为什么充电宝总是“虚标”?机场限制电池容量为什么不用mAh为单位?

为什么充电宝总是“虚标”?机场限制电池容量为什么不用mAh为单位?

电池容量单位

目前常用电子设备(手机,pad,智能穿戴设备等)所使用的锂电池都是用mAh作为电池容量单位,比如今天(2020.6.6)开始正式发售的华为P40 pro电池是4200mAh(毫安时),而笔记本电脑由于电池容量比较大且电压也比较高,一般用Wh作单位,比如今年新发售的macbook pro 2020 16寸笔记本,电池容量就是100Wh(瓦时)。

mAh读作毫安时,Wh读作瓦时,其实mAh并不是电池容量电位,Wh才是,比如我们常说的一度电就是1000Wh,当然一般会写成1KWh(k就表示千,这个应该没有谁不知道吧?比如km是千米,kg是千克)。

那么为什么Wh才是电池容量电位呢?为什么mAh不是电池容量单位却被被用来做容量电位呢?且听我一一道来。

mAh和Wh解释

Wh

Wh读作“瓦时”,W是功率单位,读作“瓦”(全称是瓦特,简称瓦),比如家用电器一般都有写“额定功率:xxW”(xx是数字),功率,是表示物体做功快慢的物理量,对于电器来说你可以简单的理解为“功率是表示耗电快慢的单位,功率越大,耗电越快”。

而h是hour的首字母,是小时的意思。

1Wh,就是说一个功率为1W的电器使用一小时的耗电量为1Wh。所以,Wh是电量单位。有人可能会问,既然Wh(瓦时)是电量单位,那我们平时说用了多少度电的“度”又是什么?为什么不用Wh作为单位?其实“度”就是KWh(千瓦时),也就是说,1度=1KWh=1000Wh。

mAh

mAh读作“毫安时”,其中mA是是电流单位,科学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流,单位为“安培”,简称“安”,用大写字母A表示,而毫安与安,就类似毫米与米,相差1000倍,也就是说,1000mA=1A。

比如,华为P40 pro电池是4200mAh,意思是假如华为手机用电时的电流一直保持4200mA不变,那么4200mAh的电量就够它用1小时,如果是420mA呢?那就能用10小时,而事实上用电器,特别是手机或电脑,它用电时的电流是不可能固定的,也就是说它的电流肯定是时大时小的,什么时候大?你开多一个软件(或app)它可能电流就大一点,用电就快一点,如果你开的软件是很耗电的,那电流就更大,耗电就更快。

mAh与Wh的关系

首先我们来看看电功率的定义,当一个电器使用的电源电压为1V(伏),并且流过它的电流为1A(安),那么这个电器的功率就是1W(瓦),也就是说1W=1V×1A,即电器的电功率等于电压乘以电流。

知道了以上知识,我们可以把Wh分解为VAh(读作伏安时),那么VAh与mAh的差别在哪儿?A和mA都是电流单位,只不过一个单位大,一个小而已,真正不同的是V(伏),即电压,为什么手机/平板等的电池不强调电压呢?因为这些锂电池的电压都是“3.7v”(业界标准),也就是说,手机/平板的电池,所谓的多少mAh,其实是建立在电压为3.7v这个基础上的,有了这个,我们就可以转换了.

1Wh=1V×1A×1h=1V×1000mA×1h=3.7V×(1000/3.7)mA×1h=3.7V×270.27mA×1h,当我们默认电池的电压是3.7v时,就不用说电压了,直接说后面的270mAh即可,也就是说当电压为3.7V时,1Wh=270mAh,注意是有前提条件,电压为3.7V,也就是说如果电脑不是3.7V,那么1Wh就不等于270mAh了,另外,如果两个电池都是mAh为单位,如果电压不同,这两个电池的容量是没有可比性的。

坐飞机限电池容量为100Wh-160Wh

我们知道,国内航班目前限制带的电池不能超过两块,每块不超过100-160Wh。

到底限100还是160?

首先要解释一下,有些人不明白,这个100-160Wh到底是怎么回事?如果说最高限160,那为什么还要100?直接说不超过160Wh不就行了吗?其实这个解释是这样的:能直接通过安检带上飞机的只有不超过100Wh的才行

超过100Wh,但不超过160Wh,也能带,但安检时被查出,它会让你去你即将乘坐的航班所属航空公司的柜台开一张放行证(就是航空公司允许你带的证明),不都是机场的么?为什么还要证明?你安检直接看不行吗?还真不行,安检跟航空公司无关,安检是机场的安检,而一个机场有很多航空公司的飞机,超过100Wh而不超过160Wh的电池,不排除有些航空公司为了自己的飞机安全而不让带,而且我也怀疑机场为了尽量让乘客不要带那么大容量的电池而特意设置这个程序,让你觉得麻烦,就懒得带了。

为什么不用mAh而用Wh?

有些人有疑问,我的充电宝单位明明是mAh,而且大部分充电宝的单位肯定都是mAh,为什么机场却用Wh做单位呢?虽然前面说了mAh和Wh可以转换,在电压为3.7V的前提下,1Wh=270.27mAh,100Wh=27027mAh(所以2万mAh的充电宝可以带上飞机),160Wh=43243mAh,但直接用mAh不是更方便吗?

理论上确实是这样,但前面已经说了,以mAh作为电池容量单位的电池(如手机、pad、充电宝等等),都是以电池电压为3.7V为前提的,然而,电池的电压并不都是3.7V的,比如笔记本电脑的电池电压,就不是3.7V,下图为我那鼓的像块豆腐一样的苹果电脑的电池,可以看到它的电压是11.36V(dc是直流的意思),8755mAh,但要注意,这个mAh,跟手机的mAh可不一样,它是建立在电压为11.36V的基础上的,也就是说,如果按3.7V算,它的电量远远不止8755mAh,11.36≈3个3.7V,也就是说这个8755mAh,如果按3.7V算,是8755×3=26265mAh
image.jpg

而如果用Wh作为单位,就不存在这个问题,因为不管你电压多少,最终的容量都可以转为Wh,所以我说mAh并不是真正的电池容量单位,因为用mAh表示电池容量必须要知道它的电压,否则就没有意义,充电宝、手机、pad这些是默认3.7V,所以才会只写mAh,事实上很多充电宝在写mAh的同时也有写Wh的和电压的,只不过都写的比较小,只有mAh写的最大,而且电压有时候也未必是3.7V,比如我现在还在服役的小米充电宝1代就是3.6V的,而且一般最大电压是4.2V左右,电充的越满电压越大。

为什么充电宝总是虚标?

到底是不是虚标?

首先,虽然不排除有些伪劣充电宝是虚标,但我可以说,大部分所谓的虚标基本上都不是虚标,至少容量不足的原因不仅仅是因为虚标,而是有其它原因。

我说一下另一个“虚标”的例子,移动硬盘大家都买过吧?为什么1T的硬盘,总是显示只有931G呢?这是不是虚标?显然不是,这只是单位转换问题,具体看这里

给手机充电需要升压

其实电流跟水流一样,水只会从水压高的地方往水压低的地方流,电也一样,所以充电宝电池是3.7V左右,而手机电池也是3.7V左右,直接充是充不了的,这就是为什么充电宝里面有一块电路板的原因,那块电路板,除了自动管理充电宝充电外(充电宝充满了自动断掉不让充),也管理充电宝放电,用充电宝给手机充电,对充电宝来说就是放电,电要从充电宝流向手机,它的电压必须比手机电池的电压高,所以那块电路板其它是会给充电宝的电升压的,它会把充电宝的电压从4.2V(满电是4.2V左右)或3.7V升到5V左右,而电经过了电路,必定会损耗(电路有电阻),所以这个升压其实是会损耗掉10%到20%的电的。

例如,充电宝标称容量是10000mAh,电芯电压是3.7V(一般充电宝锂电池电压都是3.7V),USB接口输出电压是5V,假设没有任何耗损的情况下,输出容量=(电池电压×电池容量)×转换率÷输出电压,也就是(3.7V×10000mAh)×100%÷5V=7400mAh。

但是这还是没有耗损的情况,假设你手中的充电宝是92%的转化率(目前算很高的了),那么根据输出容量=(电池电压×电池容量)×转换率÷输出电压,就相当于(3.7V×10000mAh)×92%÷5V=6808mAh,也就是说实际10000mAh的充电宝在92%的转化率情况下,真正输出可用的电量也就是不到7000mAh的样子。

并且,这还没有考虑到周边电路、线缆等方面的影响哦(也会耗损一部分电量,相比转换效率损失的要少)!

所以,千万不要以为10000mAh就是10000mAh,最理想的情况也要打个7折,就更不用说那些8x%左右转化率的产品了(山寨电源可能更低)。

总有一部分电充不进手机

另外一个原因,就是你不可能把充电宝的电全部“充到”手机上,因为充电宝的电完全耗尽会对它的寿命造成影响,所以当充电宝的电低到一定程度时,充电宝上的那块电路板会自动断掉不让它继续向外输出电,以保护电池。所以,充电宝总有一部分电是充不到手机上的,这也是它容量比标称容量小的另一个原因。

打赏
Subscribe
Notify of
guest

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

2 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
int main
int main
28 days ago

涨知识了~

2
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x

扫码在手机查看
iPhone请用自带相机扫
安卓用UC/QQ浏览器扫

为什么充电宝总是“虚标”?机场限制电池容量为什么不用mAh为单位?