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Was ist die Batteriekapazität und wovon hängt sie ab?

 

Betrachten Sie die Markierungen jeder modernen Batterie, ob Lithium-Ionen-Handy-Akku oder eine Blei-Säure-Batterie aus einer unterbrechungsfreien Stromversorgung - wir finden dort immer Informationen nicht nur über die Nennspannung einer bestimmten Stromquelle, sondern auch über deren elektrische Kapazität.

Typischerweise sind dies Zahlen wie: 2200 mAh (gelesen als 2200 Milliampere-Stunden), 4 Ah (4 Amperestunden) usw. Wie Sie sehen können, ist eine Nicht-System-Maßeinheit - Ah (Amperestunde) - „Ampere-“ Stunde ", aber nicht" Farad " wie für Kondensatoren. Und die Uhr hier erscheint nicht aus einem Grund, sondern aus dem Grund, dass eine normale Batterie im Gegensatz zu einem herkömmlichen Kondensator die Last buchstäblich stundenlang mit Strom versorgen kann.

Was ist die Batteriekapazität und wovon hängt sie ab?

Wenn Sie versuchen, ganz einfach zu erklären, dann die Batteriekapazität in Amperestunden Ist ein numerischer Ausdruck dafür, wie lange eine bestimmte Batterie eine Last mit einem bestimmten Stromverbrauch versorgen kann.

Wenn beispielsweise eine Batterie mit einer Nennspannung von 12 Volt bei einer Kapazität von 4 Ah vollständig aufgeladen ist, bedeutet dies, dass eine Last mit einem Verbrauchsstrom von 0,4 Ampere und einer Nennspannung von 12 Volt diese Batterie für 10 liefern kann Stunden, bis ein Zustand eintritt, in dem seine weitere Entladung für die Leistung gefährlich wird. Und durch eine Last mit einem Verbrauchsstrom von 1 Ampere wird derselbe Akku 4 Stunden lang entladen (theoretisch natürlich).

Natürlich gibt es für jede Batterie eine Grenze für den maximal zulässigen Entladestrom. Je höher der Entladestrom ist, desto geringer ist die Linearität der Entladungscharakteristik und desto schneller wird die Batterie im Vergleich zur geschätzten Zeit leer.

Batterieentladungseigenschaften

Die minimal zulässige Spannung, bis zu der die Batterie entladen werden kann, wird ebenfalls geregelt und in der Dokumentation für eine bestimmte Batterie immer angegeben, sowie die maximale sichere Spannung, über der das Laden der Batterie sehr unerwünscht ist.

Beispielsweise beträgt die maximal zulässige minimale Entladespannung, typisch für eine 3,7-Volt-Lithium-Ionen-Batterie, 2,75 Volt und die maximal 4,25 Volt. Wenn Sie eine Lithiumbatterie auf weniger als 2,75 Volt entladen, verliert die Batterie allmählich an Kapazität. Wenn Sie sie über alle Maßen aufladen, kann sie explodieren.

Bei einer 12-Volt-Blei-Säure-Batterie beträgt das extrem sichere Minimum 9,6 Volt, und das Maximum, auf das Sie aufladen können, beträgt 13 Volt usw.

Wie Sie sehen können, werden in der Kapazitätsinformation (in Amperestunden) Volt überhaupt nicht erwähnt. Wenn Sie in der Zwischenzeit die Stunden in Sekunden umrechnen und dann den Wert der Kapazität mit der Batteriespannung multiplizieren, erhalten wir den Wert der Ladungsenergie dieser Batterie in Joule:

Batterieladeenergie

Auf die eine oder andere Weise ist die Kapazität einer funktionierenden Batterie im aktuellen Moment praktisch unabhängig von der Spannung an ihren Anschlüssen. Wenn wir jedoch „Batterieladung“ sagen, meinen wir nicht die Kapazität, sondern nur die Spannung, auf die die Batterie jetzt aufgeladen wird. Wenn der Akku auf die Nennspannung aufgeladen ist, können Sie sich auf die Kapazität des Akkus in diesem Moment verlassen. Wenn der Akku entladen ist, spielt seine Kapazität keine Rolle.

Batteriekapazität

In diesem Fall hängt die tatsächliche Batteriekapazität, wie aus der Familie der Entladungseigenschaften hervorgeht, stark vom Wert des Entladestroms ab. Eine 10-stündige Entladung und eine 10-minütige Entladung, zum Beispiel für eine Blei-Säure-Batterie (siehe Abbildung oben), zeigen einen Kapazitätsunterschied von etwa der Hälfte!

Eine noch mehr oder weniger genaue mathematische Beziehung zwischen dem Entladestrom und der Entladungszeit kann gefunden werden. die eine oder andere Instanz der Batterie. Diese Abhängigkeit wurde vom deutschen Wissenschaftler Peikert aufgedeckt und der sogenannte "Peckert-Koeffizient" p eingeführt, der beispielsweise für versiegelte Blei-Säure-Batterien im Bereich von 1,25 liegt. Je höher der Entladestrom ist, desto kürzer ist die Entladezeit. Und die Konstante auf der rechten Seite der Gleichung - sie hängt direkt von der Nennkapazität der Batterie ab.

Falls gewünscht, kann die tatsächliche Batteriekapazität sehr einfach bestimmt werden: Laden Sie die Batterie vollständig auf (bis zur maximal zulässigen Spannung, die in der Dokumentation angegeben ist) und entladen Sie sie dann mit Gleichstrom (nahe der 10-Stunden-Entladungscharakteristik aus der Dokumentation) bis zur endgültigen Entladespannung (die auch in angegeben ist) Dokumentation). Multiplizieren Sie den Entladestrom und die Entladezeit in Stunden - Sie erhalten die tatsächliche Batteriekapazität in Ampere oder Milliampere-Stunden.

Siehe auch auf i.electricianexp.com:

  • So messen Sie die Batteriekapazität und rechnen Farad in Amperestunden um
  • So berechnen Sie die Einstellungen des Ladegeräts
  • Batteriespeichereffekt
  • Innenwiderstand der Batterie
  • Was ist Batterieentladung?

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    Kommentare:

    # 1 schrieb: Jura | [Zitat]

     
     

    Die Kapazität wird in Farad gemessen. Ladung in Anhängern = Strom (Ampere) x Zeit (Sekunde). Fazit - Der Artikel ist falsch.

     
    Kommentare:

    # 2 schrieb: Yuri | [Zitat]

     
     

    Normaler Artikel. Es ist für normale Leute geschrieben, nicht für Akademiker.