Voltaggio e ampere-ora: qual è la relazione?

Forse vuoi semplicemente saperne di più o vedere se le tue nozioni su tensione e ampere sono corrette. Forse sei nuovo agli utensili cordless e non sai da dove cominciare. Sono felice che tu sia riuscito a venire alla festa!

Voltaggio/Amperora è una delle domande più basilari poste agli utensili cordless. Può creare confusione. Con gli strumenti con cavo, spesso descriviamo la quantità di potenza in base al numero di ampere che assorbe. Questo è fantastico quando c'è un'alimentazione praticamente infinita. La maggior parte delle persone riduce i numeri degli utensili cordless all'idea che la tensione è equivalente alla potenza e che gli ampere sono equivalenti al tempo di funzionamento. Sì... beh, in un certo senso... forse. Queste due misurazioni derivano dalla capacità effettiva della batteria, un termine noto come wattora. Ecco l'equazione:

Ampere x tensione nominale = Wattora

Se guardi l'etichetta della maggior parte delle batterie, ti dirà i wattora totali della sua capacità. Fondamentalmente, più grande è il serbatoio del carburante (wattora), maggiore è il potenziale energetico di cui disponi: dipende solo da come lo usi.

Se dovessi smontare la batteria (per favore, non farlo!) troverai le singole celle della batteria che immagazzinano e forniscono energia allo strumento. Ciascuna batteria è in grado di fornire una quantità specifica di tensione, in genere 3,6 volt nelle celle agli ioni di litio 18650 utilizzate. Hai bisogno di una batteria da 12 V? Uniscine 3 insieme in una serie. Hai bisogno di una batteria da 18 V? Usa 5.

Se stai facendo i conti con me, sai già che c'è un problema. La tensione varia leggermente all'interno delle celle in base alla quantità di carica che trattengono. Possono produrre una tensione più elevata a uno stato di carica completa rispetto a quella bassa. Quella cella da 3,6 V produce in realtà poco più di 4 V a piena carica. Anche con questo, i conti non funzionano perfettamente. Non perdere ancora la fiducia in me, però. Spiegherò queste anomalie in un articolo successivo. Per ora, concentriamoci sulla tensione come potenza.

Se desideri più potenza, aggiungi semplicemente un'altra cella in serie alla batteria. Aumenterai di circa 4 V per ogni nuovo che aggiungi. In teoria, potresti fare un 12V, 16V, 20V, 24V e così via. Fortunatamente, il settore degli utensili si è stabilizzato su piattaforme da 12 V, 18 V/20 V e 36 V per gli utensili, mentre sono disponibili altre combinazioni per le apparecchiature elettriche per esterni.

Una definizione semplice di ampere-ora sarebbe la quantità di amperaggio che la batteria può fornire per un'ora. Tutti gli altri fattori ignorati (come temperatura e vibrazioni), una batteria da 3,0 A ora ti fornirà 3 A di corrente per un'ora. Una batteria da 5,0 A ora ti fornirà 5 A per un'ora. A differenza della tensione, questa non è una cifra fissa. È possibile assorbire un amperaggio maggiore da una batteria e ottenere una durata di funzionamento inferiore. Jon Bucklew ne ha fatto una dimostrazione eccezionale con la smerigliatrice angolare senza spazzole Makita 18V LXT. Puoi anche assorbire meno amplificatori e funzionare più a lungo.

È tutto lineare. Esegui 2,5 A con una batteria da 5,0 A/ora: ottieni 2 ore di autonomia. Assorbi 6 A con una batteria da 3 A/ora: ora avrai solo 30 minuti. Ecco un grafico che mostra come l'estrazione corrente influisce sul tempo di esecuzione.

Allora come otteniamo quei numeri? La maggior parte delle celle delle batterie agli ioni di litio funziona a circa 2000 milliampere ora o 2,0 ampere ora. Quando si mettono insieme queste celle in serie, producono comunque solo 2,0 amp/ora combinati. In una serie, è la tensione che viene combinata, non gli ampere-ora.

Quando è il momento di aumentare le ore di amp, unisci le celle insieme in parallelo. Ecco un esempio di una tipica batteria da 12 V.

Tre celle 18650 agli ioni di litio sono collegate in serie.

Ogni cella trasporta 3,6 volt e 2,0 ampere/ora. Dato che sono in serie, otteniamo 10,8 volt (o 12 V quando sono completamente carichi), ma comunque solo 2,0 ampere.

Un diverso dispositivo elettronico prende le stesse tre celle ma le collega in parallelo. Ora producono solo 3,6 volt, ma 6,0 ampere/ora.

Ciò che accade nelle batterie ad alta capacità è una combinazione di cablaggio in serie e parallelo. Innanzitutto, prendi 5 celle collegate in serie per ottenere i 18 V necessari. Quindi, collega in parallelo un altro set collegato allo stesso modo. Abbiamo mantenuto il voltaggio a 18, ma abbiamo raddoppiato gli ampere-ora a 4,0. In teoria, potremmo aggiungere un altro set per ottenere 6,0 amp/ora a 18 V.