什麼是安培小時計算器?
這個工具能將電池以瓦時(Wh)標示的能量,換算成以安培小時(Ah)表示的容量。安培小時代表電池能在一段時間內輸出多少電荷量,而瓦時則代表電池儲存的總能量。由於能量同時取決於電荷量與電壓,因此你必須知道電池的電壓,才能在兩者之間進行換算。本計算器適用於各種電池類型——無論是鋰離子、鉛酸、磷酸鋰鐵(LiFePO4)、鎳氫(NiMH)電池等都通用。
使用方式
先輸入電池的能量瓦時(Wh),這個數值通常會印在標籤上(例如 500 Wh)。接著輸入電池或電池組的標稱電壓(常見的有單顆鋰離子電芯的 3.7 V、鉛酸電池的 12 V,或電動自行車電池組的 48 V)。計算器會回傳以安培小時表示的容量,並同時提供毫安培小時,方便用於較小的電芯。
公式解析
核心關係式為 $$\text{Ah} = \frac{\text{Wh}}{\text{V}}$$。能量(Wh)等於電荷量(Ah)乘以電壓(V),因此移項後即可得到:電荷量等於能量除以電壓。若想將結果換算成毫安培小時,只要把安培小時乘以 1000 即可。
實際範例
假設一台行動電源額定為 500 Wh,工作電壓為 12 V,則容量 $$= 500 \div 12 = 41.67 \text{ Ah}$$,也就是 41,666.67 mAh。而一顆 18.5 Wh、3.7 V 的手機電池,容量則為 \(5\text{ Ah}\)(5000 mAh)。
按電池類型分類的常見電池電壓
在 \(\text{Ah} = \frac{\text{Wh}}{\text{V}}\) 中你除以的電壓應該是電池的額定電壓——它在典型放電期間保持的平均電壓,而不是完全充電時的峰值。下表列出最常見電池單體和電池組的額定電壓。
| 電池類型 | 額定電壓 | 備註 |
|---|---|---|
| 鎳氫 / 鎳鎘電池單體 | 1.2 V | 可充電 AA/AAA;鹼性一次性電池約 1.5 V |
| 磷酸鐵鋰 (LFP) 電池單體 | 3.2 V | 長循環鋰化學;4 個電池單體 ≈ 12.8 V 電池組 |
| 鋰離子 / 鋰聚合物電池單體(例如 18650) | 3.7 V | 範圍約 3.0 V(放空)至 4.2 V(滿電) |
| 9 V 電池 | 9 V | 常見的煙霧偵測器 / 萬用表電池 |
| 鉛酸(汽車 / SLA) | 12 V | 6 個電池單體 × 2 V;滿電時約 12.6–12.8 V |
| 磷酸鐵鋰「12 V」電池組 | 12.8 V | 4 個 LFP 電池單體串聯 |
| 電動自行車 / 滑板車電池組 | 24 V | 常標記為下方 36 V 或 48 V 的變體 |
| 電動自行車電池組 | 36 V | 10 個鋰離子電池單體串聯 |
| 電動自行車 / 輕型電動車電池組 | 48 V | 13 個鋰離子電池單體串聯 |
重要術語說明
- 瓦時 (Wh)
- 能量單位,等於一瓦電功率持續一小時。它既捕捉電池保持多少電荷,也捕捉其電壓:\(\text{Wh} = \text{V} \times \text{Ah}\)。
- 安培小時 (Ah)
- 電荷容量單位——電池在一小時內可以輸送的電流(安培)。一安培小時等於 3600 庫侖。它取決於電壓,因此在不同電壓的電池之間不能直接比較。
- 毫安培小時 (mAh)
- 安培小時的千分之一(\(1\ \text{Ah} = 1000\ \text{mAh}\))。用於手機和行動電源等小型電池單體。4000 mAh 手機電池等於 4 Ah。
- 額定電壓 (V)
- 電池在放電期間的平均額定電壓,用於容量和能量計算。實際電壓在滿電時高於此值,在接近放空時低於此值。
- 電荷
- 電池儲存的電量,以安培小時或庫侖測量(1 Ah = 3600 C)。這就是 Ah 和 mAh 額定值所描述的。
- 能量
- 做功的容量,以瓦時測量。能量結合了電荷和電壓(\(\text{Wh} = \text{Ah} \times \text{V}\)),使 Wh 成為比較不同電壓電池的最公平方式。
常見問題
我該使用哪個電壓?請使用電池的標稱(平均)電壓,而非充飽電時的峰值電壓,這樣算出來的容量數值才最貼近實際。
為什麼相同的 Wh 會算出不同的 Ah?電壓越高,相同能量下對應的安培小時就越少。在相同的能量下,48 V 電池組每安培小時所儲存的能量,遠多於 12 V 電池組。
電池的化學類型會影響結果嗎?不會——計算純粹是 \(\text{Wh} \div \text{V}\)。化學類型之所以有關係,只是因為它決定了你要輸入的標稱電壓。