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輸入計算

數學公式

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結果

預估電池續航時間
11.33
小時
約略時間 11 h 20 min
換算天數 0.47 days

什麼是電池續航計算機?

這個工具可以估算一顆電池能讓裝置運作多久。計算時會用到電池的標示容量(單位為毫安時,mAh)、裝置平均消耗的電流(單位為毫安,mA),以及一個效率係數。效率係數用來反映現實中的各種損耗,例如電壓轉換、發熱,以及電池實際上很少能完整釋放標稱容量等情況。

電池為裝置供電,時鐘顯示運行時間
電池容量除以負載電流即得運行時間。

使用方式

請輸入電池容量(通常印在電芯上或可查閱規格書)、裝置的平均負載電流,以及效率百分比。如果不確定效率該填多少,實務上以 80~90% 當作預設值相當合理;若想計算理論上的最佳情況,則可填 100%。計算結果會顯示以小時表示的續航時間、換算成「小時+分鐘」的直覺呈現,以及相當於多少天。

公式說明

核心關係為 續航時間(小時)=(容量 × 效率)÷ 負載電流

$$\text{續航時間(小時)} = \frac{\text{容量(mAh)} \times \dfrac{\text{效率(\%)}}{100}}{\text{負載(mA)}}$$

由於容量以 mAh 為單位、負載以 mA 為單位,兩者的「毫安」會互相抵消,剩下的單位正好是「小時」。效率項(以百分比輸入後換算成小數)則會將可用容量縮減到較貼近現實的數值。

容量乘以效率除以負載等於運行小時數的示意圖
運行時間公式:容量乘以效率,再除以負載電流。

實際範例

一顆 2000 mAh 的電池,為一個耗電 150 mA 的裝置供電,效率設為 85%:

$$(2000 \times 0.85) \div 150 = 1700 \div 150 \approx 11.33 \text{ 小時}$$

約等於 11 小時 20 分鐘,也就是大約 0.47 天。

典型電池容量及設備負載

要估計運行時間,您需要兩個數字:電池容量(以 mAh 計)和設備負載電流(以 mA 計)。下表列出了常見的實際值,您可以直接代入計算機。請注意,容量額定值是基於特定的放電速率和電壓,所以應將其視為額定數值。

常見的電池容量

電池類型 額定電壓 典型容量 (mAh)
AAA(鹼性 / 鎳氫) 1.5 / 1.2 V ~1000
AA(鹼性 / 鎳氫) 1.5 / 1.2 V ~2000–3000
18650 鋰離子電池 3.7 V ~2500–3500
智慧型手機電池 3.7–3.85 V ~3000–5000
USB 行動電源 3.7 V(電芯額定值) ~10000–20000

典型設備負載電流

設備 / 元件 典型負載 (mA)
單個指示 LED ~20
低功率微控制器(例如 AVR/ARM) ~5–50
GPS 接收器模組 ~50
ESP32(Wi-Fi 活躍) ~150–250
智慧型手機(螢幕關閉 / 待機) ~10–50
智慧型手機(螢幕開啟 / 主動使用) ~300–800

例如,配備 3000 mAh AA 電池、穩定 20 mA LED 負載、90% 效率的設備可以運行135 小時

選擇現實的效率因子

效率因子說明了無法到達您的負載的能量 — 轉換損耗、內部電阻、自放電,以及您很少將電芯完全放電的事實。選擇現實的數值會使您的運行時間估計更加準確。使用下面的指南。

效率 適用情況 損耗原因
100% 僅理論上限 忽略所有現實損耗;用於快速最好情況計算
90–95% 直接使用電池,低/中等電流 輕微的內部電阻和線路損耗;電池以其本機電壓向負載供電
80–90% 具有穩壓器或 DC-DC 轉換器 轉換損耗(LDO 將電壓降作為熱量;開關型調節器效率約 85–95%)
70–80% 高放電速率或低溫 普克特效應在高電流下降低可用容量;化學反應在低溫下減速;電壓在截止前下降

對於在室溫下通過穩壓器運行的大多數電池供電電子產品,85% 是一個合理的預設值。對於驅動 USB 設備的行動電源(升壓轉換至 5 V 加上線纜損耗會累積)或任何在冬季戶外運行的專案,下調至 75%。對於直接由電芯供電、具有輕微穩定負載的電路,保留 90–95%。

常見問題

為什麼要加入效率係數?沒有任何電池能釋放出完整的標稱容量。溫度、放電速率與轉換損耗都會減少可用能量,因此填入 80~90% 的係數,能得到更貼近實際的估算結果。

如果裝置的電流會變動怎麼辦?請使用一個典型運作週期內的平均電流。對於大部分時間都處於休眠狀態的裝置,可依照運作與待機各自所佔的時間長度加權,計算出平均電流。

可以改用瓦時(Wh)嗎?本計算機以 mAh 與 mA 運算。如果你手邊只有瓦時數值,可先把瓦時除以電池電壓、再乘以 1000,即可換算成 mAh。

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