Por que as baterias são medidas em ampères-hora, mas o uso de eletricidade é medido em kilowatt-hora?

Eu estava lendo sobre o uso de energia nas baterias e não entendo muito bem por que é medido em unidades diferentes do uso doméstico de eletricidade. Uma ampère-hora não inclui uma medida de volts. Mas meu entendimento é que a bateria tem uma tensão constante (1.5V, 9V, ...), tanto quanto o uso de eletricidade em casa (120V, 220V, ...). Portanto, não vejo por que eles têm unidades diferentes pelas quais são medidos.

é uma medida de energia, para a qual os clientes da rede são cobrados e geralmente aparece em sua fatura em números facilmente compreendidos (0-1000, não 0-1 ou números muito grandes; intervalos que, infelizmente, confundem muitas pessoas) .$kW \cdot h$

$A \cdot h$

$A \cdot h$$kW \cdot h$

Uma observação sobre a voltagem da bateria: A voltagem nominal da bateria é "nominal". Uma bateria de chumbo-ácido de 12 volts totalmente carregada começa em torno de 14,4 volts e cai quando você extrai energia dela. A tensão real da bateria depende de vários fatores, não limitados ao estado da carga, idade da bateria, perfil de carga, química, etc., etc. Por exemplo, uma bateria de íon de lítio de 3,7V (nominal) pode iniciar a 4,15 volts e diminuir para ~ 2,7 volts antes de exigir recarga.

Watt-hora (ou kW-H) é um indicador da capacidade de armazenamento de energia da bateria, enquanto amp-horas se refere a quantos amplificadores no mínimo você pode extrair de uma bateria com carga total por uma hora antes que ela não seja mais capaz de fornecer esse nível de fluxo (talvez igual ou acima da tensão nominal?). Eles estão intimamente relacionados, mas não equivalentes. Algumas baterias são projetadas mais para dispositivos de consumo de alta corrente, enquanto outras são projetadas para durar muito tempo para dispositivos de consumo de corrente mais baixa.

Anexado: Agora que olho para a bateria do meu telefone celular, percebo que ela tem todas as três classificações impressas. É uma bateria de íon de lítio cuja tensão nominal é de 3.7V. Sua capacidade de energia está marcada como 4,81 Watt-hora. Sua classificação de carga elétrica é de 1300 milliAmp-Hours. Isso parece indicar que Energia = Tensão * Carga elétrica (pelo menos em termos de capacidade da bateria), embora eu ache que essa equação oculte o fato de que há uma integração de P = VI em andamento e que V é mais como um valor médio que uma constante, o que provavelmente fornece uma boa aproximação.

Do modo como uma bateria funciona, o total de coulombs que ele pode carregar cai mais diretamente do que a energia total que pode armazenar. A tensão não é constante. Varia de acordo com o estado de carga de um, e a relação entre os dois pode ser bem diferente entre os químicos da bateria. Tudo isso significa que Ah é mais relevante para os fabricantes de baterias do que Wh ou Joules.

É claro que os joules podem ser relevantes para o projeto do circuito, portanto, essas informações estão disponíveis, mas não são incluídas na picada de som de 2 segundos denominada classificação Amp-hour. As folhas de dados da bateria podem ficar bastante complexas. Como na maioria das coisas, há uma série de vantagens e desvantagens e informações completas são mais do que um único número. Se você precisar escolher apenas dois números para caracterizar rapidamente uma bateria, Volts e Amp-hours são tão bons quanto qualquer outro e são para os quais a indústria convergiu.

A voltagem das baterias muda ao longo da sua vida útil. A corrente é definida pelo circuito ao qual está conectado.

Como a corrente é um valor conhecido constante e pode ser prevista, e a tensão não, as unidades estão no valor que pode ser previsto.

Seu fornecimento de eletricidade é uma tensão constante e pode ser previsto.

Um fator ainda não mencionado é que, como as baterias possuem uma certa resistência interna, consumir mais corrente fará com que a tensão caia. Suponha, hipoteticamente, que uma determinada bateria descarregada forneça 12 volts ao fornecer 10mA ou 10 volts ao fornecer 100mA. O consumo de 10mA da bateria por 10 horas o descarregará tanto quanto o consumo de 100mA por uma hora, mas no cenário anterior a bateria teria fornecido 20% mais energia "útil". Ponto principal: uma fração maior da energia de uma bateria será perdida ao tentar drená-la rapidamente do que ao tentar drená-la lentamente.

As linhas de energia também têm um certo nível de resistência, e fatores similares podem ser aplicados, mas a tensão da linha que atinge o medidor de um cliente residencial geralmente não é afetada de maneira significativa pelo uso desse cliente. Uma empresa de energia poderia fornecer um amplificador a 105 volts usando 20% menos energia (por unidade de tempo) do que seria necessário para fornecer um amplificador a 126 volts. Se os clientes fossem cobrados por amp-hora, as empresas de energia teriam um incentivo para fornecer sua energia com a menor voltagem possível. Faturamento por kWh significa que o uso faturável do cliente será proporcional à quantidade de energia que a empresa de energia elétrica deverá gerar para fornecê-lo. Aliás, alguns dispositivos (por exemplo, motores de indução) costumam consumir menos corrente em tensões mais altas (enquanto executam a mesma quantidade de trabalho),

Simplesmente um "Amp.Hour" não é uma unidade científica ou SI. Amp.hr é uma classificação que os fabricantes de baterias usam, mas porque um ampre = um Coulomb por segundo, quando multiplicados por uma hora, os dois fatores de tempo se cancelam e o resultado é simplesmente 1 Amp.Hr = 3600 Coulombs de carga, sem fator de tempo envolvido . Então, um pouco de fumaça e espelhos dos fabricantes de baterias. Se você quer realmente saber como a bateria vai funcionar, terá que parecer um pouco mais profundo do que acreditar na palavra do pessoal de vendas ...!