Энергию для работы мобильные устройства получают от аккумулятора. Его основная характеристика — электрическая емкость. Измеряется она ампер-часами (обозначается А·ч, Ah). Её значение, например, 55 А·ч в маркировке аккумулятора характеризует время, в течение которого АКБ обеспечит электропитание автономного устройства. Правда, надо уточнить — как оно будет зависеть от уровня потребления энергии самим прибором.
Терминология, понятия, определения
По ГОСТ Р 53165-2008 понятие ёмкости аккумулятора означает “количество электричества, А·ч, которое заряженная батарея может отдать в заданных условиях”. Это определение кажется общим и неконкретным, а вот понятие номинальной 20-часовой ёмкости, обозначаемое, как С20, позволяет лучше понять, о чём идёт речь.
ВАЖНО — не стоит разряжать АКБ до напряжения менее 10,5 В. В этом случае возможно её повреждение или как минимум сокращение числа возможных циклов заряд-разряд.
ГОСТ характеризует C20 как “количество электричества, А·ч, которое отдаёт заряженная батарея при 20-часовом разряде номинальным током при заданных условиях”. Считается, что АКБ не стоит разряжать ниже 10,5 В. Исходя из приведённого значения напряжения, аккумулятор, показанный на фото выше (55 А·ч), способен обеспечивать в течение 20 часов выдачу тока 2,75 А, и при этом напряжение батареи не опускается ниже 10,5 В (55 А·ч : 20 ч = 2,75 А).
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Интересным может быть такое понятие: номинальная резервная ёмкость — Cρ. По ГОСТу, это “расчётное время разряда (в мин.), в течение которого батарея может давать разрядный ток 25 А до конечного напряжения 10,5 В”. А также понятие — фактическая резервная ёмкость, Cρф — “получившееся время разряда для сравнения с номинальным”.
Всё вышесказанное относится в первую очередь к автомобильным свинцово-кислотным аккумуляторам, используемым в качестве стартерных АКБ или источников аварийного питания. В электронной технике чаще используются литий-ионные аккумуляторы, у них свои особенности, но понятие электрической ёмкости распространяется и на них.
Как перевести миллиампер-часы в ампер-часы или ватт-часы
По сути дела, АКБ выступает источником энергии, а её мощность измеряется в ваттах. Мощность определяется произведением тока на напряжение, т. е. P = I × U. Для нашего аккумулятора (55 А·ч) легко узнать, сколько ватт можно от него получить. Исходя из приведённой формулы данных, указанных на маркировке, результат будет равен: 55 А·ч·12 В = 660 Вт·ч.
Можно рассчитать энергию в джоулях. Перевод выполняется на основании соотношения 1 Вт = 3600 Дж/ч. Таким образом, запасённая энергия будет равна 3600 × 660 = 2376000 Дж или 2,376 МДж.
Ампер-часы как единица измерения — большая величина. Она лучше подходит для мощных потребителей (например, автомобилей, тракторов, прочих аналогичных изделий. Для менее энергоёмких — мобильных или автономных устройств — часто пользуются производными единицами измерения, например, миллиампер-часами (1 ампер = 1000 миллиампер).
Их обозначают: миллиампер·час, или сокращённо — мА·ч. Перевод единиц измерения сделать просто, для этого используется приведённое выше соотношение между ампером и миллиампером. Если ёмкость батареи для телефона равна 1500 mAh, значит, она будет равна 1,5 А·ч (1500 mAh : 1000 = 1,5 А·ч).
Что такое мАч? А почему средняя буква заглавная?
Да, написание mAh выглядит немного странно, почему? Буква A пишется с заглавной буквы, потому что в Международной системе единиц «ампер» всегда обозначается заглавной буквой A. Термин «мАч» — это сокращение от «миллиампер-час», и это способ обозначить электрическую емкость небольших батарей. С более крупными батареями, такими как автомобильные, обычно используются ампер-часы или Ач. 1 Ач = 1000 мАч.
мАч рассчитывается путем умножения количества времени, в течение которого работает батарея, на амперы разрядного тока. Это может показаться сложным, но на самом деле это не так. Если у вас есть аккумулятор, и вы не знаете его емкость, все, что нужно сделать, это подключить его, чтобы обеспечить разряд 1000 мА и засечь время. Если батареи хватит на час, значит, у вас аккумулятор емкостью 1000 мАч. Если ее хватит на 7 с половиной часов, значит, у вас аккумулятор на 7500 мАч.
Время автономной работы обратно пропорционально тому, насколько вы разочарованы смартфоном. Больше всего жалоб, которые мы слышим о смартфоне или планшете, в том, что батарея умирает посреди дня. Если вы хотите получить положительные впечатления от телефона, размер мАч — одна из первых цифр, на которую вы должны обратить внимание.
Если аккумулятор моего смартфона быстро разряжается, почему я не могу заменить его на новый?
Да, вы, должно быть, вспоминаете былые дни 2010 года. Сейчас гораздо сложнее найти Android-устройство со сменным аккумулятором. В настоящее время большинство производителей делают батареи несъемными.
Подожди, почему?
Проблема с которой мы сталкнулись — это что-то вроде гонки вооружений. Литий-ионные аккумуляторы действительно были в центре внимания в начале девяностых. С тех пор технический прогресс увеличил плотность емкости этих батарей в три раза. Впечатляет, правда? Размер современной батареи составляет лишь треть от своего двойника девяностых годов.
Да, это было бы довольно круто … за исключением того, что количество транзисторов процессора увеличилось более чем в 1000 раз за тот же период времени. Это означает, что ваш телефон будущего, который может запускать технологию виртуальной реальности и отображать богатую трехмерную графику на великолепном экране, эффективно работает от батареи, которая все еще тусуется, как в 1999 году. Вычислительная мощность настолько превзошла мощность батареи, что производители приходится делать все возможное, чтобы снабдить смартфон как можно большей батареей — просто для того, чтобы смартфон мог продержаться сутки. Другая проблема заключается в том, что люди хотят смартфоны все тоньше и тоньше, а батареи занимают много места.
Поставьте себя на место производителя. Если сделать батарею сменной, ее нужно будет заключить в относительно громоздкий защитный футляр, чтобы обезопасить пользователей. Этот чехол не увеличивает емкость устройства, но занимает место. А пространство внутри современных смартфонов очень дорогое. Вот почему производители все больше склоняются к тому, чтобы делать смартфоны с несъёмными аккумуляторами.
Будет ли лучше?
Мы можем мечтать. Прямо сейчас технологии, отвечающие за более быструю передачу данных, молниеносную производительность, более детальное видео, более тяжелые игры и более яркие экраны, все движутся со скоростью закона Мура. Мы просто не видим таких же достижений в отношении литий-ионных аккумуляторов.
Одни ученые ищут различные материалы, которые можно было бы использовать для полной замены литий-ионных батарей, а другие инновации неожиданно делают старые аккумуляторные технологии более компактными.
Например, одна из новых творческих технологий представляет литий-имидный электролит, который предотвращает образование плавиковой кислоты. Это не только продлевает срок службы батареи и вырабатывает меньше тепла, но и уменьшает разбухание батареи.
Ах да, аккумуляторы раздуваются в течение всего срока службы, а это означает, что производители смартфонов должны создавать полости внутри своих устройств, чтобы обеспечить такое расширение. Как упоминалось ранее, пространство в дефиците, поэтому, если вы можете сделать аккумулятор, который меньше разбухает, эти драгоценные миллиметры можно потратить на увеличение емкости аккумулятора.
Думаю, ответ здесь — нет, лучше не будет. По крайней мере, в ближайшее время, если только не произойдет массовый прорыв. Если вы активный пользователь смартфона, возможно, стоит купить более громоздкое устройство с большей емкостью мАч, чем наброситься на последний, тонкий, как бритва, флагман.
Почему используются ампер-часы
Подобная маркировка позволяет легко определить, сколько времени батарея сможет отдавать нужный ток. Для этого достаточно разделить приведённые на маркировке данные об ампер-часах на требуемый ток. Например, от заряженной и исправной АКБ ёмкостью 55 А·ч ток 5,5 А можно получать 10 часов (расчёт прост: 55 А·ч : 5,5 А = 10 ч).
Конечно, оценка приблизительная и не означает, что полученный результат будет соответствовать прогнозам. Дело в том, что при периодической работе АКБ (когда она то подключена, то нет к нагрузке), когда она не отдаёт энергию, её ёмкость несколько восстанавливается. Кроме того, если ток превышает допустимый, то батарея может просто выйти из строя.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
ВАЖНО. Ёмкость АКБ — величина непостоянная, зависит от условий эксплуатации, особенностей конструкции, её технического состояния. Поэтому требуется постоянно контролировать уровень заряда батареи.
Подбираем технику CARKU по техническим характеристикам
Опираясь на приведенную информацию, вы можете выбирать технику CARKU, ориентируясь на мощность наиболее часто используемых гаджетов. К примеру, если вы планируете подключать к прибору ноутбук ASUS N73S, имеющий литий-полимерный аккумулятор с емкостью 4 400 мАч – определите его мощность и сравните ее с характеристиками CARKU. Для этого: 1)переведите значение ёмкости из миллиампер-часов в ампер-часы – 4 400 мАч / 1000 = 4,4 Ач; 2)умножьте полученные ампер-часы на номинальное напряжение литий-полимерной батареи – 4,4 Ач х 3,7 В = 16,28 Втч.
Если вы решите купить Carku E-Power Elite, емкость которого 44,4 Вт.ч, то подключенный к полностью заряженному устройству ноутбук проработает 44,4 Втч / 16,28 Вт.ч = 2,7 часа. Модель Carku E-Power-37 с емкостью 55,5 Вт.ч обеспечит 55,5 Вт.ч / 16,28 Вт.ч = 3,4 часа беспрерывной эксплуатации.
Как определить реальные характеристики аккумулятора
Емкость АКБ за время эксплуатации может значительно меняться. Не касаясь вопросов конкретного применения батареи, легко оценить её реальное текущее состояние. Для этого используют два способа.
- Лабораторный. Предварительно заряженный аккумулятор разряжают продолжительное время малым током, фиксируя время, в течение которого проводится этот разряд. Ёмкость заряженной батареи будет равна произведению времени на силу тока. Сложность метода – в применении специального оборудования.
- Бытовой. Подход такой же, но при этом используется обычная лампа ближнего или дальнего света на 55 ватт, например, мощностью 55 Вт. Она обеспечивает ток 4,6 А. К предварительно заряженной батарее подключают лампочку и засекают время разряда. При этом желательно контролировать напряжение на выводах аккумулятора. Когда оно достигнет значения 10,5 В, разряд прекращают. Произведение времени разряда на ток (в нашем случае 4,6 А) даёт емкость АКБ. Так, если процесс занял 10 часов, то ёмкость аккумулятора будет равна 46 А·ч.
Использование лампочки для оценки состояния батареи не обеспечит той точности, что лабораторное оборудование, но позволит примерно определить текущие характеристики АКБ.
У компаний иногда нет возможности писать «Ач» вместо «мАч»
Производителями приняты спецификации обозначения ёмкости аккумулятора. Строились общие правила, исходя из традиционного расчёта ёмкости аккумуляторов в мА•ч для мобильных устройств и чаще всего в Вт•ч для ноутбуков (почему есть такие различия — мы говорили здесь).
Отклонения от общепринятых спецификаций чреваты убытками
Для сложного технического продукта любое отклонение от правил, стандартов и ограничений может обернуться проблемами на различных рынках сбыта в зависимости от законов конкретных стран.
Традиция обозначать мобильные батареи в мАч пошла со времён аккумуляторов для камер, распространённых типов AA и AAA, специальных элементов для игрушек, радио и так далее. Спецификация формировалась годами и практически не менялась.
В чем разница между батареей 100Ah и 200AH?
Никакой реальной разницы в работе между ячейкой 200AH
и пара ячеек 100AH, включенных параллельно. Вероятно, пара 100 Ач будет весить больше, чем элемент 200 Ач, и у вас будет больше проблем с межсоединениями батарей. С другой стороны, вы могли бы приспособить парные ячейки 100AH лучше, чем более крупные ячейки 200AH.
Интересные материалы:
Вредно ли играть в игры для телефона? Вредно ли излучение от телефонов? Вредно ли пользоваться телефоном во время зарядки? Всем ли гарнитурам VR нужен телефон? Вы бы умерли, если бы уронили телефон в ванну? Вы держите телефон левой рукой? Вы должны вернуть свой старый телефон при обновлении? Вы можете арендовать смартфон? Вы можете определить мой номер телефона? Вы можете отправить Зелле по номеру телефона?
