Что такое калькулятор ампер-часов?
Этот инструмент переводит энергию аккумулятора в ватт-часах (Вт·ч) в его ёмкость в ампер-часах (А·ч). Ампер-часы показывают, какой заряд батарея способна отдать за определённое время, а ватт-часы — общий запас накопленной энергии. Поскольку энергия зависит и от заряда, и от напряжения, для перевода одной величины в другую нужно знать напряжение аккумулятора. Калькулятор универсален и подходит для любой химии элементов — литий-ионных, свинцово-кислотных, LiFePO4, никель-металлогидридных и других.
Как пользоваться
Введите энергию аккумулятора в ватт-часах (обычно она указана на этикетке, например 500 Вт·ч). Затем укажите номинальное напряжение батареи или сборки (как правило, 3,7 В для одиночного литий-ионного элемента, 12 В для свинцово-кислотной батареи или 48 В для аккумулятора электровелосипеда). Калькулятор выдаст ёмкость в ампер-часах, а для небольших элементов — ещё и в миллиампер-часах.
Формула простыми словами
Основное соотношение выглядит так: $${\text{А}\cdot\text{ч}} = \frac{ {\text{Вт}\cdot\text{ч}}}{\text{В}}$$ Энергия (Вт·ч) равна заряду (А·ч), умноженному на напряжение (В), поэтому, преобразовав формулу, получаем заряд как энергию, делённую на напряжение. Чтобы выразить результат в миллиампер-часах, достаточно умножить ампер-часы на 1000.
Разбор примера
Допустим, портативная электростанция рассчитана на 500 Вт·ч и работает при напряжении 12 В. Ёмкость = \(500 \div 12 = \mathbf{41{,}67}\) А·ч, или 41 666,67 мА·ч. А батарея телефона на 18,5 Вт·ч при 3,7 В даст 5 А·ч (5000 мА·ч).
Частые вопросы
Какое напряжение указывать? Используйте номинальное (среднее) напряжение аккумулятора, а не пиковое значение при полном заряде — так результат по ёмкости будет наиболее реалистичным.
Почему при одинаковых Вт·ч получаются разные А·ч? Чем выше напряжение, тем меньше ампер-часов приходится на ту же энергию. Сборка на 48 В хранит гораздо больше энергии на каждый ампер-час, чем батарея на 12 В.
Влияет ли химия аккумулятора на расчёт? Нет — математика сводится исключительно к Вт·ч ÷ В. Химия важна только потому, что от неё зависит номинальное напряжение, которое вы вводите.
Типичные напряжения батарей по типам
Напряжение, на которое вы делите в формуле \(\text{Ач} = \frac{\text{Вт⋅ч}}{\text{В}}\), должно быть номинальным напряжением батареи — средним напряжением, которое она держит при типичном разряде, а не пиком при полной зарядке. В таблице ниже указаны номинальные напряжения для наиболее распространённых элементов и сборок.
| Тип батареи | Номинальное напряжение | Примечания |
|---|---|---|
| Элемент NiMH / NiCd | 1,2 В | Перезаряжаемые AA/AAA; щелочные одноразовые ~1,5 В |
| Элемент LiFePO4 (LFP) | 3,2 В | Литиевая химия с долгим циклом; 4 элемента ≈ 12,8 В сборка |
| Элемент Li-ion / Li-po (например 18650) | 3,7 В | Диапазон ~3,0 В (пусто) до 4,2 В (полно) |
| Батарея 9 В | 9 В | Обычная батарея для дымоулавливателя / мультиметра |
| Свинцово-кислотная (автомобильная / SLA) | 12 В | 6 элементов × 2 В; ~12,6–12,8 В при полной зарядке |
| LiFePO4 сборка "12 В" | 12,8 В | 4 элемента LFP последовательно |
| Сборка электровелосипеда / самоката | 24 В | Часто обозначается как варианты 36 В или 48 В ниже |
| Сборка электровелосипеда | 36 В | 10 элементов Li-ion последовательно |
| Сборка электровелосипеда / лёгкого электромобиля | 48 В | 13 элементов Li-ion последовательно |
Объяснение ключевых терминов
- Ватт-час (Вт⋅ч)
- Единица энергии, равная мощности в один ватт, поддерживаемой в течение одного часа. Она отражает как много заряда хранит батарея и при каком напряжении: \(\text{Вт⋅ч} = \text{В} \times \text{Ач}\).
- Ампер-час (Ач)
- Единица ёмкости электрического заряда — ток в амперах, который батарея может отдать в течение одного часа. Один ампер-час равен 3600 кулонам. Это зависит от напряжения, поэтому напрямую не сравнивается между батареями разного напряжения.
- Миллиампер-час (мАч)
- Одна тысячная ампер-часа (\(1\ \text{Ач} = 1000\ \text{мАч}\)). Используется для малых элементов, таких как телефоны и портативные зарядные устройства. Батарея телефона ёмкостью 4000 мАч — это 4 Ач.
- Номинальное напряжение (В)
- Среднее номинальное напряжение батареи при разряде, используемое в расчётах ёмкости и энергии. Фактическое напряжение колеблется выше при полной зарядке и ниже при почти полном разряде.
- Заряд
- Количество электричества, которое хранит батарея, измеряемое в ампер-часах или кулонах (1 Ач = 3600 Кл). Это то, что описывают рейтинги Ач и мАч.
- Энергия
- Способность совершать работу, измеряемая в ватт-часах. Энергия объединяет заряд и напряжение (\(\text{Вт⋅ч} = \text{Ач} \times \text{В}\)), делая Вт⋅ч наиболее справедливым способом сравнения батарей разного напряжения.
