أمبير ساعة

الأمبير - ساعة ( رمزها: A⋅h أو A  h ، وتُختصر غالبًا إلى Ah ) هي وحدة قياس الشحنة الكهربائية ، يُوصى باستخدامها في البطاريات والأجهزة التحليلية . ^{[ 1 ]} وهي عبارة عن حاصل ضرب التيار الكهربائي في الزمن، وتُعادل الشحنة المنقولة بتيار ثابت مقداره أمبير واحد لمدة ساعة واحدة (3600 ثانية). وبالتالي، فإن 1  أمبير-ساعة يساوي 3600  أمبير-ثانية أو 3.6  كيلو كولوم . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

إن وحدة الميلي أمبير ساعة الشائعة (الرمز: mA⋅h أو mA  h ، وغالبًا ما يتم تبسيطها إلى mAh ) هي جزء من ألف من الأمبير ساعة (3.6  C).

توضح هذه الأمثلة العلاقة الرياضية البسيطة. أما في الاستخدام العملي، فهناك عوامل أخرى كثيرة يجب مراعاتها - انظر الملاحظة أدناه.

• تحتوي بطارية سعتها 0.5 أمبير/ساعة (أو 500 مللي أمبير/ساعة) على شحنة كهربائية تعادل* تزويد أحد المصدرين التاليين:
  • 0.5 أمبير لمدة ساعة واحدة
  • 1 أمبير لمدة نصف ساعة

• تحتوي بطارية 1 أمبير/ساعة (المعروفة أيضًا باسم 1000 مللي أمبير/ساعة) على شحنة كهربائية تعادل* تزويد أحد المصدرين التاليين:
  • 0.5 أمبير لمدة ساعتين
  • 1 أمبير لمدة ساعة واحدة
  • 2 أمبير لمدة نصف ساعة

• تحتوي بطارية 2Ah (المعروفة أيضًا باسم 2000 mAh) على شحنة كهربائية تعادل* تزويد أحد المصدرين التاليين:
  • 0.5 أمبير لمدة 4 ساعات
  • 2 أمبير لمدة ساعة واحدة
  • 4 أمبير لمدة نصف ساعة

ملاحظة هامة : الأمبير-ساعة هي وحدة قياس للشحنة، وليست وحدة قياس للاستخدام. الأمثلة المذكورة أعلاه هي مرجع مفيد، ولكن في الواقع العملي، لا يكون الناتج القابل للاستخدام متطابقًا، وقد يختلف اختلافًا كبيرًا. على سبيل المثال:

• الخسائر: لا تكون عملية نقل الطاقة فعالة بنسبة 100% ، وسيكون هناك دائمًا بعض الخسائر بين الطاقة المخزنة والطاقة الناتجة، ويعتمد مقدار هذه الخسائر على الظروف.
• ميكانيكا البطارية: العديد من البطاريات لها حد أقصى لمستوى التفريغ الذي يمكن أن تصل إليه، على سبيل المثال، لا ينبغي عادةً تفريغ بطاريات الرصاص الحمضية الترفيهية بأكثر من 50٪ من سعتها المقدرة ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} .
• القيود الحالية ^{[ 6 ]} : عادةً ما توجد حدود لمعدل نقل الطاقة. على سبيل المثال، تستطيع بطارية سعتها 10 أمبير/ساعة عادةً توفير حوالي 0.5 أمبير لمدة 20 ساعة، ولكنها قد لا تتمكن من نقل 20 أمبير في نصف ساعة. مع ازدياد شدة التيار (بالأمبير)، تزداد صعوبة تعامل مكونات البطارية، والكابلات، وجهاز الاستقبال، وغيرها، مع هذا التيار؛ وغالبًا ما يتجلى ذلك في ارتفاع درجة الحرارة وخطر نشوب حريق ^{[ 7 ]} . كما أن ازدياد تيار التفريغ يؤدي إلى انخفاض السعة ( تأثير بيوكيرت ).

تُستخدم وحدة الأمبير-ساعة بشكل متكرر في قياسات الأنظمة الكهروكيميائية مثل الطلاء الكهربائي، وفي قياس سعة البطارية حيث يكون الجهد الاسمي المعروف مفهوماً. ^{[ 8 ]}

الميلي أمبير ثانية (mA⋅s) هي وحدة قياس تُستخدم في التصوير بالأشعة السينية ، والتصوير التشخيصي، والعلاج الإشعاعي . وهي تُعادل الميلي كولوم . تتناسب هذه الكمية طرديًا مع إجمالي طاقة الأشعة السينية التي يُنتجها أنبوب أشعة سينية مُعين يعمل بجهد كهربائي مُحدد. ^{[ 9 ]} يُمكن إعطاء نفس الجرعة الإجمالية في فترات زمنية مُختلفة اعتمادًا على تيار أنبوب الأشعة السينية.

للمساعدة في التعبير عن الطاقة ، يتطلب حساب قيم الشحن بالأمبير-ساعة بيانات دقيقة للجهد: ففي نظام البطارية، على سبيل المثال، يتطلب الحساب الدقيق للطاقة المُوَصَّلة تكامل القدرة المُوَصَّلة (ناتج الجهد اللحظي والتيار اللحظي) خلال فترة التفريغ. ^{[ 10 ]} عمومًا، يتغير جهد البطارية أثناء التفريغ؛ ويمكن استخدام قيمة متوسطة أو قيمة اسمية لتقريب تكامل القدرة. ^{[ 11 ]}

عند مقارنة السعات الطاقية للمنتجات التي تعتمد على البطاريات والتي قد يكون لها تركيبات كيميائية داخلية مختلفة للخلايا أو تكوينات مختلفة للخلايا، فإن تصنيف الأمبير-ساعة البسيط غالبًا ما يكون غير كافٍ.

الأمبير-ساعة الواحد يساوي (حتى 4 أرقام معنوية):

• 3600 كولوم
• 2.247 × 10 ²² شحنة أولية
• 0.03731 فاراداي
• 1.079 × 10 ¹³ ستاتكولوم ( ما يعادل CGS-ESU )
• 360 أبكولوم ( ما يعادل CGS-EMU )

• تبلغ سعة البطارية الجافة بحجم AA حوالي 2000 إلى 3000 مللي أمبير ساعة.
• تحتوي بطارية الهاتف الذكي العادية عادةً على سعة كهربائية قابلة لإعادة الشحن تتراوح بين 2500 و 6000 مللي أمبير ساعة.
• تختلف بطاريات تشغيل السيارات في سعتها، ولكن السيارة الكبيرة التي تعمل بمحرك بنزين احتراق داخلي سيكون لديها  سعة بطارية تبلغ حوالي 50 أمبير/ساعة بجهد 12 فولت.
• تُقاس سعات المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات عادةً بالكيلوواط/ساعة، ولكن في عام 2013، سُميت سيارة BMW i3 60  A⋅h نسبةً إلى سعة إحدى خلاياها الـ 96، ليصبح المجموع 96 × 3.6  فولت × 60  أمبير/ساعة =تبلغ سعة بطاريات سيارة BMW i3 20736 واط/ساعة، منها  حوالي 18 كيلوواط/ساعة طاقة قابلة للاستخدام، وهو ما يضاهي سعة بطاريات سيارة تسلا موديل S  60 الأساسية التي كانت تبلغ 60 كيلوواط/ساعة. لاحقًا، زُوّدت سيارات BMW i3 ببطاريات سعتها 94 أمبير/ساعة و120 أمبير/ساعة، متفوقةً بذلك على بطاريات تسلا من طرازات S85 وS90 وS100.   
• بما أن أمبير ساعة واحدة تكفي لإنتاج 0.336 غرام من الألومنيوم من كلوريد الألومنيوم المنصهر ، فإن إنتاج كيلوغرام واحد من الألومنيوم يتطلب نقل ما لا يقل عن 2980 أمبير ساعة. ^{[ 12 ]} ويحتاج كيلوغرام واحد من الألومنيوم عادةً إلى 15.37  كيلوواط ساعة، وبالتالي فإن الطاقة الكهربائية تمثل ما بين 20% إلى 40% من تكلفة إنتاج الألومنيوم.

كثير من الناس الذين يشترون/يقارنون البطاريات ليسوا على دراية بالمفاهيم الكهربائية، لذلك من السهل عليهم الخلط بين الأمبير-ساعة والواط-ساعة.

تذكر أن الأمبير يقيس التيار فقط، وليس القدرة. لحساب القدرة، عليك ضرب التيار (بالأمبير) في الجهد للحصول على الواط. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

بمعنى آخر، فإن بطارية 1Ah (1000mAh) 1.5 فولت لديها طاقة أقل بكثير من بطارية 1Ah 12 فولت.

• المكافئ الكهروكيميائي
• كيلوواط ساعة (kW⋅h)