배터리는 암페어 시간으로 측정되지만 전기 사용량은 킬로와트 시간으로 측정되는 이유는 무엇입니까?


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나는 배터리의 에너지 사용량에 대해 읽었으며 왜 가정용 전기 사용량과 다른 단위로 측정되는지 이해하지 못합니다. 암페어 시간에는 볼트 측정이 포함되지 않습니다. 그러나 내 이해는 배터리가 가정용 전기 사용량 (120V, 220V, ...)만큼 일정한 전압 (1.5V, 9V, ...)을 가지고 있다는 것입니다. 그래서 왜 그들이 다른 단위를 측정하는지 알 수 없습니다.


참고. 귀하의 질문이 배터리 측정의 주제에 닿는 것 같습니다. 최근 개요 기사는 다음과 같습니다. batteryuniversity.com/learn/article/…
Nick Alexeev

답변:


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kWh 는 그리드 고객에게 청구되는 에너지 측정 단위이며 일반적으로 송장에 쉽게 이해할 수있는 숫자 (0-1이 아닌 0-1000 또는 매우 큰 숫자, 불행히도 많은 사람들을 혼동하는 범위)로 표시됩니다. .

Ah 는 전하 측정입니다. 배터리 (또는 커패시터)는 작동 조건에 관계없이 일정량의 전하를 저장할 수 있지만 출력 에너지는 변할 수 있습니다. 특정 작동 조건에서 배터리의 전압 곡선을 알고 있으면 (회로, 온도, 수명) 출력 에너지도 알려져 있지만 그렇지 않은 경우에는 꽤 좋은 추정치를 얻을 수 있습니다.

정전압 소스에 대해 Ah 에서 로 변환하려면 kWh해당 전압을 곱하십시오. 변화하는 전압 및 / 또는 전류 소스의 경우 시간이 지남에 따라 통합 :

1kWh1000Wht1t2I(t)E(t)dt ;  E [V], I [A], t1,2 [h]

그리드 고객에게는 전력 및 에너지 비용이 모두 청구됩니다. 배터리의 "출력 에너지"는 변경할 수 없습니다 (생성 또는 파괴되지 않음). 나는 당신이 "출력"을 의미한다고 생각합니다. 이차 (즉, 충전식) 배터리의 에너지 저장 용량은 배터리 수명이 지남에 따라 배터리 구조에 변화가 생길 수 있습니다 (작업이 완료 되었기 때문에).
Argyle

배터리의 출력 에너지와 충전은 @Josh에서 온도와 전류 소모의 변화와 관련하여 변화하지만 에너지를 전달하는 데 걸리는 쿨롱의 수는 더 일정합니다. 채팅 으로 전력 하나만 청구 할 수있는 방법에 대해 설명해 주시면 괜찮 습니다.
tyblu

내 나쁜, 당신의 사용법이 정확합니다. 나는 여기서 힘과 에너지를 구별하는 것이 중요하다고 생각했지만 그것들은 직접적으로 관련되어 있습니다. 에너지는 전력의 필수 요소이므로 에너지 출력은 전력 출력에 따라 다릅니다. 배터리의 요점은 에너지를 저장하는 것입니다. 물론 배터리를 사용할수록 출력이 줄어 듭니다. 전력은 일반적으로 거주 고객에게만 청구되지는 않지만 (우리가 지불하는 것의 일부는 인프라에 지불되지만) 대고객에게는 "수요 요금"으로 청구됩니다.
Argyle

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배터리 전압에 대한 참고 사항 : 정격 배터리 전압은 "공칭"입니다. 완전 충전 된 12 볼트 납 축전지는 실제로 ~ 14.4 볼트에서 시작하여 에너지를 끌어 올 때 떨어집니다. 실제 배터리 전압은 충전 상태, 배터리 수명,로드 프로파일, 화학 등으로 제한되지 않는 여러 요인에 따라 다릅니다. 예를 들어 3.7V (공칭)의 리튬 이온 배터리는 4.15V에서 시작될 수 있습니다. 재충전이 필요하기 전에 ~ 2.7V로 줄어 듭니다.

와트시 (또는 kW-H)는 배터리의 에너지 저장 용량을 나타내는 지표입니다. 반면, 암페어 시간은 더 이상 배터리를 사용할 수 없었기 전에 한 시간 동안 완전 충전 상태에서 배터리에서 소비 할 수있는 최소 암페어 수를 나타냅니다. 그 흐름의 수준을 제공하는 것 (아마도 정격 전압 이상)? 그것들은 밀접하게 관련되어 있지만 동등하지는 않습니다. 일부 배터리는 고전류 드로우 장치 용으로 설계되었으며, 다른 배터리는 저 전류 드로우 장치 용으로 오랫동안 지속되도록 설계되었습니다.

Appended : 이제 휴대 전화 배터리를 살펴보면 세 가지 등급이 모두 인쇄되어 있습니다. 공칭 전압 정격이 3.7V 인 리튬 이온 배터리입니다. 에너지 용량은 4.81 와트시로 표시되어 있습니다. 전기 요금은 1300 milliAmp-Hours입니다. 이것은 에너지 = 전압 * 전기 충전 (적어도 배터리 등급 측면에서)을 나타내는 것으로 보이지만,이 방정식은 P = VI의 통합이 진행되고 V가 더 비슷하다는 사실을 숨기고 있다고 생각합니다. 상수보다 평균값이 크면 근사치가 꽤 좋습니다.


완전 충전 된 배터리의 전압 (24H 동안 그대로 유지됨)은 14.4V가 아니라 13V에 가깝습니다. 14.4V는 충전기가 충전 단계에서 사용하는 전압입니다.
Gunnish

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"암페어 시간은 한 시간 동안 완전 충전 상태에서 배터리에서 소비 할 수있는 최소 암페어 수를 나타냅니다." 사실이 아닙니다. 2 암페어를 생산하지 않는 2000mAH 배터리를 쉽게 얻을 수 있지만 4 시간 동안 500mA를 생산할 수 있습니다.
로켓은 빠르다

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배터리가 작동하는 방식에 따라 배터리가 밀어 낼 수있는 총 쿨롱은 배터리가 저장할 수있는 총 에너지보다 직접적으로 떨어집니다. 전압이 일정하지 않습니다. 하나의 충전 상태에 따라 다르며 두 가지 관계는 배터리 화학에 따라 매우 다를 수 있습니다. 이 모든 것은 Ah가 Wh 또는 Joules보다 배터리 제조업체와 더 관련이 있다고 말합니다.

줄은 물론 회로 설계와 관련이있을 수 있으므로이 정보는 Amp-hour Rating이라는 2 초 사운드 바이트에는 포함되지 않습니다. 배터리 데이터 시트는 상당히 복잡 할 수 있습니다. 대부분의 경우와 마찬가지로 많은 상충 관계가 있으며 철저한 정보는 하나 이상의 숫자입니다. 배터리를 신속하게 특성화하기 위해 두 개의 숫자 만 선택해야하는 경우 전압 및 암페어 시간은 다른 것만큼이나 우수하며 업계가 수렴 한 것입니다.


Ah의 문제는 부하에 따라 다르며 일반적으로 배터리에있는 짧은 정보에는 지정되어 있지 않으며 제조업체에서 항상 사용할 수는 없습니다.
Gunnish

@Gunnish : 내가 본 모든 배터리 데이터 시트는 배터리가 다양한 조건에서 생산할 수있는 것에 대한 아이디어를 제공합니다. Ah는 매우 일반적입니다. 예, 배터리가 제공 할 수있는 전류는 현재 프로파일, 온도 및 기타 매개 변수에 따라 다르지만 총 에너지도 다릅니다. 모든 것은 배터리와 관련하여 다른 많은 매개 변수의 기능이지만 총 전달 가능 충전량은 총 전달 가능 에너지와 같은 다른 것보다 일정합니다.
Olin Lathrop

@ 조쉬 : 아니, 쉽지 않아. 배터리가 제공 할 수있는 총 요금 않는 부하에 따라 달라집니다. 양호한 배터리 데이터 시트에는 방전 전류에 대한 Ah 곡선 또는 공칭 값의 경감 계수가 표시됩니다. 25Ah 배터리는 25 시간 동안 10 시간 방전 (2.5A)에 걸쳐 정격입니다. 예를 들어 25A에서 75 %를 얻을 수 있습니다. 낮은 온도에서는 추가로 내려갑니다. 이 모든 것은 배터리 화학, 구조 세부 사항 및 다양한 다른 매개 변수에 따라 다릅니다. 배터리가 복잡합니다. 데이터 시트를 한 번보십시오.
Olin Lathrop

3

배터리 전압은 수명이 다하면 변합니다. 전류는 연결된 회로에 의해 설정됩니다.

전류는 알려진 일정한 값이며 예측할 수 있고 전압은 예측할 수 없으므로 단위는 예측 가능한 값에 있습니다.

전기 공급은 일정한 전압이며 예측할 수 있습니다.


나는이 간결한 대답이 받아 들여진 대답보다 훨씬 낫다고 생각합니다. 그것은 왜 "왜?"
Ryan V. Bissell

그 이유를 완전히 이해하지는 못하지만 답이 "배터리에서 저장 및 복구 할 수있는 전기 쿨롱 수 (암페어 또는 1 / 3.6mAh)는 거의 일정하다" 동일한 배터리에 저장 및 복구 할 수있는 에너지의 줄 (J 또는 1 / 3,600,000kWh)의 수명은 수명에 따라 상당히 다양합니다. "라고 동의합니다.
codeshot

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아직 언급되지 않은 한 가지 요인은 배터리에 일정량의 내부 저항이 있기 때문에 더 많은 전류를 소비하면 전압이 저하되는 것입니다. 어느 정도 방전 된 특정 배터리는 10mA를 공급할 때 12V, 100mA를 공급할 때 10V를 공급한다고 가정합니다. 배터리에서 10 시간 동안 10mA를 소비하면 한 시간 동안 100mA를 소비하는 것만 큼 방전되지만, 이전 시나리오에서는 배터리가 "유용한"에너지를 20 % 더 많이 공급했을 것입니다. 요점 : 배터리를 천천히 소모하려고 할 때보 다 배터리를 빨리 소모하려고 할 때 배터리의 많은 부분의 에너지가 손실됩니다.

전력선에도 일정한 수준의 저항이 있으며 유사한 요인이 적용될 수 있지만, 상주 고객의 계량기에 도달하는 선간 전압은 일반적으로 해당 고객의 사용에 영향을받지 않습니다. 한 전력 회사는 126V에서 1A를 공급하는 데 필요한 것보다 20 % 적은 에너지 (단위 시간당)를 사용하여 105V에서 1A를 공급할 수 있습니다. 고객이 암페어 시간당 요금을 청구 한 경우 전력 회사는 가능한 최저 전압에서 에너지를 공급할 인센티브를 갖게됩니다. kWh 당 청구는 고객의 청구 가능 사용량이 전력 회사가 공급하기 위해 생성해야하는 에너지의 양에 비례 함을 의미합니다. 또한 일부 장치 (예 : 유도 모터)는 종종 같은 양의 작업을하는 동안 더 높은 전압에서 더 적은 전류를 소비합니다.


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단순히 "Amp.Hour"는 과학 단위 나 SI 단위가 아닙니다. Amp.hr은 배터리 제조업체가 사용하는 정격이지만 1 시간 = 1 쿨롱 / 초로 1 시간을 곱하면 두 시간 요소가 취소되고 결과는 단순히 1 Amp.Hr = 3600 쿨롱 충전이며 시간 요소는 포함되지 않습니다 . 배터리 제조업체의 약간의 연기와 거울. 배터리가 어떻게 작동하는지 실제로 알고 싶다면 영업 사원의 말을 듣는 것보다 조금 더 깊게 보일 것입니다 ...!


암페어 시간은 암페어와 시간이 과학적으로 정의되어 있다는 점에서 과학적입니다. amp-hour는 엔지니어링에서 매우 일반적으로 사용됩니다. 이 질문에는 7 년 전의 답변이 있습니다.
트랜지스터
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