Memahami Kapasitas Baterai: Rating Ampere-Jam dan Pengujian Kondisi

Baterai menghasilkan arus dengan menukar elektron dalam reaksi ionik. Karena jumlah molekul yang dapat bereaksi terbatas, baterai hanya dapat memberikan sejumlah muatan terbatas sebelum cadangan energinya habis. Meskipun secara teori mungkin untuk mengukur kapasitas dengan menghitung elektron, angka yang dihasilkan sulit dikelola. Satuan praktis yang muncul adalah ampere-jam, yang berhubungan langsung dengan kulomb yang lebih akrab (1 Ah = 3600 C). Satu ampere adalah aliran satu kulomb per detik, sehingga selama satu jam (3600 detik) itu sama dengan 3600 kulomb. Penggunaan ampere-jam memudahkan membandingkan energi yang dapat disediakan baterai pada beban.

Aplikasi Ampere-Jam untuk Mengukur Kapasitas Baterai

Rating ampere-jam memberitahu Anda seberapa lama baterai dapat mempertahankan arus tertentu sebelum terisi penuh atau teruras sepenuhnya. Sebagai contoh, baterai otomotif 70 Ah, dirating pada 3,5 A, dapat menyediakan arus tersebut selama 20 jam (70 Ah ÷ 3,5 A). Hubungannya linier dalam baterai ideal, tetapi sel nyata menunjukkan variasi. Arus tinggi meningkatkan suhu internal, mengubah kinetika kimia dan mempersingkat waktu operasional aktual. Sebaliknya, arus sangat rendah membuang kapasitas karena pengurasan diri, evaporasi, dan kebocoran. Produsen sering memberikan kurva derating yang menunjukkan bagaimana kapasitas menurun pada arus atau suhu yang lebih tinggi.

Sel sekunder menggunakan angka ampere-jam untuk memperkirakan waktu pengisian. Baterai 70 Ah yang sama akan membutuhkan sekitar 10 jam untuk diisi ulang dari kondisi mati dengan arus pengisian konstan 7 A (70 Ah ÷ 7 A).

Kapasitas ampere-jam umum untuk baterai populer:

• Asam timbal otomotif: 70 Ah pada 3,5 A (sekunder)
• Sel karbon-seng jenis D: 4,5 Ah pada 100 mA (primer)
• Karbon-seng 9 V: 400 mAh pada 8 mA (primer)

Memeriksa Kondisi Baterai – Dengan dan Tanpa Beban

Saat baterai teruras, resistansi internalnya naik dan tegangan rangka terbuka turun. Indikator kesehatan yang paling andal adalah pengukuran tegangan yang diambil saat baterai menyediakan beban yang cukup besar. Pemeriksaan voltmeter sederhana dapat menyembunyikan resistansi yang meningkat dan memberikan kesan palsu tentang sel yang sehat.

Pengukuran umum:

• Terisi penuh: 13,2 V (divilustrasi dalam gambar penyunting)
• Sebagian teruras: 12,5 V (masih dapat digunakan tetapi lebih rendah dari penuh)
• Hampir mati: 7,5 V (segera menunjukkan baterai yang gagal)

Untuk melakukan uji beban, sambungkan resistor yang dirating untuk dissipasi daya yang diharapkan (beberapa ratus watt untuk baterai mobil) dan ukur penurunan tegangan. Penurunan yang signifikan mengonfirmasi resistansi internal yang tinggi dan kemungkinan kapasitas yang tersusun.

Tinjauan:

• Ampere-jam adalah satuan kapasitas energi yang sama dengan hasil kali arus kontinu dan waktu pengurasan sebelum energi kimia baterai habis.
• Rating adalah perkiraan dan hanya boleh dipercaya pada arus atau waktu yang ditentukan oleh produsen; ekstrapolasi ke arus sangat tinggi atau waktu yang sangat lama tidak andal.
• Baterai yang teruras kehilangan tegangan dan meningkatkan resistansi. Penilaian yang paling akurat terhadap baterai mati adalah uji tegangan dengan beban.

Lembar Kerja Terkait:

• Lembar Kerja Baterai
• Lembar Kerja Penggunaan Voltmeter Dasar