Batterijcapaciteit begrijpen: Ampère-uur waarden en conditietesten

Batterijen genereren stroom door elektronen uit te wisselen in ionische reacties. Omdat het aantal reageerbare moleculen eindig is, kan een batterij slechts een beperkte hoeveelheid lading leveren voordat de energiereserves op zijn. Hoewel het theoretisch mogelijk is om capaciteit te meten door elektronen te tellen, zijn de resulterende getallen onhandig. De praktische eenheid die ontstaat is de ampère-uur, die direct verbindt met de bekentere coulomb (1 Ah = 3600 C). Een ampère is een stroom van één coulomb per seconde, dus over een uur (3600 s) is dat 3600 coulomb. Het gebruik van ampère-uren maakt het gemakkelijk om de energie die een batterij aan een last kan leveren te vergelijken.

Ampère-uur toepassing om batterijcapaciteit te meten

Een ampère-uur waarde vertelt je hoe lang een batterij een bepaalde stroom kan volhouden voordat het volledig ontladen is. Bijvoorbeeld, een 70 Ah automobiele batterij, geeicht op 3,5 A, kan die stroom 20 uur leveren (70 Ah ÷ 3,5 A). De relatie is lineair in een ideale batterij, maar echte cellen vertonen variaties. Hoge stromen verhogen de interne temperatuur, wat chemische kinetiek verandert en de werkelijke looptijd verkort. Integen, heel lage stromen verspillen capaciteit aan zelfontlading, verdamping, en lekkage. Fabrikanten leveren vaak derating-krommen die laten zien hoe capaciteit afneemt bij hogere stromen of temperaturen.

Secundaire cellen gebruiken de ampère-uur waarde om oplaadtijden te schatten. Dezelfde 70 Ah batterij zou ruwweg 10 uur nodig hebben om vanaf dode staat op te laden bij een constante 7 A oplaadstroom (70 Ah ÷ 7 A).

Typische ampère-uur capaciteiten voor gangbare batterijen:

• Automobiele lood-zuur: 70 Ah bij 3,5 A (secundair)
• D-cel koolstof-zink: 4,5 Ah bij 100 mA (primaire)
• 9 V koolstof-zink: 400 mAh bij 8 mA (primaire)

Batterijconditie controleren – met en zonder last

Naarmate een batterij ontlaadt, stijgt de interne weerstand en daalt de open-kring spanning. De meest betrouwbare indicator van gezondheid is een spanningmeting genomen terwijl de batterij een aanzienlijke last levert. Een simpele voltmetercheck kan verhoogde weerstand maskeren en een valse indruk van een gezonde cel geven.

Typische metingen:

• Volledig geladen: 13,2 V (geïllustreerd in de bijbehorende afbeelding)
• Gedeeltelijk ontladen: 12,5 V (nog bruikbaar maar lager dan vol)
• Bijna dood: 7,5 V (duidt direct op een defecte batterij)

Om een lasttest uit te voeren, verbind een weerstand geeicht voor de verwachte vermogensdissipatie (verschillende honderden watt voor een autobatterij) en meet de spanningval. Een significante val bevestigt een hoge interne weerstand en waarschijnlijk verminderde capaciteit.

Overzicht:

• De ampère-uur is een eenheid van energiecapaciteit gelijk aan het product van continue stroom en ontlaadtijd voordat de chemische energie van een batterij is uitgeput.
• Waarden zijn benaderingen en alleen betrouwbaar bij de stroom of tijd gespecificeerd door de fabrikant; extrapolatie naar zeer hoge stromen of lange tijden is onbetrouwbaar.
• Ontladen batterijen verliezen spanning en verhogen weerstand. De meest accurate beoordeling van een dode batterij is een spanningstest onder last.

Gerelateerde Werkbladen:

• Batterijen Werkblad
• Basis Voltmeter Gebruik Werkblad