27

Киловатты на часы делят, а миллиамперы умножают

Немного пригорел. Сегодня уже все порядочные люди знают, что правильно писать кВт⋅ч, а не кВт/ч, ибо чтобы получить энергию, мощность необходимо умножать на время. А за картинку ниже автора в приличном обществе закидают камнями.

Киловатты на часы делят, а миллиамперы умножают Ликбез, Киловатт, Mah, Электронные сигареты, Аккумулятор, Длиннопост

Но вот чего многие не понимают, так это, что такое миллиампер-часы или mAh.


Так, человек, описывая свой новый крутой телефон, говорит, что в нём аж 1800 мАч, это почти столько же, сколько в здоровенном аккумуляторе его ноутбука.


Или же известный обзорщик электронных сигарет демонстрирует нам модель с нестандартным аккумулятором и жалуется на автономность, ведь емкость там всего лишь 900mAh против, например, 3000mAh у стандартного VTC6 18650.

Киловатты на часы делят, а миллиамперы умножают Ликбез, Киловатт, Mah, Электронные сигареты, Аккумулятор, Длиннопост
(низ обрезал, т.к. там была вотермарка магазина)


В комментариях люди негодуют: да как так можно, в нынешнем-то году, да 900mAh!

Киловатты на часы делят, а миллиамперы умножают Ликбез, Киловатт, Mah, Электронные сигареты, Аккумулятор, Длиннопост
Киловатты на часы делят, а миллиамперы умножают Ликбез, Киловатт, Mah, Электронные сигареты, Аккумулятор, Длиннопост
Киловатты на часы делят, а миллиамперы умножают Ликбез, Киловатт, Mah, Электронные сигареты, Аккумулятор, Длиннопост
Киловатты на часы делят, а миллиамперы умножают Ликбез, Киловатт, Mah, Электронные сигареты, Аккумулятор, Длиннопост
Киловатты на часы делят, а миллиамперы умножают Ликбез, Киловатт, Mah, Электронные сигареты, Аккумулятор, Длиннопост
И действительно, как так вышло, что в смартфон влез аккумулятор такой же емкости, как и в ноутбук, и почему жадный производитель вставил в электронную сигарету аккумулятор тех же размеров, но в 3 раза меньшей емкости?


А всё просто. Как мы выяснили в первом абзаце, энергия - это мощность помноженная на время. А мощность получаем перемножением тока на напряжение. Таким образом емкость аккумулятора на картинке чуть выше - это 3,7В*3А*ч=11,1Вт*ч, что производитель нам вежливо указал на наклеечке.

Нестандартный же аккумулятор обозреваемого устройства имеет номинально напряжение 11,1В и емкость 11.1В*0,9А*ч=9,99Вт*ч (10,0Вт*ч, указанные производителем).

Киловатты на часы делят, а миллиамперы умножают Ликбез, Киловатт, Mah, Электронные сигареты, Аккумулятор, Длиннопост
Разница в емкости аккумуляторов оказалась всего лишь около 10%.


С аккумуляторам телефона и ноутбука история та же: у батареи телефона номинальное напряжение 3,7В, у ноутбука - 14,4В.


Вместо вывода: сравнивать емкость аккумуляторов по показателю mAh можно только у аккумуляторов с одинаковым номинальны напряжением.

Найдены дубликаты

0

Ноут 1800 mAh? Они обычно 4400mAh

0

Тёплое с мягким. Ёмкость и потребление

0
Я думал, что такие ошибки могут допускать только школьники начальных классов, у которых ещё небыло физики.
0

Замеряли на практике: наш холодильник Samsung высотой 180 см в день жрет ровно киловатт-час. Машинка за среднюю стирку - столько же. Индукционную плиту не мерили, у нее вилка другая :)

-1

Вот нахера гуманитариям (= тупицам) объяснять очевидные вещи, которые они всё равно не поймут ?

раскрыть ветку 1
0

Сильное заявление.

Я филфак окончил.

И экономист, как второе.

Работаю инженером.

Похожие посты
73

Про аккумуляторы и батарейки. Ликбез для гуманитариев.

Посвящается очередному "клиенту", который надысь мне плакался в жилетку.

Про аккумуляторы и батарейки. Ликбез для гуманитариев. Аккумулятор, Ликбез, Видео, Длиннопост

http://sub-c-cell-size.rambobattery.com/resources/cells_0001...


Вкратце - аккумулятор это перезаряжаемый источник энергии. В отличии от батареи, которая является одноразовой. Пост главным образом про бытовые аккумуляторы (типоразмера АА как самые популярные) и про целесообразность замены батареек на эти самые аккумуляторы. До кучи пройдусь по всем остальным типам.


Итак, самое популярное у нас это батарейки АА. Продаются в каждом магазине. Хорошие стоят по 50-60 руб/штука, дешманские идут по 10 руб/пучок. Это то, что продают в электричках со сроком годности до 2097 года.

Вариантов тут три - солевые (самые дешевые, емкость АА элемента в лучшем случае 1500 мАч, чаще 300-500). Бренды - GP из приличного, подделки в электричках. GP я сам брал, беру и буду брать. Хотя они и уступают алкалинкам по емкости, но цена/емкость у них лучше. Одна батарейка стоит 12-15 рублей, дает 1500 мАч если не наглеть с током потребления. Запомните эту цифру - 100 мАч/руб.

Алкалиновые, это уже приличные бренды Дюраселл, Энерджайзер. Тут цена 60-80 руб за элемент (выгодно брать десяток). Емкость 4-5 Ач. Эффективность 80-90 мАч/руб.

Третий вариант этого типоразмера - литий. Очень дорого, чуть более эффективно. 100-120 руб/элемент, емкость 7-8 Ач, эффективность 70-80 мАч/руб.


Замечание номер раз. Солевые батареи не любят больших токов разряда. Идеально для них - часы на стенке. Там они проработают 2-3 года и свою емкость отдадут на 110%. Да, именно 110%, ибо стандартные тесты показывают емкость чуть меньше при токе 0,1С (С = емкость). Часы жрут очень мало, отдаваемая емкость будет больше.


Алкалиновые батареи подходят для средних потребителей. Это фонарики, радио, плееры и прочее. Из моего зоопарка на них работают металлоискатели и GPS-навигатор. Хотя туда можно и солевые запихать. Если время работы прибора на батарейках превышает 8-10 часов - солевые пихать можно. Меньше - лучше алкалин.


Литиевые еще лучше в плане тока разряда. Они спокойно выдерживают мгновенные токи в 2-3С и продолжительный разряд током 1С. Это всякие детские игрушки, фотоаппараты. Да, да. При зарядке вспышки ток от батареи очень даже большой, батарейки это не любят. Поэтому для мыльницы лучше не жалеть, а покупать литий. Они смогут отдать всю емкость. Алкалин сдохнет отдав 50-60%. Солевые сдохнут сразу.


Про срок хранения. Он очень большой если это правильный бренд и соблюдены условия хранения. У меня на даче валяется фонарь, лет 10 назад я впихал туда 3 бочки типоразмера D от Дюраселла и забыл о проблеме. Фонарь работает до сих пор. Когда батарейки сядут я скорее выкину его не открывая. Если они вообще сядут. Хранение на морозе батарейки переносят свободно, летом в доме прохладно, так что самого страшного испытания - перегрева - батарейкам не достается. Поэтому и работают. Дешманские подделки из электричек как ни храни - они текут уже через полгода.


Альтернатива батарейкам - аккумуляторы NiCD (никель-кадмий) и NiMH (никель-металгидрид). Типичные значения емкости - 1500 мАч для кадмия и 2500 для МГ (для размера АА). Типовое напряжение 1,0 - 1,2 вольта, заряд только специальным зарядником. Существенная разница опять же в отдаваемом токе. NiCD мощнее. Гораздо мощнее. Правда таких токов в быту получить сложно, модельная сборка, к примеру, может выдать 50-100А не пискнув. По всем остальным показателям NiMH лучше. Выше емкость, нет эффекта памяти (точнее есть, но не так явно), меньше вес элемента.


Сразу главный нюанс - мало купить аккумуляторы, их нужно правильно заряжать. С этим у 99% пользователей проблемы и отсюда катастрофическое снижение жизненного цикла. Перед зарядом батарею обязательно разряжать до нуля! Причем небольшим током, примерно 0,2С. Ноль это примерно 0,8 вольт/элемент. Примерно раз в 10 зарядок (раз в 3-5 для NiCD) батарею нужно прогонять по циклу разряд-заряд-разряд-заряд. Это убирает эффект памяти и вообще позитивно влияет на емкость. Недавно нашел у себя в заначке сборку NiMH. Элементы были по 2500 мАч, первый прогон показал емкость 700 мАч, после десятого прогона емкость уже 1800 мАч. Еще поработают.


Типичный срок службы при сохранении 70% емкости и реальной эксплуатации - около 200 циклов для дешевых NiCD и до 500 циклов для дорогих NiMH. Если заряжать как попало - 10-20 циклов и на помойку. Иногда восстановить получается...


Из необходимости высаживать NiMH в ноль выросли ноги у старой байки - новый сотовый телефон нужно полностью разрядить. Проблема только в том, что эта байка неприменима к Li-ION аккумуляторам. А старые (которые как раз появлялись на замену NiMH) еще и убивались каждым разрядом до отсечки. Минус 10% емкости и все. Не вернуть.


Переходим к телефонам. Там LiION. Емкость банки 3,6 - 4,2 вольта. Заряд попроще, подал 4,2 вольта через лампочку и жди результата. Но если подать 4,3 вольта... Бабах и пожар гарантированны. Так что лучше не рисковать. Литий не любит перезаряда.


А еще он не любит холода. И жары. И механических повреждений. И вообще очень капризные эти батареи. В быту они стоят почти везде - телефоны, планшеты, ноутбуки, плееры. Для длительной работы батарею желательно держать заряженной. В идеале - 70% емкости и выше. Разряд в ноль необратимо сокращает емкость. Разряд на холоде тоже. Правда на хорошем минусе литий замерзает мгновенно и просто не работает. Потом оттаивает, но полной емкости уже не будет. Старайтесь не высаживать телефон, купите повербанк. Будет дешевле, чем потом батарею менять. А если она еще и вздуется - это попадалово на ремонт корпуса как минимум и треснувший экран как максимум. Про пожары я молчу. Номинальный срок службы LiION - около 1000 циклов заряд-разряд. Тоесть в телефоне его должно хватать на 3 года. У меня хватает, я слежу за батареей. А у вас?


Экзотика. Относительная конечно. Батареи типа LiFePO4. Чуть удобнее напряжения - 3,0 - 3,3 рабочее, 3,6 заряд. 4 банки дают пацанские 12 вольт (как в автомобиле). Гораздо лучше рабочие токи, не так быстро замерзают. Это все стоит в электросамокатах, электроскутерах, гироскутерах, электромобилях и прочем крупном. ЛиФерум гораздо более безопасен. Не вздувается, не возгорается, просто медленно теряет емкость. Минус - пока уступают LiION по соотношению Ач на грамм или куб.см.


И последний аргумент - свинец. То, что стоит в машине и в бесперебойнике. Минусы - тяжелый и габаритный. Мелкие батареи имеют плохую емкость из-за необходимости большого и толстого корпуса. Зато на больших емкостях на порядки дешевле всего остального. Очень не любит перегрев. Два совершенно одинаковых бесперебойника, один в серверной при +18, второй в комнате с вечномерзлыми блондинками (+25 им холодно). Первый - батареи плавно деградируют и через 3 года их меняем. Второй - через полгода батареи вздулись и завоняли. Ну и разлив серной кислоты до кучи.


Теперь бытовое. Куда, что, когда и зачем.

Свинец - очень большая емкость. Очень дешево. Но много весит и не любит перегрева. Подойдет для систем резервного или автономного питания (солнечные батареи).

LiFePO4 - системы с большим энергопотреблением - электродвигатели. Обязательно зарядка с балансиром, система защиты от перезаряда и переразряда.

LiION - почти все бытовые приложения. Опять же, балансир банок (в ноутах есть), защита от перезаряда и переразряда, внимательная эксплуатация, повышенные меры предосторожности. Вот это не шутка (видео первое попавшееся) - https://www.youtube.com/watch?v=dt3FwKOJUxs

NiCD - скорее всего вам не потребуются.

NiMH - замена батарей АА. Но! Обязательно купите нормальную зарядку. Типа такой -

Про аккумуляторы и батарейки. Ликбез для гуманитариев. Аккумулятор, Ликбез, Видео, Длиннопост

https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1J6IzJpXXXXbcXXXXq6xXFXXXu/225...

И посчитайте сколько циклов вы планируете сделать за год. Физически NiMH живут не более 5ти лет, так что если вам нужно в год 2-3 цикла - покупать аккумуляторы смысла просто нет. Нерегулярные 10-15 циклов в год (как у меня с МД) - тоже проще батарейки. 10 циклов в месяц (фотоаппарат, вспышки, детские игрушки) - берем аккумуляторы.


Хранение. Оптимально для всех элементов - от 5 до 10 градусов. Для NICD или NIMH заряд не важен, для LI- нужно зарядить перед хранением и следить чтобы не разрядились ниже 70% (подзаряжать раз в год). Свинец - хранить заряженным.


з.ы. Видео уже было.

Показать полностью 1 1
67

Колхоз в ремонтном деле. Часть 2. Питание. Аккумуляторы.

Предыдущий пост: https://pikabu.ru/story/kolkhoz_v_remontnom_dele_chast_1_pit...
Итак, продолжаем тему ремонта и создания электрических узлов при помощи "подручных" материалов. Существуют ещё некоторые интересные платы, которые могут найти место в арсенале любого ремонтника или радиолюбителя.
3. Аккумуляторы. Контроллер заряда. Система заряда.
Некоторые пункты можно пропустить, если вы их уже знаете.
3.1. Теория гальванических элементов:
Известно, что в качестве первых портативных источников тока использовались одноразовые гальванические батареи. В них используются реактивы для одноразового получения электрической энергии. Как только реактивы прореагировали до конца - весь элемент можно выбросить. Многие в детстве начинают изучение электротехники именно с таких батареек, присоединяя к ним лампочки, моторы и т.п. Однако, такая электроэнергия чрезвычайно дорога, а использованные элементы без правильной утилизации сильно загрязняют окружающую среду (в основном, в них содержится непрореагировавшая щелочь - хлорид аммония). Практический опыт показал, что в природе такие остатки щелочи постепенно убивают вокруг все живые организмы и разъедают кожу/растения. Поэтому оборот данных элементов стараются ограничивать, а их стоимость с каждым годом повышается.
3.2. Теория аккумуляторов:
Для исправления данной проблемы были придуманы аккумуляторы - при обратном протекании тока реактивы восстанавливаются до первоначального. Однако, в обращении с аккумуляторами есть ряд нюансов - они требуют особый контроль за зарядом и разрядом, и его нарушение приводит к повреждению аккумулятора, а иногда - к пожару и взрыву. В большинстве портативной электроники используется литий-ионный вид аккумуляторов. Их рабочее напряжение варьируется от 3.6 до 4.2 Вольт.
3.3. Контроллер заряда аккумулятора в заводской аппаратуре. Его функции.
Задача контроллера заряда, установленного в заводском электронном устройстве - плавно довести напряжение с ограничением по току, а затем, по окончании заряда, отключить ток на аккумуляторной батарее (далее - АКБ). Самые простые контроллеры заряда должны содержать следующие узлы:
Измеритель напряжения, или цифровой вольтметр - контролирует напряжение на батарее, и, соответственно ВАХ (Вольт-Амперной характеристике) определяет уровень заряда АКБ на текущий момент. Этот узел отправляет данные в процессор (и мы можем видеть уровень заряда батареи на текущий момент в графической оболочке), а также управляет работой остальных узлов контроллера заряда.
Логический блок КЗ (не путать с кз - коротким замыканием). Логический блок - набор элементов, микросхема, зачастую встроенная в сам КЗ. Эта микросхема содержит внутри маленький процессор и блок памяти (опционально). Процессор определяет режим работы ключа и управляет всеми операциями, производимыми с батареей. В памяти может быть записан режим заряда конкретного АКБ, используемого в устройстве (т.е. 1 час зарядить током 200 мА, второй час 100 мА и т.п.). Соблюдение режима заряда продлевает срок службы АКБ. Зачастую, сам процессор КЗ питается от заряжаемой им батареи. Поэтому, если батарея села ниже порогового напряжения старта КЗ, то КЗ не запустится и не будет заряжать батарею. Именно из-за этого телефоны, планшеты или ноутбуки с посаженными батареями становятся одним из видов т.н. "кирпичей". Решается данная проблема обычно дозарядкой АКБ в обход контроллера до уровня, когда КЗ сам может стартовать. Именно процессор КЗ принимает сведения с измерителя напряжения, и принимает решение о приостановке подачи тока, если батарея уже заряжена.
Выходной ключ - в основном, набор мощных транзисторов и диодов, регулирующих протекание тока через АКБ. Зачастую, при выходе из строя контроллера заряда, прекращает работу именно ключ. Это мощный силовой элемент, состоящий фактически из трёх каналов (входов/выходов). На вход ключа подводится напряжение заряда (в смартфонах и планшетах это +5В от шины USB). На выходе ключа подключена АКБ. Затвором (прим. на полевом транзисторе) - или базой (прим. на биполярном транзисторе) управляет логика контроллера питания.

Колхоз в ремонтном деле. Часть 2. Питание. Аккумуляторы. Ремонт техники, Колхоз, Ликбез, Длиннопост, Аккумулятор

Исходя из свойств транзистора, чем сильнее будет ток на "слабом входе" (в биполярном транзисторе - переход "база-эмиттер"), тем сильнее он будет и на "сильном" (переход коллектор-эмиттер). Ток будет изменяться пропорционально. Благодаря этому свойству становится возможна реализация таких контроллеров. На слабом входе - логика КЗ. Ток ничтожный. На сильном - большой ток, заряжающий АКБ, соответственно режиму заряда.
Контроллер заряда может быть частью контроллера питания. Но, зачастую, его стараются выносить в отдельную микросхему.
3.4. Замена контроллера заряда. Колхоз.
В радиомагазине можно приобрести такую платку (её стоимость - около 100 рублей). Выглядит она так (данный вариант выполнен на микросхеме TP4056):

Колхоз в ремонтном деле. Часть 2. Питание. Аккумуляторы. Ремонт техники, Колхоз, Ликбез, Длиннопост, Аккумулятор

Данная микросхема представляет собой контроллер заряда с обвязкой, содержащий все вышеперечисленные элементы. Его использование предельно просто - входное напряжение (с USB) подается на входы IN+ и IN - (GND) (поэтому на многих платах уже распаян USB разъем). Батарея подсоединяется согласно полярности к выводам "BAT+" и "BAT-" (GND). Процессор микросхемы имеет, также, два служебных вывода - на них установлены красной и зеленый светодиоды (их можно увидеть на фотографии около надписи). Красный светодиод загорается, когда идёт процесс заряда (идёт ток через внутренний ключ). Зелёный загорается, если ток не идёт. Процессор запрограммирован отключать ток, когда напряжение на АКБ достигает определенной точки. Тогда загорается зелёный светодиод. Всё очень просто.
Если в устройстве вышел из строя контроллер заряда (зачастую, выходит из строя выходной  ключ, поэтому индикация заряда остаётся, но ток через батарею не поступает) мы можем заменить сгоревшую часть при помощи данного "покупного" контроллера. Для этого нам нужно отыскать на плате землю, входное напряжение и + АКБ. Если на плате нет отдельных пятачков под эти нужды, тогда провод IN+ подпаивается напрямую к плюсу с USB разъема, IN- или BAT- (они соединены) к земле или минусу батареи, BAT+, соответственно, к плюсу батареи, после этого убедитесь, что индикатор заряда не горит при отключенном USB (батарея не сможет заряжать сама себя). Полный процесс такого ремонта показан у меня в посте (https://pikabu.ru/story/pocketbook_301_plus_remont_chast_2_5...). Аккуратно закрепите плату и проводники, и ваше устройство готово к работе.
3.6. Экономия.
В некоторых устройствах (например, дешевые китайские плееры) батарея подключена напрямую к напряжению питания USB, и не содержит никакого контроллера или ключа, ограничивающего ток (в лучшем случае, содержит диод). Использование таких устройств быстро убивает АКБ, и может привести к взрыву - при перезаряде батарея раздувается (оттуда и идут вздутые "подушки" в планшетах), и может проколоться об части корпуса. При разгерметизации заряженной литий-ионной батареи начинает в большом количестве выделяться газ водород - зачастую, он тут же воспламеняется на воздухе, вызывая пожар и приводя к полной порче устройства). Поэтому вовремя заменяйте вздутые АКБ, а простые устройства заряжайте через такую плату заряда, но вынесенную отдельно (можно сделать самодельную зарядку). Именно поэтому производители и рекомендуют использовать "оригинальные" зарядные устройства для своих продуктов - во многих китайских поделках может просто не быть никакого контроля за зарядом АКБ. А если его не оказывается и в заряжаемом устройстве - это приводит к вышеперечисленным печальным последствиям..
3.7. Делаем своими руками
При помощи двух плат, о которых я рассказывал в постах, мы можем сделать своими руками зарядное "повер банк" для мобильного телефона. Нам понадобится две платы: повышающий инвертор DC-DC (см. первый пост), и внешний контроллер заряда литий-ионных батарей (как в этом посту). Так же нам понадобится аккумуляторная ячейка. Самый подходящий вариант - тип 18650 (лучше брать АКБ большой ёмкости, например, около 2200 мАч. Можно взять плоскую литий-ионную батарею от старого планшета. От смартфона тоже можно взять, но её ёмкость будет ничтожной. Также нам понадобится гнездо USB и переключатель с тремя контактами. Эти компоненты соединяются таким образом:

Колхоз в ремонтном деле. Часть 2. Питание. Аккумуляторы. Ремонт техники, Колхоз, Ликбез, Длиннопост, Аккумулятор

При переключении тумблера в режим "заряда" батарея подключена только к модулю заряда. Сам модуль не потребляет тока, поэтому, устройство фактически "выключено". При переключении нагрузки на инвертор батарея будет подключена только к инвертору, а на выходе USB появится напряжение. При желании в цепь можно включить индикатор работы (светодиод с резистором) или цифровой вольтметр (можно сделать самодельный индикатор заряда на логической микросхеме) для контроля уровня заряда ячейки. Таким образом можно сделать портативный перезаряжаемый источник питания для различных устройств (например, осциллографа DSO-138 - тогда нужно выставить 9 Вольт на выходе инвертора). КПД преобразователя 60-70% т.е. из 2000 мАч на ячейке вы получите максимум 1400мАч к заряду вашего потребителя. Также продаётся инвертор, уже настроенный на 5В и с разъемом USB, но приобрести его сложнее.
Выводы. Применение в ремонте:
Данный блок может быть применен как полная функциональная замена практически ЛЮБОМУ контроллеру заряда, управляющему одной ячейкой литиевой батареи в смартфоне, планшете, электронной книге. Если контроллер заряда в самом устройстве вышел из строя полностью, то светодиоды для визуального контроля заряда можно вывести из корпуса через щель или распаять отдельно.

В следующих постах планирую рассказать об аудиоусилителях. С вами был Kekovsky, спасибо за чтение.

Показать полностью 3
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: