O mAh mede quanto tempo a bateria duraria?

Eu sei que o mAh diz quanto miliamperes uma bateria pode fornecer em uma hora. Mas isso também indica quantas horas a bateria duraria? Desculpe, mas eu realmente não entendo. Se estamos falando de um tanque de água, para minha impressão, o mAh é do tamanho da torneira e não da quantidade de água existente no tanque. Estou realmente confuso sobre o motivo pelo qual medimos a capacidade da bateria em mAh se meu entendimento sobre isso está correto.

mAh (ou mA · h) não é quantos miliamperes uma bateria pode fornecer em uma hora. Isso seria mA / h. Corrente , medida em ampères , já é uma taxa de coisas. Especialmente, um ampère é um coulomb por segundo. Portanto, se a corrente é como a velocidade, então mA / h é como aceleração e mAh é como distância.

Pelo contrário, o mAh é uma unidade de carga . É o que você obtém quando multiplica a corrente pelo tempo. Ao multiplicar pelo tempo, a parte "por tempo" do ampère é cancelada e você volta a carregar.

Se um ampère é um coulomb por segundo, então:

e por análise dimensional :

Por exemplo, se você extrair 1 mA por 1 hora de uma bateria, utilizou 1 mA · 1 h = 1 mAh de carga. Se você desenhar 2 mA por 5 horas, você utilizou 2 mA · 5 h = 10 mAh.

Você pode aproximar quanto tempo uma bateria durará dividindo sua carga total (em mAh) pela sua corrente de carga nominal (em mA). Digamos que você tenha uma bateria de 1800 mAh e conecte-a a uma carga de 20 mA:

Esta é uma aproximação porque:

• A capacidade de carga (o número medido em mAh) é determinada medindo quanta carga pode ser removida da bateria antes que a tensão caia para algum nível selecionado arbitrariamente, onde a bateria é considerada "descarregada". Esse pode ou não ser o limite no qual seu circuito não funciona mais. Os fabricantes de baterias, que desejam fazer com que as baterias pareçam o melhor possível, geralmente selecionam uma tensão limite muito baixa.

• Supondo que você esteja considerando a carga disponível apenas até algum limite de tensão, a carga real disponível na bateria depende da temperatura e da taxa na qual você a descarrega. Temperaturas mais baixas retardam a reação química na bateria, dificultando a extração de carga. Taxas mais altas de descarga aumentam as perdas na bateria, diminuindo a tensão, atingindo o limite de tensão "descarregada" mais rapidamente.

• A diferença de potencial elétrico fornecida pelos produtos químicos na bateria é realmente constante; o que reduz a tensão é o esgotamento dos produtos químicos ao redor dos eletrodos e a degradação dos eletrodos e do eletrólito. É por isso que a tensão da bateria pode se recuperar após um período sem uso . Portanto, o ponto em que a tensão limite é atingida pode ser bastante complexo para determinar.

Se você puder encontrar uma boa folha de dados para sua bateria, ela poderá fornecer algumas dicas sobre os parâmetros sob os quais esses cálculos foram feitos.

Miliamperes-hora é uma medida da capacidade atual ao longo do tempo. É uma representação da quantidade total de carga que uma bateria possui. Se você usar a bateria para operar algo que não requer muita corrente, ela durará muito tempo.

Esteja ciente de que as baterias (células, na verdade) têm uma característica de depleção não linear. Mesmo que miliamperes-hora sejam uma quantidade finita de carga, você deve perceber que nem tudo será utilizável por uma determinada carga em uma determinada tensão e que o valor fornecido pelo fabricante geralmente é para o caso em que a célula está sendo alimentada algo com baixa demanda de corrente. Nessa situação, você recebe quase toda a energia disponível. No entanto, quando você alimenta algo que requer mais corrente, na verdade não obtém a capacidade total.

Edição técnica, de acordo com os comentários de Phil: Ao dizer "... você não terá a capacidade total". Quero dizer: "Você não terá a capacidade total com a mesma carga que requer uma certa tensão para operar". A voltagem da célula cairá e se tornará insuficiente para a carga, momento em que a carga ainda está na célula, mas não é necessariamente utilizável.

Considere a folha de dados das células Energizer AA . É fornecido um gráfico que mostra as várias capacidades de miliamperes-hora com várias cargas:

Se você ligar continuamente um dispositivo com 25 mA, a célula terá aproximadamente 2750 mAh. Se você dividir essa corrente na capacidade, 2750/25, obterá o número de horas que a bateria pode suportar: 110. Se a carga for 500mA, a capacidade utilizável da célula cairá para aproximadamente 1500 mAh e 1500/500 será apenas 3 horas.

Dispositivos como controles remotos não usam energia contínua. Eles passam a maior parte do tempo no estado inativo ou "inativo" e consomem energia somente quando você pressiona um botão. Nesses casos, as células continuarão viáveis ​​e alimentam o dispositivo por um período muito longo. O gráfico de capacidade em miliamperes-hora é baseado no uso, não no tempo ocioso.

Os efeitos ambientais e a física desgastam a química de uma célula, mesmo quando ela não está sendo usada. A folha de dados supõe que você esteja trabalhando com células novas e dentro de certas condições ambientais.

Como um guia muito rude, ele fornecerá uma figura do parque de bola para a corrente / tempo. Portanto, espera-se que uma bateria com capacidade de 100mAh ofereça 10hr @ 10mA ou 1Hr a 100mA. Na realidade, você ganha menos. Isso dependerá do tipo de bateria, idade, condição, temperatura etc.

Corrente é um vetor de carga ao longo do tempo através de uma carga, ou seja. É a taxa de coulombs por segundo. Então, para obter uma medida de carga, multiplicamos a taxa pelo tempo. Por exemplo, conseguimos uma maratona de uma hora. Se eu pudesse correr a 10 km / h por uma hora inteira, teria corrido 10 km. A velocidade em km / h já é referenciada como uma taxa ao longo do tempo, portanto é mais fácil trabalhar. Se tivéssemos uma unidade específica para medir a velocidade, digamos se:

1 Gonzales = 1 km / h

Então, minha classificação por ser capaz de sustentar uma velocidade de 10 km / h por uma hora seria 10 GH (Gonzales Hours).