Calculadora de bateria: autonomia e potência

A autonomia começa com uma relação simples: dividir a capacidade em miliampères-hora pela corrente média em miliampères. Uma bateria de 3,000 mAh alimentando uma carga constante de 500 mA tem autonomia ideal de seis horas. Sistemas reais normalmente não conseguem usar toda a capacidade indicada; por isso, esta calculadora multiplica a capacidade pelo percentual utilizável antes de dividir. Com 85 por cento utilizável, o mesmo exemplo resulta em 2,550 mAh e aproximadamente 5.1 horas. O campo percentual reúne vários efeitos práticos em um único fator de planejamento. A proteção pode desligar antes do esgotamento completo da célula, reguladores perdem energia, altas taxas de descarga reduzem a capacidade disponível e o envelhecimento diminui o valor original. A temperatura também importa: o frio pode reduzir temporariamente a saída, enquanto o calor acelera a degradação de longo prazo. Um valor de 80 a 90 por cento é uma estimativa inicial razoável para muitos sistemas em bom estado, mas o valor correto deve vir das curvas de descarga e da eficiência medida do conversor. O consumo de corrente deve ser uma média ponderada pelo tempo, e não simplesmente o maior valor da especificação. Equipamentos eletrônicos alternam entre suspensão, espera, processamento, transmissão de rádio, acionamento de motor e exibição na tela. Multiplique a corrente de cada estado pela fração de tempo nele e some as contribuições. Por exemplo, um sensor que consome 100 mA durante dez por cento do tempo e 1 mA durante noventa por cento tem média de 10.9 mA. A corrente de pico continua importante para a queda de tensão e a escolha dos componentes, mesmo com um ciclo de trabalho pequeno. A tensão não altera a relação de autonomia baseada em mAh quando as correntes da bateria e da carga são medidas no mesmo lado elétrico. Ela é incluída para calcular energia em watts-hora e potência média. Os Wh utilizáveis equivalem aos mAh utilizáveis multiplicados pela tensão e divididos por 1,000. A potência da carga é a corrente em ampères multiplicada pela tensão. Quando um conversor muda a tensão, compare energia e potência em vez de comparar diretamente as correntes de entrada e saída, e inclua a eficiência do conversor. Os rótulos das baterias apresentam valores nominais medidos sob condições específicas de laboratório. Pacotes de íons de lítio, pilhas alcalinas, baterias de níquel-hidreto metálico e de chumbo-ácido têm comportamentos de descarga diferentes. A capacidade pode variar com tensão de corte, perfil de carga, química, combinação das células e histórico de recarga. Um sistema de gerenciamento também pode reservar energia para melhorar a segurança e a vida útil em ciclos. Use o resultado para seleção e planejamento, depois verifique o projeto por medição. Registre a corrente em ciclos representativos, teste nas temperaturas esperadas, inclua autodescarga e perdas em espera e deixe margem para envelhecimento. Sistemas de bateria exigem carregadores, circuitos de proteção, fiação, fusíveis e gerenciamento térmico adequados. O cálculo de autonomia não substitui os requisitos de segurança do fabricante nem as orientações de projeto elétrico.