Capacidade de uma bateria
A capacidade de uma bateria define a sua capacidade energética é expressa em ampere-hora (1 A·h = 3600 coulombs). Se uma bateria debita um ampere (1 A) de corrente (fluxo) por uma hora, tem uma capacidade de 1 A·h. Se puder fornecer 1 A por 10 horas, sua capacidade é 10 A·h.
O que significa Capacidade Ah ?
Ah (ampere-hora) define a capacidade da bateria, ou seja, a intensidade(amperes) que pode debitar durante 1 hora. Isto indica a autonomia da bateria debitando a corrente referida na capacidade, por exemplo:
Capacidade (C) = corrente de descarga (I) x tempo de descarga (t)
Em teoria é possível consumir em um circuito, de uma bateria 4000 mAh ou (4 Ah):
- 4 A durante 1 hora
- 0.4 A durante 10 horas
Na prática os valores de débito máximos permitidos podem não ser atingidos por causa de diversos fatores:
Bateria com elementos sem carga máxima (acontece normalmente em baterias que têm algum tempo de utilização)
Cargas externas que adicionam resistência ao valor total da bateria.
Parâmetros Bateria
- Auto-descarga mensal
- (ADM) (%).
- Capacidade das baterias
- (CBat)(Ah).
- Profundidade de descarga máxima
- (DODmax)(%).
- Tensão das baterias
- (VBat)(V).
De uma forma geral, quanto maior for a célula, mais corrente e energia pode fornecer. A capacidade da célula é a corrente que uma célula pode fornecer antes da tensão cair abaixo de um valor limiar pré determinado. Por exemplo, as baterias alcalinas de 9 volts (que contêm internamente seis pilhas alcalinas de 1,5 volts) são geralmente categorizadas com 1 Ampere-hora, o que significa que a bateria pode fornecer continuamente um ampere de corrente durante uma hora, antes de ficar sem carga. Na medição da capacidade, a pilha de 9 volts alcalina é declarado esgotada e não-funcional quando a tensão da bateria cai abaixo de 5,4 Volts (valor padronizado).
No entanto, a capacidade da bateria depende da forma como a bateria é utilizada. A medição amperes-hora padrão geralmente assume o tempo de descarga em 20 horas. Isto é, a bateria de 9 volt deveria ser testado para fornecer 1/20 da sua capacidade nominal (50 miliamperes) durante vinte horas. Se fosse a carga fosse consumida rapidamente, com um teste de uma hora ou com um dispositivo de elevado consumo, a capacidade efetiva seria muito menor. A tensão ficará abaixo do limiar antes de o consumo esgotar a sua capacidade de um ampere-hora.
Capacidade Baterias/Pilhas AA
| Tipo Bateria | Tensão Durante Descarga | miliamperes-hora (mAh) | Watt-hora Wh | Joules J | Imagem |
|---|---|---|---|---|---|
| Alcalina Long-life |
1.225 | 2122 | 2.60 | 9360 |  |
| Carvão-zinco | 1.1 | 591 | 0.65 | 2340 | |
| Niquel-Cadmium | 1.2 | 1000 | 1.20 | 4320 | |
| NiMH | 1.2 | 800 | 0.96 | 3456 | |
| Iões Litio | 3.6 | 853 | 3.1 | 11050 | |
| NiMH | 1.2 | 2100 | 2.52 | 9072 |
Capacidade Baterias/Pilhas AAA
| Tipo Bateria | Tensão Durante Descarga | miliamperes-hora (mAh) | Watt-hora Wh | Joules J | Imagem |
|---|---|---|---|---|---|
| Alcalina Long-life |
1.225 | 1150 | 1.41 | 5071 |  |
| Carvão-zinco | 1.1 | 320 | 0.35 | 1268 | |
| Niquel-Cadmium | 1.2 | 300 | 0.36 | 1296 | |
| NiMH | 1.2 | 800 | 0.96 | 3456 |
Capacidade Baterias/Pilhas C
| Tipo Bateria | Tensão Durante Descarga | miliamperes-hora (mAh) | Watt-hora Wh | Joules J | Imagem |
|---|---|---|---|---|---|
| Alcalina Long-life |
1.225 | 7800 | 9.56 | 34398 |  |
| Carvão-zinco | 1.1 | 2172 | 2.39 | 8600 | |
| Niquel-Cadmium | 1.2 | 2500 | 3.00 | 10800 | |
| NiMH | 1.2 | 4500 | 5.40 | 19440 |
Capacidade Baterias/Pilhas D
| Tipo Bateria | Tensão Durante Descarga | miliampereshora (mAh) | Watt-hora Wh | Joules J | Imagem |
|---|---|---|---|---|---|
| Alcalina Long-life |
1.225 | 17000 | 20.83 | 74970 |  |
| Carvão-zinco | 1.1 | 4733 | 5.21 | 18743 | |
| Niquel-Cadmium | 1.2 | 5000 | 6.00 | 21600 | |
| NiMH | 1.2 | 9500 | 11.40 | 41040 |
Lei de Peukert
A Lei de Peukert é uma equação usada para estimar a capacidade efetiva de uma bateria em diferentes taxas de descarga. A fórmula é a seguinte:
- k → expoente de Peukert.
- Th → capacidade ajustada à corrente de descarga atual.
- Tc → capacidade nominal na taxa de descarga de 20 horas.
- I → corrente de descarga atual.
- Ic → corrente nominal de descarga (geralmente a taxa de 20 horas).
- A idade da bateria não é considerada, o expoente de Peukert aumenta com a idade da bateria;
- O efeito da temperatura não está incluído na equação;
- Se o cálculo é para uma taxa de descarga baixa, não se considerada o fato de que cada bateria ter uma taxa de auto-descarga.
Expoente de Peukert em função da tecnologia
O expoente de Peukert, k, é fornecido pelo fabricante sendo específico de cada bateria.
- Baterias de Chumbo-Ácido
- Nas baterias de chumbo-ácido está na faixa de 1,1 a 1,3.
- Baterias de Íon de Lítio
- Para baterias de íon de lítio é geralmente menor que o de baterias de chumbo-ácido, muitas vezes próximo de 1.
- Baterias de Níquel-Cádmio (NiCd)
- O expoente para baterias de NiCd situa-se entre 1,1 e 1,2.
- Baterias de Níquel-Metal-Hidreto (NiMH)
- Nas baterias de NiMH é semelhante ao das baterias de NiCd, geralmente no intervalo de 1,1 a 1,2.
- Baterias de Íon de Lítio Ferro-Fosfato (LiFePO4)
- Geralmente é um pouco maior do que o das baterias de íon de lítio padrão, mas, ainda assim, mais baixo do que o das baterias de chumbo-ácido.
Exemplo
Considera-se uma bateria de chumbo-ácido com capacidade nominal de 120 Ah a uma taxa de descarga de 20 horas (Tc=100 Ah), uma corrente de descarga nominal de 5 A (Ic=5 A ) e um expoente de Peukert de 1,2 (k=1,2). Se pretendermos saber qual seria a capacidade ajustada para uma corrente de descarga de 10 A (I=10 A):
Th=120/((10/5)1,2)
