Alcuni dei contenuti riportati potrebbero generare situazioni di pericolo o danni. Le informazioni hanno solo fine illustrativo, non esortativo né didattico. L'uso di Wikipedia è a proprio rischio:leggi le avvertenze.
L'ampere-ora (simbolo Ah), è un'unità di misura dellacarica elettrica.
Rappresenta la quantità dicarica necessaria per erogare lacorrente di unampere per un'ora. È pari a 3600coulomb. Viene principalmente utilizzata per sapere in quantotempo unabatteria si esaurirà (es. una batteria da 1 Ah erogando continuamente 1 A si scaricherà in un'ora, erogando 500 mA si scaricherà in 2 ore). Inoltre, per lebatterie ricaricabili, si utilizza per stimare il tempo di ricarica (es. per caricare una batteria da 1 Ah con una corrente costante di 500 mA ci vorranno 2 ore). Nei sistemi reali, a causa della complessità delle reazioni chimiche coinvolte e dello stato delle superfici degli elettrodi a contatto con glielettroliti, picchi di assorbimento di corrente intensi scaricheranno la batteria più rapidamente rispetto a un assorbimento costante.
Per ragioni tecniche e commerciali, la capacità dichiarata fa riferimento a misurazioni effettuate sotto specifiche condizioni di scarica, come la durata fissata a 20 ore prima che latensione scenda sotto un valore ancora accettabile, oppure a una corrente media di scarica pari a un valore fissato convenzionalmente. Un sottomultiplo dell'ampere-ora utilizzato per indicare la carica delle batterie elettriche, come quelle deidispositivi mobili, è ilmilliamperora (mAh), pari a un millesimo di ampereora, vale a dire pari a 3,6 C.
È importante sapere che in nessuna batteria si ha una effettiva separazione di cariche pari al loro valore di Ah. Batterie del genere in realtà sono deicondensatori e riescono a mantenere separate le loro cariche fin quando sono collegate a un circuito, dopodiché inizieranno a scaricarsi (o caricarsi) seguendo un andamento esponenziale decrescente (o crescente) concostante di tempo pari alla lorocapacità moltiplicata per laresistenza equivalente del circuito a cui è collegato. I condensatori sono solo occasionalmente utilizzati come piccoli generatori di tensione per brevi periodi in quanto i valori di capacità raramente superano il mF (eccetto per isupercondensatori, che possono raggiungere valori di migliaia diF, ma limitati a tensioni basse). Inoltre, una delle caratteristiche più importanti delle batterie è la loro costanza nell'erogazione, diversamente dai condensatori. Per questo, in qualsiasi tipo di batteria, la carica erogata è (brevemente) separata a livello molecolare direttamente al momento dell'utilizzo.
Il valore Ampere-Ora ("Ah") di una batteria indica la quantità di corrente che una batteria completamente carica, nel pieno del suo corretto ciclo di vita e a una temperatura ambiente di circa 25 °C, può fornire attraverso una corrente costante di intensità indicata in uno specifico arco di tempo prima di scaricarsi, cioè fino a quando la sua tensione scende fino al suocut-off Voltage.[1][2]
In funzione della consistenza del carico applicato - se massimo o minimo - la batteria fornirà minore o maggiore corrente complessiva, variando il tempo in cui si scarica in maniera inversamente proporzionale: maggiore è l'intensità di carico, prima la batteria si scaricherà, erogando complessivamente meno corrente che con un carico di minore intensità.[5][6]
Per rendere comparabili le capacità delle varie batterie, in genere si fornisce il dato di Ah riferito ad uno specifico arco di tempo; sebbene si possa essere portati a interpretare quale riferimento temporale il periodo di 1 ora, spesso si prendono invece a riferimento altri valori di tempo, il più delle volte 20 ore, oppure 5, 10 o 100, ma in alcuni casi si fornisce la capacità anche per periodi di tempo inferiori all'ora, fino a pochi minuti; per indicare che la capacità è riferita a 20 ore, si indica ad esempio "C20", o "C/20" ma pure "0,05C", mentre per capacità riferite a frazioni di ora, in genere si indica la frazione d'ora prima della "C", ad esempio per 1/2 di ora - 30 minuti - si indica "2C".[7][8][9]
Il valore C-rate si intende quanto più alto quanto più è riferito a brevi tempi: 30C (2 minuti) è un valore c-rate maggiore di 2C (30 minuti), o 0,10C (10 ore), etc.
Moltiplicando la capacità di targa per il numero posto prima della "C" si ottiene la massima corrente di scarica relativa al tempo identificato dal numero (10Ah 2C=per 30 minuti può essere fornita una corrente di 10*2=20 ampere ; 10Ah 0,05C=per 20 ore può essere fornita una corrente di 10*0,05=0,5A=500mAh); una batteria con alti valori di c-rate come unbatteria Li-Po (lithium polymer battery) con capacità nominale di 1300mAh (1,3Ah) può riportare di supportare un indice di scarica pari a 95C: ciò significa che quando completamente carica quella batteria può fornire 1,3Ah * 95 = 123,5A per 1/95 di ora prima di esaurirsi.[10][11]
| C-rate | (notazioni alternative) | tempo di riferimento |
| 95C | 1/95 di ora (38 secondi) | |
| 60C | 1/60 di ora (1 minuto) | |
| 30C | 1/30 di ora (2 minuti) | |
| 20C | 1/20 di ora (3 minuti) | |
| 10C | C0.1, C/0.1, C1/10 | 1/10 di ora (6 minuti) |
| 6C | C0.16, C/0.16, C1/6 | 1/6 di ora (10 minuti) |
| 5C | C0.2, C/0.2, C1/5 | 1/5 di ora (12 minuti) |
| 2C | C0.5, C/0.5, C1/2 | 1/2 di ora (30 minuti) |
| 1C | C1, C/1, C1 | 1 ora (60 minuti) |
| 0.5C | C2, C/2, C2 | 2 ore |
| 0.2C | C5, C/5, C5 | 5 ore |
| 0.10C | C10, C/10, C10 | 10 ore |
| 0.05C | C20, C/20, C20, /20h, @20h | 20 ore |
| 0.01C | C100, C/100, C100 | 100 ore |
A seconda della chimica della batteria, scaricare effettivamente e ripetutamente la batteria fino al suo cut-off voltage ne può tuttavia ridurre più o meno consistentemente l'aspettativa di vita; nelle batteriepiombo-acido e derivate, in particolare, per prolungare il ciclo di vita viene spesso consigliato di limitare la scarica a voltaggi/tempi ampiamente lontani da quelli estremi supportati (es.: non far scendere il voltaggio sotto 11,50 volt, o diminuire a 50% il tempo di utilizzo espresso dal c-rate).[12] Al contrario, altre batterie come quelleNichel-Cadmio necessitano comunque di effettuare scarica completa prima della ricarica, pena l'effetto memoria.
Oltre alvalore nominale di capacità della batteria e il tempo a cui viene riferito, per interpretare correttamente le varie possibilità di carico si utilizzano le curve di scarica a 25 °C[13] e le tabelle di scarica a 25 °C in ampere e in watt costanti[14] normalmente riportate nella scheda tecnica della batteria, tramite le quali è possibile stabilire quali intensità/tempi possono essere ottenuti dalla batteria anche per C-rates diversi da quello indicato per il valore di targa.
Lacapacità di riserva ("Reserve capacity", "rc") viene espressa in minuti, ed indica per quanto tempo una batteria completamente carica può fornire una corrente costante di 25 Ampere alla temperatura di 27 °C prima di scaricarsi; tale parametro deriva dal settore automobilistico delle normali auto a combustione, da cui prende a riferimento l'assorbimento di corrente tipico di tali autoveicoli durante la marcia, e serve a riportare per quanto tempo le normali necessità elettriche di un autoveicolo in funzione possono essere sostenute esclusivamente da tale batteria in caso di guasto nel relativo sistema di ricarica (alternatore/cinghia alternatore/...).[15][16]
Empiricamente si nota che risulta essere un numero poco inferiore al doppio del valore della capacità in Ah della batteria riferito a 20 ore (es: 80Ah@20h, RC=140).[17]
