El amperio-hora (Ah) es una unidad de medida de carga eléctrica. Representa la cantidad de carga que pasa por los terminales de una batería o un conductor eléctrico cuando se suministra una corriente de 1 amperio (A) durante 1 hora (h). Aunque es una unidad ampliamente utilizada en el ámbito de las baterías y la energía eléctrica, no forma parte del Sistema Internacional de Unidades (SI), ya que la hora tampoco lo es.
Relación entre el amperio-hora y otras unidades
En términos de carga eléctrica, 1 amperio-hora equivale a 3600 culombios (C), ya que:
\[ 1 Ah = 1 A \times 3600 s = 3600 C \]
Donde el culombio (C) es la unidad del SI para la carga eléctrica y se define como la cantidad de carga que fluye a través de un conductor en 1 segundo cuando la corriente es de 1 amperio.
Capacidad de una batería y su relación con los amperios-hora
El amperio-hora se usa principalmente para medir la capacidad de las baterías, lo que indica cuánta electricidad pueden almacenar y suministrar. Por ejemplo, una batería de 100 Ah teóricamente puede:
- Suministrar 10 A durante 10 horas.
- Suministrar 1 A durante 100 horas.
Sin embargo, en la práctica, la capacidad efectiva de una batería depende de diversos factores como:
- Velocidad de descarga: Cuanto más rápida sea la descarga, más energía se pierde debido a la resistencia interna.
- Condiciones de temperatura: El frío extremo puede reducir la capacidad de la batería.
- Edad y estado de la batería: Con el tiempo, las baterías pierden eficiencia.
Estándares de medición
Dado que la capacidad de una batería varía según la velocidad de descarga, los fabricantes suelen especificar el Ah para una tasa de descarga estándar (usualmente 10 o 20 horas). También es común especificar el voltaje final al que se considera descargada la batería.
Relación con la constante de Faraday
En los cálculos electroquímicos, se utiliza la constante de Faraday, que representa la carga total transportada por un mol de electrones. Su valor es aproximadamente 26.8 Ah por mol de electrones.
\[ F = 26.8 \text{ Ah/mol de electrones} \]
Expresión en mAh y otras unidades
Para dispositivos electrónicos de menor consumo, como teléfonos móviles y relojes inteligentes, la capacidad de las baterías se expresa en miliamperios-hora (mAh):
\[ 1 Ah = 1000 mAh \]
Por ejemplo:
- Una batería de 800 mAh tendrá una menor capacidad que una de 3000 mAh.
- Los fabricantes pueden indicar la energía almacenada en Wh (vatios-hora) en lugar de Ah, lo que implica considerar el voltaje de la batería: \( \text{Energía (Wh)} = \text{Capacidad (Ah)} \times \text{Voltaje (V)} \)
Ejemplos de capacidades de baterías
| Dispositivo/Batería | Capacidad típica |
|---|---|
| Pila AA | 2 - 3 Ah |
| Teléfono móvil | 2500 - 4000 mAh (2.5 - 4 Ah) |
| Batería de coche | 50 Ah o más |
| Batería de bicicleta eléctrica | 10 - 20 Ah |
| Batería de coche eléctrico | 50 - 100 Ah o más |