TopΛεξικό τεχνικών όρωνΧωρητικότητα μπαταρίας

Χωρητικότητα μπαταρίας

Η μπαταρία είναι ένας τύπος γαλβανικού στοιχείου ικανός να συσσωρεύει την ηλεκτρική ενέργεια. Χρησιμοποιείται σχεδόν σε κάθε κλάδο της βιομηχανίας. Ανεξάρτητα από τον τύπο, την κατασκευή και τις διαστάσεις της, όλες διαθέτουν την δική τους ονομαστική τάση καθώς και την χωρητικότητα που εκφράζεται σε αμπερώρια. Η χωρητικότητα μιας μπαταρίας από τεχνικής απόψεως είναι η ονομαστική χωρητικότητα. Αναφέρεται σε μια πλήρως λειτουργική και κατάλληλα φορτισμένη μπαταρία αποφορτισμένη από το συνεχές ρεύμα για ένα διάστημα 20 ωρών σε θερμοκρασία 20°C, έως την στιγμή που ένα στοιχείο αποκτά τιμή 1,7 V (10,2 V για μπαταρία 12 V). Η αποφόρτιση της μπαταρίας σε τιμή κάτω των 10 V επιφέρει τον κίνδυνο υψηλής περιεκτικότητας σε θείο και κατά συνέπεια την ζημιά ή την δραστική μείωση της χωρητικότητας. Η ονομαστική χωρητικότητα είναι στενά συνδεδεμένη με τον ορισμό του ονομαστικού ρεύματος, το οποίο καθορίζει την τιμή του ρεύματος εκφόρτισης της μπαταρίας σε διάστημα 20 ωρών. Αυτό υπολογίζεται διαιρώντας την χωρητικότητα της μπαταρίας με το 20. Για παράδειγμα, το ονομαστικό ρεύμα για μια μπαταρία χωρητικότητας 40 Ah ανέρχεται στα 2 A. Φυσικά όσο υψηλότερη είναι η τιμή αυτή, τόσο μεγαλύτερη είναι και η χωρητικότητα της μπαταρίας, η οποία με της σειρά της μεταφράζεται στον χρόνο στον οποίο η συσκευή είναι σε θέση να λειτουργήσει έως την στιγμή της πλήρους αποφόρτισης.

 

Εικ. 1. Δύο δημοφιλείς συσσωρευτές της εταιρείας Delta. Από τα αριστερά 12 V 7,2 Ah και 12 V 18 Ah (οι συσσωρευτές αυτοί διακρίνονται για την μεγάλη τους διάρκεια ζωής σε σχέση με τους κλασσικούς)

 

 

 

Στην πράξη η χωρητικότητα της μπαταρίας δεν είναι τίποτα άλλο από την ικανότητα συσσώρευσης ηλεκτρικού φορτίου, ενώ το αμπερώριο (Ah) είναι το γινόμενο της έντασης του ρεύματος εκφόρτισης (A) και ο χρόνος εκφόρτισης της μπαταρίας (h) σε μια καθορισμένη τάση. Για παράδειγμα, μια μπαταρία με χωρητικότητα 18 Ah θα πρέπει θεωρητικά να τροφοδοτεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα με ένταση ρεύματος 1 A για 18 ώρες. Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας διπλασιάζεται στις 36 ώρες εάν η κατανάλωση ρεύματος από το τροφοδοτούμενο κύκλωμα είναι δύο φορές μικρότερη, δηλαδή 0,5 A. Βεβαίως στην πράξη αυτές οι τιμές μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον τρόπο εκφόρτισης, τις συνθήκες εργασίας και την κατάσταση της μπαταρίας.

 

Υπάρχει σημαντικός λόγος που η χωρητικότητα που δηλώνεται από τους κατασκευαστές μπαταριών, αναφέρεται σε δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε θερμοκρασία των 20°C. Ανάλογα με την τεχνολογία κατασκευής της μπαταρίας, η χωρητικότητά της επηρεάζεται κατά έναν μεγάλο βαθμό από την θερμοκρασία. Μαζί με την μείωση της θερμοκρασίας στην οποία αποφορτίζεται η μπαταρία, μειώνεται επίσης και η χωρητικότητά της. Για παράδειγμα, στις μπαταρίες μολύβδου-οξέος σε θερμοκρασία 0°C η χωρητικότητα της μπαταρίας ανέρχεται στο 85% της ονομαστικής χωρητικότητας. Σε θερμοκρασίες υπό το μηδέν, η μείωση της χωρητικότητας της μπαταρίας είναι αρκετά εμφανής, ενώ για θερμοκρασίες –10°C ανέρχεται μόνο στο 75% της ονομαστικής χωρητικότητας. Οι υψηλές θερμοκρασίες δεν είναι και αυτές φιλικές για τις μπαταρίες. Η υπερβολικά υψηλή θερμοκρασία εργασίας της μπαταρίας επηρεάζει την διάρκεια ζωής της, με αποτέλεσμα την γρηγορότερη φθορά της. Γι' αυτό το λόγο κατά την εγκατάσταση μπαταριών σε τροφοδοτικά αδιάλειπτης παροχής, πρέπει να δίνεται προσοχή ώστε να υπάρχει ελεύθερη ροή αέρα γύρω από αυτές.

 

Για μικρότερες μπαταρίες που έχουν εφαρμογή σε φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, φορητούς υπολογιστές ή κινητά τηλέφωνα, η χωρητικότητά τους δίνεται σε μονάδα υποπολλαπλάσια του Ah – το mAh (μιλιαμπερώριο).

 

Η χωρητικότητα μιας μπαταρίας καθορίζει επίσης το ρεύμα φόρτισης. Θεωρείται, ότι δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,1 της χωρητικότητας της μπαταρίας. Για παράδειγμα μια μπαταρία με χωρητικότητα 18 Ah θα πρέπει να φορτιστεί με ρεύμα περίπου 1,8 A. Δυστυχώς με κάθε κύκλο αποφόρτισης και φόρτισης της μπαταρίας, μειώνεται η χωρητικότητά της κάτι που είναι αναπόφευκτο. Ωστόσο η σωστή χρήση, οι κατάλληλες συνθήκες εργασίας και η αποτροπή της πλήρους αποφόρτισής της, επιτρέπουν την παράταση της διάρκειας ζωής της.