L'ampère-heure (Ah) est une unité de mesure de la charge électrique. Il représente la quantité de charge qui traverse les bornes d'une batterie ou d'un conducteur électrique lorsqu'un courant de 1 ampère (A) est fourni pendant 1 heure (h). Bien qu'il s'agisse d'une unité largement utilisée dans le domaine des batteries et de l'énergie électrique, elle ne fait pas partie du Système international d'unités (SI), tout comme le temps.
Relation entre l'ampère-heure et les autres unités
En termes de charge électrique, 1 ampère-heure équivaut à 3600 coulombs (C), car :
\[ 1 Ah = 1 A \fois 3600 s = 3600 C \]
Où le coulomb (C) est l'unité SI pour la charge électrique et est défini comme la quantité de charge qui traverse un conducteur en 1 seconde lorsque le courant est de 1 ampère.
Capacité de la batterie et sa relation avec les ampères-heures
L'ampère-heure est principalement utilisé pour mesurer la capacité des batteries, indiquant la quantité d'électricité qu'elles peuvent stocker et fournir. Par exemple, une batterie de 100 Ah peut théoriquement :
- Fournit 10A pendant 10 heures.
- Fournit 1 A pendant 100 heures.
Cependant, dans la pratique, la capacité effective d’une batterie dépend de plusieurs facteurs tels que :
- Taux de décharge : Plus la décharge est rapide, plus l'énergie est perdue en raison de la résistance interne.
- Conditions de température : Un froid extrême peut réduire la capacité de la batterie.
- Âge et état de la batterie : Au fil du temps, les batteries perdent en efficacité.
Normes de mesure
Étant donné que la capacité d'une batterie varie en fonction du taux de décharge, les fabricants spécifient généralement Ah pour un taux de décharge standard (généralement 10 ou 20 heures). Il est également courant de spécifier la tension finale à laquelle la batterie est considérée comme déchargée.
Relation avec la constante de Faraday
Dans les calculs électrochimiques, la constante de Faraday est utilisée, qui représente la charge totale portée par une mole d'électrons. Sa valeur est d'environ 26,8 Ah par mole d'électrons.
\[ F = 26,8 \text{ Ah/mol d'électrons} \]
Expression en mAh et autres unités
Pour les appareils électroniques de faible puissance tels que les téléphones portables et les montres intelligentes, la capacité de la batterie est exprimée en milliampères-heures (mAh) :
\[ 1 Ah = 1000 mAh \]
Par exemple:
- Une batterie de 800 mAh aura une capacité inférieure à celle d'une batterie de 3 000 mAh.
- Les fabricants peuvent indiquer l'énergie stockée en Wh (wattheures) au lieu de Ah, ce qui implique de prendre en compte la tension de la batterie : \( \text{Énergie (Wh)} = \text{Capacité (Ah)} \times \text{Tension (V)} \)
Exemples de capacités de batterie
| Appareil/Batterie | Capacité typique |
|---|---|
| Pile AA | 2 - 3 Ah |
| Téléphone mobile | 2500 - 4000 mAh (2,5 - 4 Ah) |
| Batterie de voiture | 50 Ah ou plus |
| Batterie de vélo électrique | 10 - 20 Ah |
| Batterie de voiture électrique | 50 - 100 Ah ou plus |