltajes comunes
| Capacidad (mAh) | Voltaje | Energía (Wh) |
|---|---|---|
| 2000 | 3,7 V | 7,4 |
| 2000 | 5 V | 10,0 |
| 2000 | 12 V | 24,0 |
| 3000 | 3,7 V | 11,1 |
| 5000 | 3,7 V | 18,5 |
| 10000 | 3,7 V | 37,0 |
Ejemplo de conversiones de capacidad
Una celda 18650 típica con clasificación de 3000 mAh y 3,7 V almacena aproximadamente 11,1 Wh de energía. Los mismos 11,1 Wh expresados a 5 V (una salida USB) corresponden a 2220 mAh, razón por la cual un banco de energía de 10000 mAh entrega notablemente menos de 10000 mAh en su puerto USB de 5 V una vez que se tiene en cuenta la elevación de voltaje y las pérdidas de conversión.
Preguntas frecuentes
¿Por qué incluir un factor de eficiencia? Las baterías reales pierden energía por la resistencia interna, los reguladores de tensión y la temperatura, así que la autonomía real suele ser del 80–90 % del valor teórico.
¿Y si mi dispositivo se mide en amperios y no en miliamperios? Multiplica los amperios por 1000 para convertirlos a mA antes de introducir el consumo (\(1\,\text{A} = 1000\,\text{mA}\)).
¿Tiene en cuenta las diferencias de tensión? No. Las estimaciones basadas en mAh dan por hecho que el dispositivo y la batería comparten una tensión compatible. Para dimensionar entre tensiones distintas, conviene convertir la capacidad a vatios-hora (Wh).
