我正在阅读有关电池能源使用情况的信息,但不太明白为什么它的计量单位与家庭用电量不同。安培小时不包括伏特的量度。但我的理解是,电池的恒定电压(1.5V、9V、...)与家庭用电(120V、220V、...)一样多。所以我不明白为什么他们有不同的单位来衡量他们。
为什么电池以安培小时为单位,而用电量以千瓦时为单位?
\$kW \cdot h\$ 是一种能源度量,电网客户需要为此计费,并且通常以易于理解的数字(0-1000,而不是 0-1 或非常大的数字;不幸的是,让很多人感到困惑)。
\$A \cdot h\$ 是电荷的量度。无论其工作条件如何,电池(或电容器)都可以存储或多或少的一定量的电荷,而其输出能量可以改变。如果电池在某些工作条件下(电路、温度、寿命)的电压曲线是已知的,那么它的输出能量也是已知的,但不是其他情况,尽管您可以得出一些很好的估计。
要将恒压源的 \$A \cdot h\$ 转换为 \$kW \cdot h\$,请乘以该电压;对于变化的电压和/或电流源,随时间积分:$$ \frac{1 kW\cdot h}{1000 W\cdot h}\int_{t_1}^{t_2} \! I(t)E(t)dt ~;~~E~[V],~I~[A],~{t_{1,2}}~[h]$$
关于电池电压的说明:额定电池电压为“标称”。一个充满电的 12 伏铅酸电池实际上开始时约为 14.4 伏,当您从中汲取能量时会下降。实际的电池电压取决于许多因素,不仅限于充电状态、电池使用年限、负载曲线、化学成分等……例如,3.7V(标称)的锂离子电池可能会在 4.15 伏和在需要充电之前减少到〜2.7伏。
瓦特小时(或 kW-H)是电池储能容量的指标,而安培小时是指在电池完全充电一个小时后,您可以从电池中汲取的最低安培数。提供该级别的流量(可能等于或高于额定电压?)。它们密切相关,但并不等同。一些电池更适合高电流消耗设备,而另一些电池设计用于低电流消耗设备很长时间。
附加:现在我查看我的手机电池,我注意到它上面印有所有三个等级。它是一种标称额定电压为 3.7V 的锂离子电池。它的能量容量标记为 4.81 瓦时。它的充电额定值为 1300 毫安时。这似乎表明能量 = 电压 * 电荷(至少在电池额定值方面),尽管我认为这个等式隐藏了这样一个事实,即 P=VI 的积分正在进行,而 V 更像是平均值而不是常数,这可能提供了一个很好的近似值。
电池电压在其生命周期内会发生变化。电流由它所连接的电路设置。
由于电流是一个恒定的已知值,可以预测,而电压不能,所以单位是可以预测的值。
您的电力供应是恒定电压并且可以预测。
电池的工作方式,它可以推动的总库仑比它可以存储的总能量更直接地下降。电压不是恒定的。它因充电状态而异,并且两者之间的关系在电池化学之间可能有很大不同。这一切都是说,Ah 与电池制造商的关系比 Wh 或 Joules 更重要。
焦耳当然可以与电路设计相关,因此这些信息是可用的,只是不包括在称为安培小时额定值的 2 秒声音片段中。电池数据表可能会变得非常复杂。与大多数事情一样,有很多权衡,而且详尽的信息不仅仅是一个数字。如果您确实必须选择两个数字来快速表征电池,那么伏特和安培小时与任何数字一样好,并且是行业所趋同的。