mAh na Wh i Ah na kWh da się przeliczyć tylko wtedy, gdy znasz napięcie baterii. Sama pojemność podana w mAh albo Ah nie mówi jeszcze, ile energii realnie ma akumulator. Kluczowy wzór jest prosty: energia w Wh to pojemność w Ah pomnożona przez napięcie w V.
Dlatego 10 000 mAh przy 3,7 V oznacza około 37 Wh, ale 10 000 mAh przy 5 V oznaczałoby już 50 Wh. Ta sama liczba mAh może więc dawać inny wynik, jeśli zmieni się napięcie ogniwa, pakietu albo wyjścia urządzenia.
Dlaczego mAh i Ah nie wystarczą do obliczenia energii?
mAh i Ah opisują pojemność ładunkową baterii, czyli ile prądu może ona oddawać przez określony czas. Wh i kWh opisują energię. To nie jest ta sama jednostka w innej skali.
Brakującym elementem jest napięcie. Dopiero połączenie pojemności i napięcia pokazuje, ile energii znajduje się w baterii lub pakiecie akumulatorów.
\text{Wh} = \text{Ah} \times VMożna to zapamiętać prosto: Ah mówi, ile ładunku może przepłynąć, V mówi, przy jakim napięciu ten ładunek pracuje, a Wh pokazuje energię. Dlatego porównywanie samych Ah przy różnych napięciach szybko prowadzi do błędnych wniosków.
Jeśli chcesz dobrze rozumieć te zależności, trzeba odróżniać pojemność, napięcie i energię. Samo napięcie nie mówi jeszcze, ile energii ma bateria, ale bez napięcia nie da się tej energii policzyć. W szerszych przeliczeniach jednostek energii przyda się też kategoria przeliczanie jednostek.
Najważniejsze wzory: mAh, Ah, Wh i kWh
| Co chcesz obliczyć? | Wzór | Co musisz znać? |
|---|---|---|
| mAh na Wh | Wh = mAh × V / 1000 | napięcie baterii [V] |
| Ah na Wh | Wh = Ah × V | napięcie baterii [V] |
| Ah na kWh | kWh = Ah × V / 1000 | napięcie pakietu [V] |
| Wh na Ah | Ah = Wh / V | napięcie baterii [V] |
| kWh na Ah | Ah = kWh × 1000 / V | napięcie pakietu [V] |
Wzory są proste, ale tylko wtedy, gdy wpiszesz właściwe napięcie. Przy pojedynczym ogniwie Li-ion często będzie to 3,6 V albo 3,7 V. Przy akumulatorze samochodowym najczęściej 12 V. Przy większych pakietach i magazynach energii często 24 V, 48 V albo więcej.
mAh na Wh: telefony, ogniwa i powerbanki
Przy telefonach, powerbankach i ogniwach Li-ion często spotkasz zapis w mAh. Żeby przeliczyć go na Wh, trzeba pomnożyć pojemność przez napięcie nominalne i podzielić przez 1000.
\text{Wh} = \frac{\text{mAh} \times V}{1000}| Pojemność | Napięcie | Energia |
|---|---|---|
| 1000 mAh | 3,7 V | 3,7 Wh |
| 2000 mAh | 3,7 V | 7,4 Wh |
| 5000 mAh | 3,7 V | 18,5 Wh |
| 10 000 mAh | 3,7 V | 37 Wh |
| 20 000 mAh | 3,7 V | 74 Wh |
| 27 000 mAh | 3,7 V | 99,9 Wh |
Ta tabela dobrze pokazuje, dlaczego przy powerbankach i bateriach lotniczych częściej liczy się Wh niż same mAh. Wh pozwala porównać realną energię, a nie tylko pojemność podaną dla konkretnego napięcia.
Ah na kWh: większe akumulatory 12 V, 24 V i 48 V
Przy większych akumulatorach częściej spotkasz zapis w Ah. Wtedy przeliczenie na energię wygląda tak samo, tylko wynik warto od razu podać w kWh.
\text{kWh} = \frac{\text{Ah} \times V}{1000}Poniższa tabela pokazuje, jak mocno napięcie zmienia wynik. Ta sama pojemność w Ah daje inną energię przy 12 V, 24 V i 48 V.
| Pojemność | 12 V | 24 V | 48 V |
|---|---|---|---|
| 10 Ah | 0,12 kWh | 0,24 kWh | 0,48 kWh |
| 50 Ah | 0,60 kWh | 1,20 kWh | 2,40 kWh |
| 100 Ah | 1,20 kWh | 2,40 kWh | 4,80 kWh |
| 200 Ah | 2,40 kWh | 4,80 kWh | 9,60 kWh |
Dlatego porównywanie samych Ah bywa mylące. Jeśli celem jest oszacowanie czasu pracy urządzenia, ważniejsze jest zwykle Wh albo kWh niż samo Ah.
Wh na Ah i kWh na Ah
Czasem trzeba wykonać przeliczenie w drugą stronę: znasz energię urządzenia albo magazynu energii i chcesz sprawdzić, jaka pojemność w Ah odpowiada tej wartości przy danym napięciu.
\text{Ah} = \frac{\text{Wh}}{V}Dla 500 Wh przy 12 V:
500 Wh / 12 V = 41,67 Ah
Przy kWh wzór wygląda tak:
\text{Ah} = \frac{\text{kWh} \times 1000}{V}Dla 2,4 kWh przy 48 V:
2,4 kWh × 1000 / 48 V = 50 Ah
Takie przeliczenie przydaje się przy doborze akumulatora do odbiornika, instalacji DC, małego magazynu energii albo zasilania awaryjnego. Jeśli znasz pobór energii urządzenia, łatwiej później oszacować, ile czasu może pracować na danym akumulatorze. Pomocny będzie też osobny kalkulator czasu pracy akumulatora.
Jakie napięcie wpisać do przelicznika?
Do prostych przeliczeń używaj napięcia nominalnego baterii lub pakietu. To uśredniona wartość, którą producent podaje jako typową dla danego ogniwa albo zestawu ogniw.
Przy klasycznych ogniwach litowo-jonowych często zobaczysz napięcie nominalne 3,6 V albo 3,7 V. Pełne naładowanie może oznaczać około 4,2 V na ogniwo, ale nie tej wartości zwykle używa się do prostego przeliczenia mAh na Wh z oznaczenia pojemności.
Przy akumulatorach i pakietach sytuacja wygląda podobnie. Dla akumulatora 12 V używasz 12 V jako wartości nominalnej, choć napięcie w czasie ładowania i rozładowania może się zmieniać. Dla pakietów 24 V i 48 V zasada jest taka sama.
| Napięcie | Typowe zastosowanie | Uwaga |
|---|---|---|
| 3,6-3,7 V | ogniwa Li-ion, wiele powerbanków | najczęściej napięcie nominalne pojedynczego ogniwa |
| 5 V | wyjście USB | nie zawsze jest to napięcie, dla którego podano pojemność powerbanku |
| 12 V | akumulatory samochodowe, małe systemy DC | wartość nominalna, nie stałe napięcie w każdej chwili pracy |
| 24 V | instalacje techniczne, pakiety akumulatorów | często spotykane w systemach DC |
| 48 V | magazyny energii, e-bike, większe pakiety | dużo większa energia przy tej samej liczbie Ah niż w 12 V |
Przy powerbanku pojemność w mAh najczęściej odnosi się do ogniw wewnętrznych, a nie do energii dostępnej bez strat na wyjściu USB. Przetwornica podnosi albo zmienia napięcie, więc część energii ginie na konwersji. W praktyce wpływ mają też temperatura, prąd rozładowania, wiek akumulatora i zakres pracy, w jakim bateria może być bezpiecznie używana.
Powerbank w samolocie: dlaczego liczy się Wh?
Przy przewozie powerbanków i baterii lotnicze limity zwykle podaje się w Wh, a nie w mAh. To ma sens, bo Wh opisuje energię. Same mAh nie wystarczają, jeśli nie wiadomo, przy jakim napięciu zostały podane.
Jak widać w tabeli powyżej, powerbanki o pojemności 20 000 mAh i 27 000 mAh przy napięciu ogniw 3,7 V wpadają w bardzo praktyczny zakres: pierwszy jest wyraźnie poniżej 100 Wh, a drugi znajduje się prawie dokładnie przy tej granicy.
To dlatego wiele dużych powerbanków zatrzymuje się w okolicy 27 000 mAh przy 3,7 V. Daje to wynik bliski 100 Wh, czyli popularnej granicy stosowanej w zasadach przewozu akumulatorów litowo-jonowych. Zawsze trzeba jednak sprawdzić oznaczenie Wh na obudowie i aktualne zasady przewoźnika.
Podsumowanie
mAh i Ah mówią o pojemności ładunkowej, a Wh i kWh o energii. Żeby przejść między tymi jednostkami, zawsze potrzebujesz napięcia. Bez niego przeliczenie jest niepełne. Do baterii i powerbanków używaj napięcia nominalnego, a nie przypadkowego napięcia chwilowego. Jeśli chcesz porównywać realną energię różnych akumulatorów, patrz przede wszystkim na Wh albo kWh. To one mówią więcej niż sama liczba mAh na etykiecie.