O ampere-hora (Ah) é uma unidade de medida de carga elétrica. Representa a quantidade de carga que passa pelos terminais de uma bateria ou de um condutor elétrico quando uma corrente de 1 ampere (A) é fornecida durante 1 hora (h). Embora seja uma unidade amplamente utilizada na área de baterias e energia elétrica, ela não faz parte do Sistema Internacional de Unidades (SI), assim como o tempo também não.
Relação entre o ampere-hora e outras unidades
Em termos de carga elétrica, 1 ampere-hora equivale a 3600 coulombs (C), pois:
\[ 1 Ah = 1 A \vezes 3600 s = 3600 C \]
Onde o coulomb (C) é a unidade SI para carga elétrica e é definido como a quantidade de carga que flui através de um condutor em 1 segundo quando a corrente é de 1 ampere.
Capacidade da bateria e sua relação com amperes-hora
O ampère-hora é usado principalmente para medir a capacidade das baterias, indicando quanta eletricidade elas podem armazenar e fornecer. Por exemplo, uma bateria de 100 Ah pode teoricamente:
- Forneça 10A por 10 horas.
- Forneça 1 A por 100 horas.
Entretanto, na prática, a capacidade efetiva de uma bateria depende de vários fatores, como:
- Taxa de descarga: Quanto mais rápida a descarga, mais energia é perdida devido à resistência interna.
- Condições de temperatura: Frio extremo pode reduzir a capacidade da bateria.
- Idade e condição da bateria: Com o tempo, as baterias perdem eficiência.
Padrões de medição
Como a capacidade de uma bateria varia dependendo da taxa de descarga, os fabricantes normalmente especificam Ah para uma taxa de descarga padrão (geralmente 10 ou 20 horas). Também é comum especificar a voltagem final na qual a bateria é considerada descarregada.
Relação com a constante de Faraday
Em cálculos eletroquímicos, é usada a constante de Faraday, que representa a carga total transportada por um mol de elétrons. Seu valor é de aproximadamente 26,8 Ah por mol de elétrons.
\[ F = 26,8 \text{ Ah/mol de elétrons} \]
Expressão em mAh e outras unidades
Para dispositivos eletrônicos de menor potência, como celulares e relógios inteligentes, a capacidade da bateria é expressa em miliamperes-hora (mAh):
\[ 1 Ah = 1000 mAh \]
Por exemplo:
- Uma bateria de 800mAh terá uma capacidade menor que uma bateria de 3000mAh.
- Os fabricantes podem indicar a energia armazenada em Wh (watt-hora) em vez de Ah, o que envolve considerar a voltagem da bateria: \( \text{Energia (Wh)} = \text{Capacidade (Ah)} \times \text{Voltagem (V)} \)
Exemplos de capacidades de bateria
| Dispositivo/Bateria | Capacidade típica |
|---|---|
| Pilha AA | 2 - 3 Ah |
| Celular | 2500 - 4000 mAh (2,5 - 4 Ah) |
| Bateria de carro | 50 Ah ou mais |
| Bateria para bicicleta elétrica | 10 - 20 Ah |
| Bateria de carro elétrico | 50 - 100 Ah ou mais |