电池额定值

由于电池通过在离子化学反应中交换电子来在电路中产生电流，并且任何充电电池中可用于反应的分子数量有限，因此任何电池在此之前可以通过电路激发的总电荷量必须有限它的能量储备已经耗尽。电池容量可以用电子总数来衡量，但这将是一个巨大的数字。我们可以使用库仑这个单位 （等于 6.25 x 1018 电子，或 6,250,000,000,000,000,000 电子）使数量更实用，但取而代之的是一个新的单位，安培小时 ，就是为此目的而制作的。由于 1 安培实际上是每秒 1 库仑电子的流速，而一小时有 3600 秒，我们可以说库仑和安培小时之间的正比：1 安培小时 =3600 库仑。当一个旧的可以做得很好时，为什么要组建一个新的单位？当然，让您作为学生和技术人员的生活更加困难！

用于测量电池容量的安培小时应用

容量为 1 安培小时的电池应该能够连续向负载提供 1 安培的电流 1 小时，或 2 安培的 1/2 小时，或 1/3 安培的 3 小时，等等。变得完全放电。在理想的电池中，连续电流和放电时间之间的这种关系是稳定和绝对的，但实际电池的行为并不完全像这个简单的线性公式所表明的那样。因此，当给出电池的安培小时容量时，它是在给定的电流、给定的时间下指定的，或者假设额定时间为 8 小时（如果没有给出限制因素）。

例如，在 3.5 安培的电流下，普通汽车电池的容量可能约为 70 安培小时。这意味着该电池可为负载持续提供 3.5 安培电流的时间为 20 小时（70 安培小时/3.5 安培）。但让我们假设一个电阻较低的负载连接到该电池，连续消耗 70 安培。我们的安培小时方程告诉我们，电池应该能坚持 1 小时（70 安培小时/70 安培），但在现实生活中可能并非如此。使用更高的电流，电池将通过其内部电阻散发更多热量，从而改变内部发生的化学反应。电池可能会在之前完全放电 在这个更大的负载下计算出来的时间为1小时。

相反，如果将非常轻的负载 (1 mA) 连接到电池，我们的方程会告诉我们电池应该提供 70,000 小时的电力，或者不到 8 年（70 安培小时/1 毫安），但是实际电池中的大部分化学能很可能在 8 年之前由于其他因素（电解液蒸发、电极老化、电池漏电流）而耗尽。因此，我们必须将安培小时关系视为电池寿命的理想近似值，安培小时额定值仅在制造商提供的指定电流或时间跨度附近可信。一些制造商会提供安培小时降额系数，指定在不同电流和/或温度水平下总容量的减少。

对于二次电池，安培小时额定值提供了在任何给定充电电流水平下所需充电时间的规则。例如，上例中的 70 安时汽车电池在 7 安培（70 安时/7 安培）的恒定充电电流下从完全放电状态充电需要 10 小时。

此处提供了一些常见电池的大约安培小时容量：

• 典型的汽车电池：70 安时 @ 3.5 A （二次电池）
• D 型碳锌电池：4.5 安时 @ 100 mA （原电池）
• 9 伏碳锌电池：400 毫安小时 @ 8 mA （原电池）

如何检查电池的状况 - 有负载和无负载？

当电池放电时，它不仅会减少其内部储存的能量，而且其内阻也会增加（随着电解质的导电性越来越低），并且其开路电池电压会降低（随着化学物质变得越来越稀）。放电电池表现出的最具欺骗性的变化是电阻增加。检查电池状况的最佳方法是负载下的电压测量 ，而电池正在通过电路提供大量电流。否则，即使内部电阻显着增加，在端子上进行简单的电压表检查也可能错误地指示电池状况良好（电压充足）。什么构成“大电流”取决于电池的设计参数。电压表检查显示电压过低，当然，肯定表明电池已放电：

充满电的电池：

现在，如果电池放电一点。 . .

. . .并进一步放电。 . .

. . .再往前走一点，直到它死了。

请注意，在负载下检查电池电压时，与无负载时相比，电池的真实状况显示得有多好。这是否意味着仅用电压表（空载）检查电池是没有意义的？嗯，不。如果一个简单的电压表检查显示 13.2 伏电池只有 7.5 伏电压，那么您无疑知道它已经没电了。但是，如果电压表显示 12.5 伏特，则它可能已接近充满电或电量已耗尽——如果不进行负载检查，您就无法判断。还请记住，用于将电池置于负载下的电阻必须与预期耗散的功率量相符。为了检查大型电池，例如汽车（标称 12 伏）铅酸电池，这可能意味着额定功率为数百瓦的电阻器。

评论：

• 安培小时 是电池能量容量的单位，等于电池在耗尽其内部储存的化学能之前可以提供的持续电流量乘以放电时间。

• 安培小时电池额定值只是电池充电容量的近似值，只能在制造商指定的当前水平或时间下信任。对于非常高的电流或非常长的时间，无法准确地推断出这样的额定值。
• 放电后的电池会失去电压并增加电阻。检查电池没电的最佳方法是在负载下进行电压测试。

相关工作表：

• 电池工作表
• 基本电压表使用工作表