Paljonko energiaa akussa on?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

E=UIt ja I=dQ/dt (kuvitelkaa d-kirjaimen tilalle delta)
Sain kaavan E=UQ. Rikkoiko tämä kaavanpyöritys jotain fysiikan sääntöjä? Voiko näitä kaavoja sekoitella keskenään näin? Siitä on jo aikaa kun elektroniikaaa tuli luettua, joten ei enää voi muistaa kaikkia juttuja.

Koko homman syy
Nykyään akuissa lukee volttimäärä ja mAh. Rupesin miettimään, että mAh on muunnettavissa muotoon As, eli C. Sähkövarauksesta ja jännitteestä on mielestäni mahdollista laskea energia yllämainitusta kaavasta.

Laskelmat
Jokatapauksesa tein sillä muutamia koelaskelmia erilaisille akuille ja tässä on tulokset

Kännykän akku
3,7 V, 1250 mAh
= 16,65 kJ

Radio-ohjattavan muinaiset NiCd AA akut
1,2 V, 500 mAh
= 2,16 kJ

Nykyaikaiset AA akut
1,2 V, 2500 mAh
= 10,8 kJ

NiMH AAA akut
1,2V, 750 mAh
= 3,24 kJ

Järjestelmäkameran erikoiset akut
7,4 V, 1600 mAh
= 42,62 kJ

Suuruusluokkia en kykene arvioimaan, mutta ainakin näiden keskinäiden suhde on aivan looginen. Järkkäri pärjää yhdlläkin 43 kJ akulla vaikka kuinka pitkään, kun taas pokkari kuluttaa aika nopeasti 2*10 = 20 J. Järkkärissä voi sitäpaitsi akkukahvan sisällä olla 2*43 = 86 J energiaa varastossa. Ei ihmekään kun tuota ei latailla joka viiko, eikä edes joka kuukausi (käytöstä riippuen). Yllättävää kuitenkin on huomata, että kännykänakussa olisi tämän perusteella enemmän energiaa kuin nykyaikaisessa AA akussa, vaikka mAh luku antaisi äkkisiltään ymmärtää aivan muuta. Kaikkein yllättävin mielestäni on edelleen järkkärin akku. Siellähän on aivan tajuttomasti jouleja muihin verrattuna. Läppärinakuissa luulisi olevan vielä enemmän, mutta nyt tähän hätään en saanut niistä vertailuun lukuarvoja.

Sivut

Kommentit (30)

Vierailija
Cybervision64K
tätä nykyä kaikissa kapuloissa taitaa olla 3.7V litiumioniakku?

Vahvasti Nokialla, Motorolalla ja Samsungilla. SonyErikinpojalla on näköjään muutava protestillinen 3.6V.

Vierailija

Joo kyllä nokialla on näköjään 3,7 V akut ihan järestään. Minun puhelimeni vain ei ole enää aivan uusi, eikä se ole nokiakaan, joten se siitä. Kattelin nokialaisten akkujen kuvia netistä ja huomasin ettei niissä ole mAh lukua kerrottu ollenkaan. Niitä ei oikein voi ottaa vielä vertailuun mukaan.

Sain muuten pari lukua lisää tähän vertailuun.

Vanha läppärin akku
10,8 V, 2600 mAh
101,1 kJ

Nykyaikainen läppärin akku
63 Wh = 226 kJ

Tässä oli asia ilmoitettu hieman eri tavalla, mutta ainakin siitä saatu suuruusluokka täsmää edellisiin laskuihin. Laskin siitä sitten vielä takaperin että tuossa akussa pitäisi olla 4375 mAh, mutta mitäpä sillä luvulla tekee, kun akun jännite tekee nämä luvut täysin vertailukelvottomiksi. Sehän tässä tulikin jo osoitettua. Energia eli joulet ovat mielestäni parempi vertailutapa.

Nokian BL-5B akku
3,7 V, 890 mAh
= 11,85 kJ
Aikalailla samaa tasoa mitä minun puhelimessani. Uudemmissa nokian akuissa on runsaasti enemmänkin.

Edelleenkin se oleellinen kysymys jäi vaivaamaan, että onhan tuo laskettu oikein.

Vierailija

... laihoja ja siroja ovat tämän päivän matkaviestimet ... kunpa joku tekisi matkapuhelimen joka toimisi kolmella AA akulla tai paristolla. Motorolalla oli 90-luvulla TAC malleja jotka toimi AA paristoilla/akuilla.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10605
Liittynyt16.3.2005

Heh.
Joskus 1970-luvulla Motorolalla kaveri rakensi ja patentoi kynäpuhelimen. Siis rakensi semmoisen alumiiniiniseen taskulampunmalliseen kolmen sormipariston kokoiseen "agentti"-malliseen "kynä"-taskulamppuun, kuten niitä silloin kutsuttiin, kokonaisen lähetin-vastaanotin-systeemin. Sattui olemaan kaveri suomalainen, vaan ei nokialainen. Tuohon aikaan ei kännykkää oltu nähtykään.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Olbe
Seuraa 
Viestejä1447
Liittynyt16.3.2005
Tetrafuran
E=UIt ja I=dQ/dt (kuvitelkaa d-kirjaimen tilalle delta)
Sain kaavan E=UQ. Rikkoiko tämä kaavanpyöritys jotain fysiikan sääntöjä?



Kyllä tuo päättely taitaa ihan oikein mennä. Itse tosin laskisin akkujen energiasisällön lähtien tehon peruskaavasta

P=UI,

joka kerrottuna puolittain ajalla t, muistaen samalla että teho P on työ (energia) W jaettuna ajalla t, antaa:

Pt=UIt --> W=UIt.

Tetrafuran
Kännykän akku
1,2 V, 2500 mAh
= 16,65 kJ

Radio-ohjattavan muinaiset NiCd AA akut
1,2 V, 500 mAh
= 2,16 kJ

Nykyaikaiset AA akut
1,2 V, 2500 mAh
= 10,8 kJ

NiMH AAA akut
1,2V, 750 mAh
= 3,24 kJ

Järjestelmäkameran erikoiset akut
7,4 V, 1600 mAh
= 42,62 kJ

Suuruusluokkia en kykene arvioimaan, mutta ainakin näiden keskinäiden suhde on aivan looginen. Järkkäri pärjää yhdlläkin 43 kJ akulla vaikka kuinka pitkään




Suurusluokkaesimerkki: pieni matka-TV voi kuluttaa virtaa käytön aikana n. 30 W. Jos haluaisit käyttää tätä vaikkapa järjestelmäkameran akullasi (olettaen että se käyttöjännitteet matchaisivat), jonka energiasisältö on 42,6 kJ = n. 12 Wh, olisi katseluaikaa n. 12 Wh/30 W = 0,4 h =24 minuuttia.

Auton akku soveltuu kätevämmin matka-TV:n käyttöön suoraan tupakansytytinliitännästä 12 V jännitteellä. Normaalissa auton akussa on kapasiteettia luokkaa 80 Ah, joka 12 voltin jännitteellä antaa energiaksi 3456 kJ = 960 Wh. Tämä antaa katseluaikaa samalla 30 W kulutuksella 32 tuntia.

Tetrafuran
Yllättävää kuitenkin on huomata, että kännykänakussa olisi tämän perusteella enemmän energiaa kuin nykyaikaisessa AA akussa, vaikka mAh luku antaisi äkkisiltään ymmärtää aivan muuta.



Sinulla taisi tulla painovirhe tuon kännykän akun kohdalla. Siinähän ovat lähtöarvot samat kuin AA-akussa, vaikka kännyköissä pitäisi jännitteen olla isompi.

Vierailija
o_turunen
Heh.
Joskus 1970-luvulla Motorolalla kaveri rakensi ja patentoi kynäpuhelimen. Siis rakensi semmoisen alumiiniiniseen taskulampunmalliseen kolmen sormipariston kokoiseen "agentti"-malliseen "kynä"-taskulamppuun, kuten niitä silloin kutsuttiin, kokonaisen lähetin-vastaanotin-systeemin. Sattui olemaan kaveri suomalainen, vaan ei nokialainen. Tuohon aikaan ei kännykkää oltu nähtykään.



.... jee ... moton T&K:ssa oli aikoinaan melkoisia nörttejä. Skanneriradio lehden numerossa 2/99 oli juttua Motorolasta:
John Fulfordin Chevroletissa soi Motorolan skanneri ja Nokian puhelin.

Vierailija

Kiitos Olbe. Korjasin sen kännykänakun luvun.

Olbe

Auton akku soveltuu kätevämmin matka-TV:n käyttöön suoraan tupakansytytinliitännästä 12 V jännitteellä. Normaalissa auton akussa on kapasiteettia luokkaa 80 Ah, joka 12 voltin jännitteellä antaa energiaksi 3456 kJ = 960 Wh. Tämä antaa katseluaikaa samalla 30 W kulutuksella 32 tuntia.
Ynnäilin tuossa että mainitsemasi auton akku sisältäisi siis 3,46 MJ. Siinä mennään aivan eri luokassa, mutta onhan se akkukin aivan eri kokoinen ja painoinen.

Cybervision64K
... laihoja ja siroja ovat tämän päivän matkaviestimet ... kunpa joku tekisi matkapuhelimen joka toimisi kolmella AA akulla tai paristolla. Motorolalla oli 90-luvulla TAC malleja jotka toimi AA paristoilla/akuilla.
Akkujen vaihto ja lataus olisi näppärää, mutta puhelinten koko kärsisi pahasti. Sitäpaitsi monet puhelimet tykkäävät 3,7 V jännitteestä. AA akuissa ja pattereissa on vain 1,2 V. Mites ne patterilaskut nyt menikään. Jos laitetaan sarjaan niin jännitteet vain lasketaan muistaakseni yhteen. 3*1,2=3,6V Jos noiden kolmen AA patterin ympärille pitäisi vielä rakentaa kapulan normaalit elektroniikat, niin taitaa aika iso luuri tulla. Kivempaa olisi, jos luuri selviäisi yhdellä AA patterilla. Jännite putoaisi ankarasti, mutta olisi vähän inhimmillisemmän kokoinen laite. Kapeaa eeriksonnin näkkäriä siitä ei saisi sen paremmin kuin samsungin simpukkaakaan. Kyllä ulkomuoto menee käytännöllisen akunvainhdon edelle näissä asioissa.

Jos ne akut on rinnan niin mitäs silloin tapahtuikaan? Laskettiinko se patterien jännite samallatavalla kuin rinnan olevien resistorien resistanssi?

Vierailija

Laskin hätäisesti tuon ensimmäisen eli 3600Ws x 1,25 Ah x 3,7V = 16650Ws, eli joulea, eli16,65kj, joten ole hyvä, laskit ilmeisesti oikein. Laatujen muutoksissa voi sotkee helposti.

En tiedä miksi ilmoitetaan niin kuin aina on ilmoitettu akut. Miksi ilmoittaa eritavalla. Ei mitään väliä kunhan volttimääräkin ilmoitetaan ettei kärytä laitteita.

Ystävällisesti
Teuvo

JK. joule taitaa olla vielä pienen alueen mitta.

Vierailija
Tetrafuran
Kiitos Olbe. Korjasin sen kännykänakun luvun.

Olbe

Auton akku soveltuu kätevämmin matka-TV:n käyttöön suoraan tupakansytytinliitännästä 12 V jännitteellä. Normaalissa auton akussa on kapasiteettia luokkaa 80 Ah, joka 12 voltin jännitteellä antaa energiaksi 3456 kJ = 960 Wh. Tämä antaa katseluaikaa samalla 30 W kulutuksella 32 tuntia.
Ynnäilin tuossa että mainitsemasi auton akku sisältäisi siis 3,46 MJ. Siinä mennään aivan eri luokassa, mutta onhan se akkukin aivan eri kokoinen ja painoinen.

Cybervision64K
... laihoja ja siroja ovat tämän päivän matkaviestimet ... kunpa joku tekisi matkapuhelimen joka toimisi kolmella AA akulla tai paristolla. Motorolalla oli 90-luvulla TAC malleja jotka toimi AA paristoilla/akuilla.
Akkujen vaihto ja lataus olisi näppärää, mutta puhelinten koko kärsisi pahasti. Sitäpaitsi monet puhelimet tykkäävät 3,7 V jännitteestä. AA akuissa ja pattereissa on vain 1,2 V. Mites ne patterilaskut nyt menikään. Jos laitetaan sarjaan niin jännitteet vain lasketaan muistaakseni yhteen. 3*1,2=3,6V Jos noiden kolmen AA patterin ympärille pitäisi vielä rakentaa kapulan normaalit elektroniikat, niin taitaa aika iso luuri tulla. Kivempaa olisi, jos luuri selviäisi yhdellä AA patterilla. Jännite putoaisi ankarasti, mutta olisi vähän inhimmillisemmän kokoinen laite. Kapeaa eeriksonnin näkkäriä siitä ei saisi sen paremmin kuin samsungin simpukkaakaan. Kyllä ulkomuoto menee käytännöllisen akunvainhdon edelle näissä asioissa.

Jos ne akut on rinnan niin mitäs silloin tapahtuikaan? Laskettiinko se patterien jännite samallatavalla kuin rinnan olevien resistorien resistanssi?




Rinnan kytkennässä kokonaisjännite pysyy samana kuin yksittäisen pariston/akun, mutta kuormitettavuus kasvaa. Huomaa, että rinnan kytkennässä paristojen/akkujen jännitteen on oltava sama; muutoin paristot/akut purkautuvat. Käytännössä akkujen tahi paristojen (täyteen ladattujen) jännitteissä on pieniä eroja ja käytössä (esim. radiopuhelin jossa 4 x AA) joku akuista/paristoista kuluu nopeammin (jännite putoaa) kuin muut. Eli ei ole kovin hyvä idea kytkeä akkuja/paristoja rinnan.

Matkapuhelimet toiminevat 3V-logiikalla (voi olla alhaisempikin tätä nykyä), joten sarjassa 3x1.2V = 3.6V riittää. Matkapuhelimen radio-osan lähetin kykenee toimimaan 3.6V akkujännitteellä.

TERÄS NALLEPUH
Seuraa 
Viestejä5662
Liittynyt31.1.2008
Tetrafuran
Akkujen vaihto ja lataus olisi näppärää, mutta puhelinten koko kärsisi pahasti. Sitäpaitsi monet puhelimet tykkäävät 3,7 V jännitteestä. AA akuissa ja pattereissa on vain 1,2 V. Mites ne patterilaskut nyt menikään. Jos laitetaan sarjaan niin jännitteet vain lasketaan muistaakseni yhteen. 3*1,2=3,6V Jos noiden kolmen AA patterin ympärille pitäisi vielä rakentaa kapulan normaalit elektroniikat, niin taitaa aika iso luuri tulla. Kivempaa olisi, jos luuri selviäisi yhdellä AA patterilla. Jännite putoaisi ankarasti, mutta olisi vähän inhimmillisemmän kokoinen laite. Kapeaa eeriksonnin näkkäriä siitä ei saisi sen paremmin kuin samsungin simpukkaakaan. Kyllä ulkomuoto menee käytännöllisen akunvainhdon edelle näissä asioissa.

Hah naurettavaa..

Ei todellakaan aa patterien vaihto tai lataaminen olisi yhtään kätevämpää kuin mitä nykyisten matkapuhelinten akkujen lataaminen.

Nykyakut senkuin vain laittaa johon kiinni puhelimeen ja töpseli seinään 2 tunniksi niin on täynnä ja ottaa vaan johot irti siinä se.

Paristot sen sijaan pitäisi ottaa irti. Sitten laittaa lataamislaitteeseen, kiinnittää ne siihen oikea napaisesti tai muuten räjähtää. Sitten pitää laittaa töpseli päälle ja painaa nappulaa että se lataamo alkaa ladata. Sitten otetaan patterit pois ja sammutetaan laite. Sen jälkeen tunget ne takaisin kiinni puhelimeen jälleen niin että oikea napa tulee oikeaan. Ei sangen rasittavaa..

Että kumpikohan on kätevämpää ja yksinkertaisempaa..hah..

Puhelinten akun vaihtokin käy siinä minuutinpaikkeilla uuteen.

Olen syönyt hunajapurkin ja minusta tuli.. SUPER PUH!! TITTIDII!!
Kaikkien aikojen paras BB asukas: BB-Marika (SBB6)

Vierailija
TERÄS NALLEPUH
Tetrafuran
Akkujen vaihto ja lataus olisi näppärää, mutta puhelinten koko kärsisi pahasti. Sitäpaitsi monet puhelimet tykkäävät 3,7 V jännitteestä. AA akuissa ja pattereissa on vain 1,2 V. Mites ne patterilaskut nyt menikään. Jos laitetaan sarjaan niin jännitteet vain lasketaan muistaakseni yhteen. 3*1,2=3,6V Jos noiden kolmen AA patterin ympärille pitäisi vielä rakentaa kapulan normaalit elektroniikat, niin taitaa aika iso luuri tulla. Kivempaa olisi, jos luuri selviäisi yhdellä AA patterilla. Jännite putoaisi ankarasti, mutta olisi vähän inhimmillisemmän kokoinen laite. Kapeaa eeriksonnin näkkäriä siitä ei saisi sen paremmin kuin samsungin simpukkaakaan. Kyllä ulkomuoto menee käytännöllisen akunvainhdon edelle näissä asioissa.

Hah naurettavaa..

Ei todellakaan aa patterien vaihto tai lataaminen olisi yhtään kätevämpää kuin mitä nykyisten matkapuhelinten akkujen lataaminen.

Nykyakut senkuin vain laittaa johon kiinni puhelimeen ja töpseli seinään 2 tunniksi niin on täynnä ja ottaa vaan johot irti siinä se.

Paristot sen sijaan pitäisi ottaa irti. Sitten laittaa lataamislaitteeseen, kiinnittää ne siihen oikea napaisesti tai muuten räjähtää. Sitten pitää laittaa töpseli päälle ja painaa nappulaa että se lataamo alkaa ladata. Sitten otetaan patterit pois ja sammutetaan laite. Sen jälkeen tunget ne takaisin kiinni puhelimeen jälleen niin että oikea napa tulee oikeaan. Ei sangen rasittavaa..

Että kumpikohan on kätevämpää ja yksinkertaisempaa..hah..

Puhelinten akun vaihtokin käy siinä minuutinpaikkeilla uuteen.




Ei niitä AA akkuja välttämättä tarttis ottaa puhelimesta pois, laturi lataisi puhelimen sisällä olevat AA akut. Teknisesti täysin simppelisti toteutettavissa. Esim. monissa radiovastaanottimissa ja puhelimissa on esim. 4 x AA akut ja laitteen mukana tuleva laturi lataa ne, ilman että niitä tarttis repiä pois ja samanaikaisesti laitetta voi käyttää. Joissakin laitteissa on paristo/akku kytkin ja kun se on paristo asennossa, niin laitteeseen kytketty laturi ei koeta ladata niitä, paitsi jos kytkin on akku asennossa ja sisällä on paristot ....

Vierailija
Cybervision64K

Matkapuhelimet toiminevat 3V-logiikalla (voi olla alhaisempikin tätä nykyä), joten sarjassa 3x1.2V = 3.6V riittää. Matkapuhelimen radio-osan lähetin kykenee toimimaan 3.6V akkujännitteellä.



Mielenkiintoista. Silloinhan hätätilanteessa kännykän voisi teoriassa saada toimimaan jos sattuu olemaan kuparilankaa ja kolme AA patteria tai akkua mukana.

Muille
Tiedostan kyllä millainen rumba AA akkujen lataamisessa on, mutta on niissä muutamia etujakin.

1) AA akkuja voi teoriassa ladata puheliemssa tai laturissa. Puhelimen lituskaisia akkuja ei oleensä voi ladata muuten kuin puhelimessa. Vain harvoissa malleissa tulee mukana mahdollisuus ladata akkuja ulkoisessa laturissa.

2) AA akkuja ja pattereita on melkein joka kaupassa. Jos jossain reissun päällä akku loppuu, eikä missään pääse lataamaan niin AA puhelimen omistaja vain marssi lähimpään kauppaan ja ostaa paketillisen AA pattereita, kun taas nokian asiakas tyytyy olemaan ilman puhelinta siihen saakka kunnes pääsee lataamaan puhelintaan.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat