Ёмкость батарей указывают в миллиампер-часах, энергию сети — в киловатт-часах, тепло — в джоулях и калориях. Это разные величины: миллиампер-час — единица заряда, а ватт-час, джоуль и калория — единицы энергии. Заряд превращается в энергию умножением на напряжение, поэтому калькулятору для мА·ч нужно напряжение элемента.
Единицы и точные множители
| Единица | Обозначение | В СИ | Источник |
|---|---|---|---|
| Ватт-час | Вт·ч | 3600 Дж | NIST SP 811, B.8 |
| Киловатт-час | кВт·ч | 3,6 МДж | NIST SP 811, B.8 |
| Ампер-час | А·ч | 3600 Кл | NIST SP 811, B.8 |
| Миллиампер-час | мА·ч | 3,6 Кл | там же, приставка милли |
| Калория термохимическая | калth | 4,184 Дж | NIST SP 811, B.8, примечание 9 |
| Калория международная | калIT | 4,1868 Дж | NIST SP 811, B.8, примечание 9 |
| Электронвольт | эВ | 1,602 176 634 · 10⁻¹⁹ Дж | SI Brochure, табл. 8 |
Все множители в таблице точные. Килокалория в 1000 раз больше калории; калорийность продуктов указывают именно в килокалориях.
Связь заряда и энергии:
Напряжение здесь — номинальное, то есть среднее за разряд. Его производитель указывает в даташите: у литий-ионного Panasonic NCR18650B — 3,6 В, у батареек AA Energizer L91 и E91 — 1,5 В.
Энергия сборки из элементов
Сборку обозначают как S×P: S элементов последовательно и P таких цепочек параллельно. Последовательное соединение складывает напряжения, параллельное — ёмкости:
Энергия сборки равна энергии одного элемента, умноженной на их число S · P, — как ни соединяй, энергия шести элементов одинакова. Схема соединения меняет только напряжение и ток.
Время работы
Если известна мощность нагрузки P и КПД η преобразователя между батареей и нагрузкой:
Если известен ток, который нагрузка берёт прямо из батареи, — t = C / I, КПД в этом токе уже учтён. Калькулятор показывает ещё и нагрузку в долях ёмкости — C-rate: ток 3,35 А для элемента 3350 мА·ч — это 1 C. Время работы от батареек с учётом режима сна и коэффициента запаса считает калькулятор времени работы от батареи, подбор тока заряда — калькулятор зарядного тока.
Примеры с реальными элементами
Panasonic NCR18650B. По даташиту — номинальное напряжение 3,6 В, ёмкость типовая 3350 мА·ч и минимальная 3250 мА·ч при 25 °C, номинальная (rated) — не меньше 3200 мА·ч при 20 °C.
| Расчёт | Результат |
|---|---|
| Один элемент, 3350 мА·ч · 3,6 В | 12,06 Вт·ч = 43,4 кДж = 12 060 Кл |
| Один элемент, 3200 мА·ч · 3,6 В | 11,52 Вт·ч |
| Сборка 3S2P | 10,8 В, 6700 мА·ч, 72,36 Вт·ч |
| 3S2P, нагрузка 10 Вт, КПД 90 % | 6,5 ч (6 ч 31 мин) |
| 3S2P, ток 0,67 А от сборки | 10 ч |
Батарейки AA Energizer. Номинальное напряжение обеих — 1,5 В, но таблицы ёмкости в даташитах нет: только графики, а ёмкость сильно зависит от тока. По диаграмме щелочной E91 при разряде до 0,8 В и 21 °C отдаёт около 3000 мА·ч при токе 25 мА и около 1500 мА·ч при 500 мА — вдвое меньше. У литиевой L91 график почти ровный: около 3500 мА·ч при малом токе и около 3300 мА·ч при 1 А, а щелочная на том же графике при 1 А даёт около 1000 мА·ч. Числа сняты с графиков, поэтому они приблизительные. При 1,5 В и 3000 мА·ч энергия — 4,5 Вт·ч, но напряжение батарейки за разряд падает от 1,5 до 0,8 В, и реальная энергия меньше.
Частые ошибки
- Сравнивать мА·ч при разных напряжениях. 2000 мА·ч у батареи на 12 В — это 24 Вт·ч, а 2000 мА·ч у элемента на 3,6 В — 7,2 Вт·ч.
- Складывать ёмкости последовательных элементов. Три элемента по 3350 мА·ч последовательно — это 3350 мА·ч при 10,8 В, а не 10 050 мА·ч.
- Забывать про КПД. Повышающий преобразователь с 3,6 до 5 В теряет часть энергии; см. КПД преобразователя.
- Считать, что вся ёмкость доступна. Устройство отключается при напряжении отсечки, а ёмкость зависит от тока и температуры; см. напряжение отсечки и раздел «Батарейки и аккумуляторы».
Перевод других величин — приставок СИ, длины, давления, температуры, дБм — в конвертере единиц.
Частые вопросы
Как перевести мА·ч в Вт·ч?
Умножить на напряжение и разделить на 1000: Вт·ч = мА·ч · В / 1000. Элемент Panasonic NCR18650B ёмкостью 3350 мА·ч при номинальных 3,6 В хранит 3350 · 3,6 / 1000 = 12,06 Вт·ч. Без напряжения перевод невозможен: миллиампер-час — единица заряда, а не энергии.
Сколько джоулей в ватт-часе?
Ровно 3600: ватт — это джоуль в секунду, а в часе 3600 секунд. Киловатт-час — 3,6 МДж. Эти множители точные, они приведены в приложении B руководства NIST SP 811.
Какую калорию выбрать: термохимическую или международную?
Они различаются на 0,07 %: термохимическая калория равна 4,184 Дж, международная (IT, из таблиц свойств пара) — 4,1868 Дж. Если в документе не сказано, какая калория имеется в виду, уточните — калькулятор показывает обе. 1 Вт·ч — это 860,42 термохимической или 859,85 международной калории.
Сколько проработает устройство от сборки 3S2P?
Сборка из шести NCR18650B (три последовательно, две параллельно) даёт 10,8 В и 6700 мА·ч — 72,36 Вт·ч. Нагрузка 10 Вт через преобразователь с КПД 90 % проработает 72,36 · 0,9 / 10 = 6,5 часа. Это оценка по номинальной ёмкости: на холоде, при большом токе и к концу срока службы элемент отдаёт меньше.
Почему пауэрбанк на 10 000 мА·ч не заряжает телефон с 5000 мА·ч дважды?
10 000 мА·ч у пауэрбанка указаны при напряжении его литий-ионных элементов, например 3,7 В: это 37 Вт·ч. На выходе USB 5 В те же 37 Вт·ч — это 7400 мА·ч без потерь, а с КПД преобразователя 90 % — около 6660 мА·ч. Сравнивать батареи с разным напряжением можно только в ватт-часах.
Источники
- NIST Special Publication 811 (2008). Guide for the Use of the International System of Units (SI) — приложение B.8, с. 45–56 (точные множители выделены жирным): ватт-час — 3,6 · 10³ Дж, киловатт-час — 3,6 · 10⁶ Дж, ампер-час — 3,6 · 10³ Кл, калория термохимическая — 4,184 Дж, калория IT — 4,1868 Дж; примечание 9 на с. 45: определения обеих калорий
- BIPM. The International System of Units (SI Brochure), 9th edition (2019), V4.01 (June 2026) — с. 140–141, табл. 8: 1 эВ = 1,602 176 634 · 10⁻¹⁹ Дж, точное значение с 2019 года
- Panasonic (SANYO Energy). NCR18650B Lithium Ion, datasheet, version 13.11 R1 — номинальное напряжение 3,6 В; ёмкость мин. 3250 мА·ч, тип. 3350 мА·ч при 25 °C; номинальная ёмкость мин. 3200 мА·ч при 20 °C; удельная энергия 243 Вт·ч/кг и 676 Вт·ч/л; копия даташита на форуме TI
- Energizer. L91 Ultimate Lithium AA, Product Datasheet (Form No. L91GL1222) — с. 1: номинальное напряжение 1,5 В; график ёмкости при постоянном токе разряда до 0,8 В при 21 °C, рядом — щелочной элемент для сравнения
- Energizer. E91 AA alkaline, Product Datasheet (Form No. E91NA1018) — номинальное напряжение 1,5 В; диаграмма ёмкости при непрерывном разряде 25, 100, 250 и 500 мА до 0,8 В при 21 °C
Где пригодится
Встроить калькулятор на свой сайт
Скопируйте код и вставьте его в HTML страницы, статьи или вики. Виджет бесплатный, без рекламы, счётчиков и cookie. Условие одно — ссылка на GAW под рамкой остаётся на месте. Подробнее о виджетах
<iframe src="https://gaw.ru/embed/energy-converter/" title="Конвертер энергии и ёмкости батарей" width="100%" height="640" style="border:1px solid #e3e5e9;border-radius:8px" loading="lazy" allow="clipboard-write"></iframe>
<p style="margin:6px 0 0;font-size:14px">Калькулятор: <a href="https://gaw.ru/tools/energy-converter/">Конвертер энергии и ёмкости батарей</a> — GAW.ru</p>Автоподстройка высоты рамки
Если сайт разрешает скрипты, добавьте этот код один раз в любом месте страницы: рамка будет менять высоту вместе с результатом расчёта.
<script>window.addEventListener("message",function(e){if(e.origin!=="https://gaw.ru"||!e.data||e.data.type!=="gaw:embed-height")return;var f=document.querySelectorAll('iframe[src^="https://gaw.ru/embed/"]');for(var i=0;i<f.length;i++)if(f[i].contentWindow===e.source)f[i].style.height=e.data.height+"px"})</script>Обновлено .
Нашли ошибку в расчёте?