Мы привыкли, что производители электроники указывают ёмкость аккумуляторов, используемых в своих устройствах, в mAh или, если по-русски, миллиампер часах (мА·ч). Но у меня есть несколько претензий к этой единице измерения, в контексте ёмкости аккумуляторов.
Приставка «милли» означает одну тысячную долю: миллилитр, миллиграмм, миллиметр и т.д. Обычно используют милли-единицы, вместо полных (литр, грамм, метр), когда речь идёт о маленьких величинах и имеет значение каждая тысячная. Например, в случае дозировки лекарств. Ведь удобнее написать 5мг., чем 0,005г., хотя, по сути, обе эти записи обозначают одно и тоже количество вещества.
Аккумуляторы современных телефонов имеют ёмкость от 5000mAh, ноутбуков от 7000mAh, повербанки встречаются и по 100000mAh. От ноликов рябит в глазах! Уж лучше бы указывали ёмкость в Ah. 1Ah = 1000mAh. Стало бы проще воспринимать информацию: 5Ah куда нагляднее, чем 5000mAh; 4.7Ah нагляднее 4700mAh. А производители, как минимум, сэкономили бы краску при нанесении характеристик устройства на упаковку, ведь запись в Ah короче на 3-4 символа.
Использовать тысячные доли, когда величины измеряются во многих тысячах – странно. Никто ведь не говорит, что у него зарплата 5 миллионов копеек; не указывают скорость автомобиля как 170000 миллиметров в час.
Если моё первое замечание имеет скорее косметический характер, то второе – концептуальный. Дело в том, что А·ч ничего не говорит о реальной электрической ёмкости аккумулятора. Если есть два аккума на 1А·ч и 10А·ч, то не исключено, что от первого один и тот же электрический прибор сможет проработать дольше.
Видели когда-нибудь автомобильный аккумулятор? Это такая здоровенная штука, весит килограмм 16. Типичная ёмкость около 50А·ч. От такого фары – а это две лампочки по 55 ватт – могут работать несколько часов.
При этом для малюсенького аккумуляторика типаразмера АА, массой в 28 грамм – указывается ёмкость в 2,7А·ч. Неужели кто-то всерьёз верит, что 18 таких крохотулек имеют такую же ёмкость, как и огромный автоаккум? Что-то не сходится, правда?
Возможно, вы замечали, когда оплачивали коммунальные услуги, что в качестве меры потреблённой электрической энергии используются киловатт часы кВт·ч (kWh). И это понятная единица измерения. Допустим, у вас есть лампочка мощностью 100 ватт. Значит от 1 кВт·ч она проработает 10 часов. Можно даже рассчитать стоимость. Если тариф 5 руб за 1 кВт·ч, то час работы такой лампочки будет обходиться в 50 копеек. А вот чайник мощностью в 2кВт за ~6 минут работы, необходимой чтобы вскипятить 2 литра воды, потратит примерно 1 рубль.
Проблема ампер-часов в том, что они указывают только на количество заряда, который аккумулятор может предоставить (т.е., сколько ампер теоретически выдаёт за определенное количество часов). Однако без знания напряжения невозможно определить полную энергию, которую аккумулятор способен выдать потребителю, то есть его энергоёмкость.
Другими словами, сравнивать аккумуляторы по А·ч можно лишь при условии, что они имеют одинаковое напряжение на клеммах. А это далеко не всегда так. Даже автомобильные аккумуляторы бывают на 6, 12, 24 вольт (24 обычно используются на грузовиках, а 6 на старых моделях).
Для более точной и правильной оценки ёмкости аккумуляторов нужно использовать ватт-часы (Вт·ч), которые дают полное представление об энергии, хранимой в аккумуляторе, и помогают избежать путаницы.
К счастью, рассчитать ватт-часы, зная ампер-часы и напряжение просто – достаточно лишь перемножить эти величины. Если взять автоаккумулятор из примера выше – 50А·ч, 12в. 50*12 = 600 Вт·ч. А аккум АА на 2,7А·ч выдаёт напряжение лишь 1,2 вольта – соответственно его энергоёмкость равна лишь 3,2 Вт·ч. Таким образом, автомобильный аккумулятор имеет ёмкость в 188 раз больше, во что уже как-то можно поверить. 188 аккумов АА будут весить 5,2кг, что уже соизмеримо с 16кг автоаккумулятора, особенно с учётом того, что АА сделаны по более совершенной никель-металлогидридный технологии, против свинцово-кислотной, применяемых в автомобильном.
Но ситуация постепенно меняется. Например, в случае ноутбуков. Ведь там питающая батарея может выдавать напряжения 7.4, 11.11, 14.8, 18.5. Этот ряд получился следующим образом: аккум состоит из стандартных литий-ионных/литий-полимерных ячеек, выдающих номинальное напряжение в 3.7 вольта и эти «банки» соединены последовательно две-три-четыре и более штук. Поэтому, с учётом сильной вариабельности напряжений батарей, производитель вынужден указывать ёмкость в адекватных единицах, то есть в Вт·ч. Иначе, если бы в характеристиках устройства ёмкость аккума указывалась в А·ч, то модели с высоким напряжением питания, смотрелись бы менее выгодно, хотя, по факту, они могли бы работать дольше от одного заряда.
Аккумуляторы же телефонов выполнены по однобанковой схеме и, соответственно, имеют напряжение 3.7в. Поэтому их, в принципе, можно сравнивать между собой по А·ч. Но это изменится, когда закончиться эра доминирования литий-ионных/литий-полимерных аккумуляторов. У литий-серных «банок» номинальное напряжение 2.1в, у литий-воздушных – 2.9в, у натрий-ионных – 3.3в, у твердотельных – 4в.