Unterschied mAh/Ah und Wh/kWh?
Mir ist aufgefallen dass beim Handyakku die Kapazität in mAh angegeben wird und beim E-Auto z.B. in kWh aber was ist jetzt der Unterschied dazwischen?
8 Antworten
Fangen wir an mit dem m bei mAh dabei steht das m für Milli und entspricht einer 10er Potenz. In diesem Fall steht das Milli für den Faktor 10^-3 wir multiplizieren also mit 10^-3.
Das A steht für die Einheit der elektrischen Stromstärke das "Ampere". Die Stromstärke gibt das Verhältnis der Ladungsmenge und der Zeit an also Ladung pro Zeit. Je größer die Stromstärke, desto mehr Ladungen fließen in gleicher Zeit durch einen beliebigen Querschnitt.
Das h steht hier für eine Zeitangabe in diesem Fall die Stunde. Die Einheit:
mAh multipliziert also 1Ampere mit einer Stunde und dem Faktor 10^-3:
m*A*h=10^-3*Ampere*Stunde
Im Grunde also multiplizieren wir die Stromstärke mit der Zeit wodurch sich die Zeit in der Einheit herauskürzt und die Ladung übrig bleibt. Wir berechnen also wie viel Ladungen nach einer Stunde geflossen sind. BZW die Einheit Ah steht für eine Kapazität und bedeutet, dass die Batterie 1 Ampere eine Stunde lang fließen lassen kann bevor sie als "leer" gilt.
Watt ist die Einheit für die Leistung und die Leistung ist das Verhältnis aus Arbeit und Zeit. Also Arbeit pro Zeit. Wir multiplizieren bei Wh mit der Zeit wodurch sich die Zeit rauskürzt und die Arbeit bzw die Energiedifferenz die umgesetzt wurde übrig bleibt.
Das heißt die Wh ist eine Angabe für eine Energie:
1Watt*1h=1Wh=1Watt*3600s=3600J.
Joule (J) ist in diesem Fall die Einheit für die Energie. Das k bei kWh steht wieder für eine 10er Potenz:
1k*Watt*1h=1kWh=10^3*1Watt*3600s=3600000J
Es geht hier also um die umgesetzte Energie vor allem die, die bezahlt werden muss.
Die Kapazität einer Batterie wird in Amperestunden angegeben. Diese zahl sagt, wie viele Stunden man einen bestimmten Strom entnehmen kann bevor die Batterie leer ist. Hat die Batterie z.B. 60Ah (Autobatterie), dann kann man THEORETISCH eine ganze Stunde lang 60 Ampere aus der Batterie ziehen oder 60 Stunden lang nur ein Ampere. Oder halt 2 Ampere für 30 Stunden usw.
Bei einer Powerbank ist die mAh, also Milli-Amperestunden Angabe sehr ungenau.
Energie ist ein Produkt aus Leistung und Zeit. Leistung ist Volt mal Ampere.
Um die mAh der Powerbank in Energie (Wattstunden, also Wh) umzurechnen muss man die Spannung der Batterie kennen. Diese liegt meistens bei 3,7V, kann aber auch abweichen.
Außerdem ist in der Powerbank ein Spannungswandler enthalten, der hat einen begrenzten Wirkungsgrad, ein Teil der Energie der Batterie geht verloren, man bekommt immer deutlich weniger Energie raus als die Batterie hat.
Bei Autos wird die Antriebsleistung in kW angegeben. Daher macht es auch mehr Sinn die Batteriekapazität in kWh anzugeben. Vor allem weil man dann direkt abschätzen kann wie viel "Stromeinheiten" eine Batterieladung kostet da der Energieversorger auch in kWh abrechnet.
Dazu kommt noch, dass im Gegensatz zur Powerbank die meistens 3,7V oder ähnlich hat ein E-Auto Akku stark unterschiedliche Spannungen haben kann. Hier kann dann die gleiche mAh Angabe zwischen verschiedenen Fahrzeugen um ein vielfaches mehr oder weniger Energiegehalt bedeuten.
Abkürzungen:
- m ist milli und nur eine Verkleinerung von Ah
- k ist kilo und eine Vergrösserung von Wh
Ah / Wh:
- Ah und mAh geben (physikalisch) die Ladung an, meist als "Kapazität" benannt.
- Wh und kWh geben den Energieinhalt an
- Der Zusammenhang ist: Ladung mal Spannung gibt Energieinhalt: Ah mal V (Volt) gibt Wh (weil A*V=W ist). Wenn du also bei einer Ah-Angabe noch die Spannung dazumultiplizierst, bekommst du den Energieinhalt.
Erst das Produkt der Nennladung mit der Klemmenspannung (Amperestunde mal Volt) ergibt das Energiespeichervermögen eines Akkumulators in Wattstunden (Wh). Die Nennladung ist daher kein direktes Maß der Energiemenge wie Joule (J), Wattsekunde (Ws) oder Kilowattstunde (kWh). Sie kann aber bei gegebener Spannung zur Einschätzung der Laufzeit des elektrischen Verbrauchers und zur Einschätzung der Energiekapazität des Akkumulators dienen.
Ah und Wh sind letztlich beide ein Maß für Energie,
wobei im ersteh Fall noch die Spannung U des Akkus fehlt.
Da U*I = P (Leistung in Watt (W)), kann man bei Kenntnis
der Spannung Ah in Wh umrechnen.
Ah ist eben nicht Energie, sondern Ladung (im Volksmund als "Kapazität" bezeichnet)