Почему батареи измеряются в ампер-часах, а потребление электроэнергии

20

Я читал об использовании энергии в батареях и не совсем понимаю, почему она измеряется в других единицах, чем в домашних условиях. Ампер-час не включает меру вольт. Но, насколько я понимаю, батарея имеет постоянное напряжение (1,5 В, 9 В, ...) так же, как и домашнее электричество (120 В, 220 В, ...). Так что я не понимаю, почему у них разные единицы измерения.

batteries watts Алексис К
источник

FYI. Похоже, ваш вопрос затрагивает тему измерения батареи. Вот недавняя обзорная статья: batteryuniversity.com/learn/article/…

Ник Алексеев

18

- это показатель энергии, за который выставляются счета клиентам сети, и обычно он отображается в вашем счете в легко понятных числах (0-1000, а не 0-1 или очень большие числа; диапазоны, которые, к сожалению, смущают многих людей) , $kW \cdot h$

- мера электрического заряда. Батарея (или конденсатор) может хранить более или менее определенную величину заряда независимо от условий ее работы, тогда как ее выходная энергия может изменяться. Если кривая напряжения для батареи в определенных условиях работы известна (цепь, температура, срок службы), то ее выходная энергия также известна, но не иначе, хотя вы можете прийти к некоторым довольно хорошим оценкам. $A \cdot h$

Чтобы преобразовать в для источника постоянного напряжения, умножьте на это напряжение; для меняющегося напряжения и / или источника тока, интегрирование по времени: $A \cdot h$ $kW \cdot h$

\frac{1 К W \cdot час}{1000 W \cdot час} \int_{T_{1}}^{T_{2}} я (T) Е (T) d T; Е [В], я [A], T_{1, 2} [час]

$\frac{1 kW\cdot h}{1000 W\cdot h}\int_{t_1}^{t_2} \! I(t)E(t)dt ~;~~E~[V],~I~[A],~{t_{1,2}}~[h]$

tyblu
источник

Потребителям энергосистемы выставляются счета как за электроэнергию, так и за электроэнергию. «Выходная энергия» батареи не может измениться (ни создана, ни разрушена). Я думаю, что вы имеете в виду «выходная мощность». Емкость накопления энергии вторичной (т.е. перезаряжаемой) батареи может изменяться в течение срока службы батареи из-за изменений в ее структуре (поскольку над ней была проделана работа).

Аргайл

Выходная энергия и заряд батареи действительно меняются, @Josh, особенно это касается изменений температуры и потребления тока, но количество кулонов, которое потребовалось для доставки этой энергии, является более постоянным. Я бы не возражал, если бы вы объяснили в чате, как можно выставить счет за власть.

Тыблу

Мое плохое, ваше использование правильно. Я думал, что здесь важно провести различие между силой и энергией, но они имеют прямое отношение. Выход энергии будет зависеть от выходной мощности, потому что энергия является интегралом мощности. Весь смысл батареи в том, чтобы накапливать энергию и, конечно, ее мощность будет уменьшаться по мере использования. Счета за электроэнергию обычно не оплачиваются отдельно для бытовых потребителей (хотя часть того, что мы платим, уходит на инфраструктуру), но для крупных потребителей они выставляются как «платежи по требованию».

Аргайл

5

Примечание о напряжении батареи. Номинальное напряжение батареи. Полностью заряженная 12-вольтовая свинцово-кислотная батарея на самом деле начинает заряжаться от ~ 14,4 вольт и падает, когда вы получаете энергию из нее. Фактическое напряжение батареи зависит от ряда факторов, не ограничивающихся состоянием заряда, сроком службы батареи, профилем нагрузки, химическим составом и т. Д. Например, литий-ионная батарея 3,7 В (номинальная) может начинать работу с 4,15 В и уменьшите до ~ 2,7 вольт, прежде чем требовать перезарядки.

Ватт-часы (или кВт-ч) - это показатель емкости аккумулятора энергии, в то время как в ампер-часах указывается минимальное количество ампер, которое вы можете извлечь из аккумулятора при полной зарядке в течение часа, прежде чем он перестанет работать. обеспечения этого уровня потока (возможно, на уровне или выше номинального напряжения?). Они тесно связаны, но не эквивалентны. Некоторые батареи предназначены для устройств с большим током, в то время как другие предназначены для длительного использования устройств с низким током.

Приложение: Теперь, когда я смотрю на батарею моего сотового телефона, я замечаю, что на ней напечатаны все три оценки. Это литий-ионный аккумулятор с номинальным напряжением 3,7 В. Его энергоемкость обозначена как 4,81 Вт. Его электрический заряд составляет 1300 миллиампер-часов. Кажется, это указывает на то, что Energy = Voltage * Electric Charge (по крайней мере, с точки зрения номиналов батареи), хотя я думаю, что это уравнение скрывает тот факт, что происходит интеграция P = VI и что V больше похоже на среднее значение, чем константа, что, вероятно, дает довольно хорошее приближение.

вязка с узором в виде разноцветных ромбиков
источник

Напряжение полностью заряженной батареи (оставленной на 24 часа) довольно близко к 13 В, а не 14,4 В. 14,4 В - это напряжение, которое зарядное устройство использует в фазе зарядки.

Gunnish

1

Это неверно: «ампер-часы означают, сколько минимум ампер вы можете извлечь из батареи при полной зарядке в течение часа». Это неправда. Вы можете легко получить аккумулятор емкостью 2000 мАч, который никогда не будет выдавать 2 А, но, вероятно, он может выдавать 500 мА в течение 4 часов.

Rocketsarefast

4

Как работает батарея, общее количество кулонов, которые она может протолкнуть, падает больше, чем общая энергия, которую она может накопить. Напряжение не постоянное. Это зависит от уровня заряда для одного, и отношения между этими двумя могут быть весьма различными в химических батареях. Все это говорит о том, что Ah более важен для производителей батарей, чем Wh или Джоуль.

Джоули, конечно, могут иметь отношение к проектированию схемы, поэтому эта информация доступна, но не включена в двухсекундный звуковой фрагмент, называемый рейтингом ампер-часа. Таблицы аккумуляторов могут быть довольно сложными. Как и в большинстве случаев, существует множество компромиссов, и полная информация - это больше, чем одно число. Если вам нужно выбрать всего два числа, чтобы быстро охарактеризовать батарею, то вольт и ампер-часы такие же хорошие, как и любые другие, и это то, к чему присоединилась индустрия.

Олин Латроп
источник

Проблема с Ah заключается в том, что он зависит от нагрузки и обычно не указывается в краткой информации о батарее; его даже не всегда можно получить у производителя.

Gunnish

@Gunnish: Все таблицы характеристик батарей, которые я видел, дают вам некоторое представление о том, что батарея может производить в различных условиях, при этом АЧ является очень распространенным явлением. Да, батарея, которую может доставить батарея, зависит от текущего профиля, температуры и других параметров, но также зависит от общей энергии. Все зависит от множества других параметров, когда речь идет о батареях, но общий доставляемый заряд, вероятно, более постоянен, чем другие, например, общая доставляемая энергия.

Олин Латроп

@ Джош: Нет, это не так просто. Полный заряд батареи может поставить ли меняться в зависимости от нагрузки. Хорошие таблицы характеристик батареи покажут кривую Ач или коэффициент снижения номинального тока разряда. Ваша батарея емкостью 25 Ач может быть рассчитана на это при 25 ° С в течение 10 ч разрядки (2,5 А). Например, при 25 А вы можете получить 75% от этого. При более низкой температуре он будет понижаться дополнительно. Все это по-разному зависит от химического состава аккумуляторов, деталей конструкции и других параметров. Батареи сложны. Пойди посмотри на таблицу данных когда-нибудь.

Олин Латроп

3

Напряжение аккумулятора изменяется в течение срока его службы. Ток устанавливается цепью, к которой он подключен.

Поскольку ток является постоянным известным значением и может быть предсказан, а напряжение - нет, единицы измерения находятся в значении, которое можно прогнозировать.

Ваше электроснабжение является постоянным напряжением и может быть предсказано.

Majenko
источник

Я чувствую, что этот краткий ответ намного лучше, чем принятый ответ; это доходит до сути «почему?», что на самом деле хотел знать спрашивающий.

Райан В. Бисселл

Не совсем понятно, почему, но если ответ гласит: «Количество кулонов электрического заряда (в амперах-секундах или 1 / 3,6 мАч), которое может храниться и извлекаться из батареи, примерно постоянно время жизни, в то время как количество Джоулей энергии (Дж или 1/3 600 000 кВтч), которое может храниться в одной и той же батарее и

извлекаться из нее,

3

Еще один фактор, который еще не упомянут, заключается в том, что, поскольку батареи имеют определенное внутреннее сопротивление, потребление большего тока приведет к падению напряжения. Предположим, гипотетически, что конкретная батарея, которая была разряжена в определенном количестве, будет подавать 12 вольт при подаче 10 мА или 10 вольт при подаче 100 мА. Потребление 10 мА от батареи в течение 10 часов разряжает ее примерно на 100 мА в течение часа, но в первом случае батарея обеспечивала бы на 20% больше «полезной» энергии. Ключевой момент: большая часть энергии в батарее будет потеряна при попытке разрядить ее быстрее, чем при попытке разрядить медленно.

Линии электропередачи также имеют определенный уровень сопротивления, и могут применяться аналогичные факторы, но напряжение линии, достигающее счетчика постоянного потребителя, как правило, не подвержено существенному влиянию использования этого клиента. Энергетическая компания может поставить один усилитель на 105 вольт, используя на 20% меньше энергии (в единицу времени), чем потребовалось бы для подачи одного усилителя на 126 вольт. Если бы клиентам выставлялся счет за ампер-час, у энергетических компаний был бы стимул поставлять свою энергию при минимально возможном напряжении. Тарификация за кВт-ч означает, что оплачиваемое потребление потребителем будет пропорционально количеству энергии, которое энергетическая компания должна генерировать для его поставки. Кстати, некоторые устройства (например, асинхронные двигатели) часто потребляют меньший ток при более высоких напряжениях (при выполнении той же работы),

Supercat
источник

0

Просто «Amp.Hour» не является научной единицей или единицей СИ. Amp.hr - это рейтинг, который используют производители аккумуляторов, но потому, что один ампер = один кулон в секунду, при умножении на один час два временных фактора аннулируются, и в результате получается просто 1 ампер. Час = 3600 кулонов заряда, без учета временного фактора , Так что немного дыма и зеркал от производителей аккумуляторов. Если вы действительно хотите знать, как работает ваша батарея, вам придется взглянуть немного глубже, чем поверить на слово продавцам ...!

user217664
источник

Ампер-час является научным в том смысле, что и ампера, и час определены с научной точки зрения. Ампер-час широко используется в технике. Обратите внимание, что на вопрос есть принятый ответ семь лет назад.

Транзистор

Почему батареи измеряются в ампер-часах, а потребление электроэнергии - в киловатт-часах?

Ответы: