موسوعة الإلكترونيات الحرة وتعليم البرمجيات.

مواضيع جديدة

السبت، 12 سبتمبر 2020

الوحدة mAH في البطاريات


شرح وحدة قياس سعة البطاريات mAh

ماذا تعني وحدة قياس mAH في البطاريات؟

كثيراً ما نراه على البطاريات بأنواعها المختلفة من وحدات كهربائية، مثل فرق الجهد (V) والتيار الكهربائي (A). لكن نحن هنا بصدد شرح وفهم نوع من الوحدات الكهربائية الأخرى وهي mAH أو الوحدة AH. إذن ما هي تلك الوحدات الكهربائية؟ ولماذا لا نجدها مطبوعة إلا على البطاريات؟

إضاقة الى ما سبق، سوف نعرض شرحاً لكل من Watt-hours أي الواط الناتج في الساعة الواحدة، ومعدلات التيار C Ratings.
لنفرض أن لدينا بطارية تزود حملاً معيناً بمقدار 1 أمبير، ومن هنا يجب أن ندرك أن البطارية لديها القدرة على تزويد عدد من الأمبيرات بحسب طلب ذلك الحمل، فعلى سبيل المثال، يكتفي المصباح الكهربائي بقدر معين من الأمبيرات لتشغيله، بينما يستهلك المحرك الكهربائي قدراً أعلى من المصباح بكثير علماً أن كلاهما يعملان على نفس فرق الجهد.
ومن هنا سنلاحظ أن المقاومة الكهربائية المتصلة بالبطارية، هي التي تحدد كمية التيار الخارجة  من تلك البطارية، فإذا كانت المقاومة قليلة فسيكون كمية التيار الكهربائي المتدفق من خلالها كبير والعكس صحيح أي إذا كانت المقاومة المتصلة بالبطارية كبيرة المقدار، فإن كمية التيار المارة في تلك المقاومة والصادرة من البطارية ستكون قليلة.
في بعض الأحيان، قد تتفاوت كمية التيار الخارجة من البطارية بحسب الطلب، وذلك نجده في الدارات الرقمية، وعند توصيل الدارات المتكاملة النتعددة الوظائف والشرائح الدقيقة Microchip.

الوحدة mAH أو AH

تعرف الوحدة mAH على أنها السعة الكهربائية بالمللي أمبير في الساعة الواحدة. باختصار، mAh تعني مللي أمبير ساعة وهي وحدة تقيس كمية الأمبيرات بمرور الوقت. تستخدم هذه الوحدة عادة لقياس سعة الطاقة للبطارية. بشكل عام، وكلما زادت سعة البطارية بوحدة المللي أمبير، طالت سعة البطارية أو عمر البطارية.
يعني الرقم الأعلى أن البطارية يمكنها تخزين المزيد من الطاقة (الأمبيرات إن صح التعبير)، وبالتالي فهي تتمتع بسعة أعلى. بالطبع، هذا يعني أيضاً عمر أطول للبطارية لاستخدام معين.
يجب علينا الأخذ بعين الاعتبار، أن وحدة الأمبير AMPs هي ليست نفس الوحدة Amp-hours
أي أن
Amps ≠ Amp-hours
لذلك يتم تعريف الأمبير على أنه سيل من الالكترونات، تجري في موصل. أما الوحدة AH فهي تعبير عن سعة البطارية بالأمبير والتي يتم تفريغها في زمن مقداره ساعة كاملة.
لذلك، نقيس وحدة التيار الكهربائي بوحدة الأمبير (A). ونقيس مقدار الشحن / سعة للبطارية بوحدة Ah. واليكم المثال التوضيحي التالي:
لنفرض أن هنالك بطارية كتب عليها العبارة 2000 mAH، أي أن سعتها التفريغية في الساعة الواحدة هي 2 أمبير (أو 2000 مللي أمبير)، وتم وصلها مع محرك كهربائي يستهلك 2 أمبير، فهذا يعني أن المحرك سيعمل لمدة ساعة كاملة. أما اذا وصلت تلك البطارية نفسها مع مصباح يستهلك 1 أمبير فإن تلك البطارية سوف تزود المصباح لمدة ساعتين.
وهنا مثال آخر، وهو يمكن لبطارية كتب عليها 3000 مللي أمبير تشغيل جهاز يسحب 100 مللي أمبير (100 mA) لمدة 30 ساعة، أو لجهاز آخر يسحب 200 مللي أمبير لمدة 15 ساعة. انظر الشكل أدناه

كم مقدار التيار الكهربائي التي تستطيع تزويده البطارية بوجود مقاومة صفرية؟

قد يتسائل البعض، وبناءً على القانون الكهربائي السابق المتعلق بالبطاريات، هل تزود البطارية آلاف الأمبيرات عند تلامس أطرافها الموجب والسالب معا وبشكل مباشر، أي عند عدم وجود مقاومة كهربائية؟ الجواب: بالطبع لا. ففي أي بطارية، تقوم الشركات المصنعة بوضع مقاومة داخلية تحد من خروج كمية التيار الكهربائي منها، وذلك خوفاً من انفجار البطارية من الحرارة الزائدة. وهذا يتم تحديده في الداتاشيت الخاص بالبطارية. ومن هنا، نستطيع معرفة سبب ارتفاع درجة الحرارة في البطاريات والنامة عن وجود المقاومة الداخلية.

وحدة الواط – ساعة في البطارية

في بعض الحالات قد تجد أن هنالك بطاريات مختلفة في الحجم وفرق الجهد، لكنها متساوية في مقدار السعة الداخلية بوحدة الـ mAH. الأمر الذي جعل منها تعريفاً جديداً في وحدة سعة البطاريات وهي الواط – الساعة (أي الواط في الساعة الواحدة Watt-hours).

ماذا نعني بوحدة واط – ساعة Watt – hour؟

يتم تعريف وحدة (الواط ساعة) على أنها مقدار الاستهلاك التي باستطاعة البطارية توفيره للأجهزة المتصلة بها في الساعة الواحدة. ويتم حسابها عن طريق حساب حاصل ضرب مقدار فولتية البطارية  مع وحدة السعة الكهربائية بوحدة الـ AH والمثال التالي يوضح الفكرة العامة:
لنفرض أن هنالك بطارية كتب عليها فرق جهد بمقدار 12 فولت، وسعة كهربائية بمقدار 2000 mAh فكم ساعة تشغيلية سيعمل المصباح الكهربائي عليها إذا علمت أن استهلاك ذلك المصباح بالواط هو 6 واط؟
الحل:
مقدار الاستهلاك التي باستطاعة البطارية توفيره بوحدة الواط ساعة هي =
مقدار البطارية بالفولت × سعة للبطارية بوحدة Ah =
12 × 2 = 24 واط ساعة، أي أن تلك البطارية ستزود قدراً من الطاقة بقيمة 24 واط لجهاز يستهلك تلك الطاقة بالكامل (أي 24 واط) في ساعة واحدة ثم ستنتهي تلك البطارية من العمل.
أما الزمن الذي سيعمل عليها المصباح المتصل بتلك البطارية فهو 24 ÷ 6 = 4 ساعات عمل.

ما هو الـ C Rating في البطارية؟

قد تجد أن هنالك في بعض البطاريات الحرف C والذي يشير الى أقصى حد من كمية التيار الكهربائي التي تستطيع البطارية تزويد الحمل أو الجهاز المرتبط بها. لذلك، قد تجد أن هنالك بطاريتان متماثلتان وكتب على كلاهما القيمة نفسها بوحدة mAh لكن الاختلاف بينها هو كمية التيار التي تستطيع كل منها إخراجه أثناء التوصيل أي الـ C Ratings.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

اترك لنا أي سؤال أو تعليق ونحن نسعد بخدمتكم وإجابة استفساراتكم

???????