Co vyjadřuje jednotka mAh u kapacity baterie?

mah_jednotka_ico

Jednotka mAh znamená “miliampérhodina” a v oblasti mobilních telefonů se s ní můžete setkat u akumulátorů a nabíječek. Co znamená v praxi a co z ní můžete odvodit a vypočítat? Na to se vám pokusíme poskytnout odpověď tímto článkem.

mAh dle encyklopedií

Wikipedie popisuje termín “Ampérhodina” (zkratka Ah; jedná se o tisícinásobek mAh) takto: “Pomocí této jednotky se vyjadřuje celkový náboj, který je při plném nabití schopen pojmout galvanický článek nebo akumulátor. 1 Ah je definována jako náboj, který akumulátor či článek dodá do obvodu při konstantním proudu 1 ampér za dobu 1 hodiny. Jedná se ale o teoretickou hodnotu, kterou není možné prakticky dosáhnout.”

Webopedia říká: “Jednotka mAh se používá pro vyjádření energetické kapacity baterií. Čím vyšší je číslo tím je baterie “silnější.””

Praktický pohled

Pro mnohé zákazníky je takzvaná “kapacita baterie,” udávaná právě v miliampérhodinách, jedním z klíčových faktorů při posuzování telefonu. Hodně zjednodušeně můžeme sice říci, že vyšší hodnota znamená také vyšší výdrž, nicméně skutečnost je někde maličko jinde. Z akumulátoru totiž odebírá energii celá řada komponent: například operační paměť, ve které běží spuštěné aplikace, procesor, který může běžet na několika rychlostech a umí podle potřeby zapínat a vypínat výpočetní jádra, interní úložiště, ze kterého se načítají aplikace a jejich data, grafický čip, starající se o vykreslování náročnější grafiky, GPS, Wi-Fi, mobilní část a další a další.

Oukitel K6000 Premium má kapacitu baterie 6000 mAh Oukitel K6000 Premium má kapacitu baterie 6000 mAh

Skutečná výdrž telefonu tedy závisí nejen na celkové kapacitě akumulátoru, ale také na způsobu jeho využití, což jistě není pro naše čtenáře novinkou. Poměrně zásadním “žroutem” elektrické energie je obrazovka – opět zjednodušeně můžeme říci, že čím je displej větší, má vyšší rozlišení a intenzivnější podsvícení, tím vyšší spotřebu bude mít. Do jisté míry tento faktor ovlivňuje také samotná technologie obrazovky.

Dlouhé (až nekonečné) spory se také vedly o tom, zda jsou vícejádrové procesory náročnější na spotřebu elektrické energie. Logika sice říká, že více jader rovná se vyšší spotřeba. Na druhé straně ale paralelní zpracování instrukcí na více jádrech potrvá kratší dobu, po kterou procesor bude muset běžet na vyšší výkon. Jednoznačná a směrodatná odpověď však v tomto případě neexistuje – vždy záleží na konkrétním použití a řadě faktorů.

Abychom tedy uzavřeli úvodní myšlenku: pokud do stejného zařízení nainstalujeme baterii s vyšší kapacitou, vydrží při stejném způsobu používání déle. Hodnotit ale výdrž zařízení jen podle kapacity akumulátoru je velmi nepřesné, pokud nevezmeme v potaz energetickou náročnost jednotlivých hardwarových komponent.

Stále silnější hardware vyžaduje vyšší kapacitu akumulátorů

Dnešní chytré telefonu už z velké části dosahují (alespoň papírově) výkonu slušných notebooků či průměrných počítačů. Zkuste si porovnat velikost (a kapacitu) baterie v notebooku, který přitom vydrží řádově jen několik hodin, a srovnejte ji s velikostí akumulátoru v mobilním telefonu, od kterého většina uživatelů očekává výdrž alespoň jednoho dne. Nepoměr je zjevný na první pohled, byť většina notebooků má výrazně větší obrazovku a zpravidla také energeticky náročnější pevný disk s rotujícími plotnami.

Porovnejte si fyzickou velikost baterií notebooků s těmi v telefonech Porovnejte si fyzickou velikost baterií notebooků s těmi v telefonech

Telefony tedy rostou, a to nejen výkonově, ale často i fyzicky. Větší obrazovky žádají více energie, na druhou stranu řada zákazníků ocení co nejtenčí tloušťku zařízení, které se snadno nosí v kapse.

Podstata baterií a jejich velikost

Vraťme se na chvilku k základní definici jednotky: pokud máme baterii s kapacitou 2 000 mAh, znamená to, že může dodávat 200 mA po dobu deseti hodin. Podobně 1000mAh baterie může dodávat 1000 mA po dobu jedné hodiny, nebo 100 mA po dobu deseti hodin, či 10 mA po dobu 100 hodin. Budeme-li počítat, že dnešní výkonné smartphony mají akumulátory s kapacitou 3 000 mAh a chceme od nich alespoň 24hodinovou výdrž, pak by se odběr proudu měl pohybovat kolem 125 mA.

Všechny současné baterie fungují na principu nějaké (v případě akumulátorů telefonů, tabletů a notebooků vratné) chemické reakce, jejímž výsledkem je vznik elektrického proudu. Platí zde pravidlo, že čím více je reagujících látek (“chemikálií”), tím déle reakce potrvá. Opět zjednodušeně můžeme tedy tvrdit, že fyzicky větší baterie znamená také delší výdrž ve srovnání s menším článkem stejného typu. Ačkoli by řadě náročnějších uživatelů větší akumulátor nevadil, trendem současnosti je pro většinu výrobců snaha o co nejtenčí telefon.

Výdrž baterie však ovlivňují také další faktory – nezáleží tedy jen na velikosti. V první řadě je to typ baterie – různé typy totiž fungují odlišně v závislosti na podmínkách používání. Vezměme jako příklad v obchodě koupenou tužkovou (AA) alkalickou baterii s udávanou kapacitou 2 500 mAh. Teoreticky by mohla udržet váš telefon při životě možná i celý den. Ve skutečnosti to ale bude jinak: taková baterie by telefon udržela naživu možná pár minut. Alkalická baterie není totiž schopna dodávat takové množství proudu, kolik ho telefon potřebuje ke svému provozu.

Alkalická baterie nevydrží dodávat potřebný proud Alkalická baterie nevydrží dodávat potřebný proud

Výrobci chytrých telefonů dnes sázejí především na Lithium-iontové baterie, protože mají řadu vlastností, které vyhovují právě tomuto nasazení. Jednou z klíčových vlastností je zajímavý poměr velikosti a “uskladněné” energie. Výrobce tak může použít relativně malý akumulátor s dostatečnou kapacitou. Protože u dnešních mobilů hraje významnou roli “redukční dieta,” je dalším pozitivem Li-Ion nízká hmotnost. Stranou bychom pak neměli nechat ani dlouhou životnost jak z hlediska schopnosti udržet energii, tak z pohledu počtu opakovaných nabíjení.

Tradiční Li-Ion baterie Tradiční Li-Ion baterie

Když více nemusí znamenat déle

Testování životnosti baterie probíhá podle připravených scénářů, napodobujících chování běžných uživatelů (například X minut prohlížení webu, Y minut telefonování, Z minut na chatu). Stačí však změnit software (verzi systému, prohlížeč, aplikaci) a všechno může být úplně jinak. Faktorů, které se podílejí na spotřebě elektrické energie a ovlivňují výdrž na jedno nabití, je skutečně velice mnoho. Některé se mohou zdát na první pohled bezvýznamné, nicméně jakmile se násobí časem a přičtou k ostatním “odběratelům” energie, mohou hrát zásadní roli. Spotřebu ovlivní i takové maličkosti, jako je vykreslení různých odstínů stejné barvy na displeji. Podstatně zásadněji se pak na spotřebě podílejí aplikace, proto se vývojáři (včetně těch z Googlu) pracující na nových verzích systému Android, snaží pochopit, jak lidé používají telefony a optimalizovat software pro běžné použití.

Jednou z metod prodloužení výdrže baterie je režim Doze Jednou z metod prodloužení výdrže baterie je režim Doze

Jak spočítat dobu nabíjení?

Závěrem vám ukážeme, jak si můžete spočítat dobu nutnou pro nabití vybité baterie. Musíme ale upozornit, že se jedná pouze o teoretickou hodnotu – v praktickém životě hrají roli další faktory, jako například skutečnost, že baterie nikdy není zcela vybitá, stejně jako energetické ztráty v nabíječce, přívodním kabelu, konektoru atd.. V příkladu také počítáme s lineárním průběhem nabíjení, což v praxi neexistuje.

Na každé nabíječce byste měli najít informaci o dodávaném proudu – tento údaj je udáván v ampérech (například 0,5 A, 1,0 A, 1,5 A, 2,0 A). To je první díl do naší skládačky.

K výpočtu potřebujete znát výstupní proud nabíječky K výpočtu potřebujete znát výstupní proud nabíječky

Druhým dílkem je kapacita akumulátoru, kterou najdete ve specifikacích daného modelu.

Vzoreček pak vypadá takto: doba nabíjení (v hodinách) = kapacita akumulátoru (v ampérhodinách; to jest údaj v mAh/1000) děleno proud dodávaný nabíječkou (v ampérech).

Ukažme si to na příkladu: Samsung Galaxy S7 Edge má kapacitu akumulátoru 3600 mAh. Originální dělená nabíječka Samsung ETA-U90EB dodává výstupní proud 2 A. Dosadíme do vzorce 3600/1000/2=1,8. Teoretická doba nabíjení by tedy měla být 1 hodina a 48 minut.

Samsung Galaxy S7 Edge má kapacitu baterie 3600 mAh Samsung Galaxy S7 Edge má kapacitu baterie 3600 mAh

Snadno také můžete vypočítat, že powerbankou s kapacitou 15 000 mAh nabijete výše uvedený telefon zhruba čtyřikrát. I zde ale hrají velkou roli energetické ztráty, takže toto číslo je pouze teoretické a v praxi bude menší.

Pokud byste znali odběr proudu telefonem, budete schopni teoreticky spočítat i výdrž baterie na jedno nabití. Jak jsme si ale řekli výše, na spotřebě se podílí řada komponent, jejichž nároky se průběžně a skoro neustále mění.

Zdroje: cs.wikipedia.org, blogs.sonymobile.com, webopedia.com.

Karel Kilián
O Autorovi - Karel Kilián

S překonanou čtyřicítkou je s náskokem nejstarším členem redakce :-). Před několika lety hypoteticky vymyslel operační systém svých snů, aby následně zjistil, že přesně na… více o autorovi

Mohlo by vás zajímat

Komentáře (15)