전압과 전류 소비 시간: 관계는 무엇입니까?

어쩌면 당신은 더 많은 것을 알고 싶거나 전압 대 전류 시간에 대한 당신의 개념이 올바른지 확인하고 싶을 수도 있습니다. 아마도 무선 도구를 처음 접하고 어디서부터 시작해야 할지 모를 수도 있습니다. 파티에 올 수 있어서 기뻐요!

전압 대 전류 시간은 무선 도구에 관해 묻는 가장 기본적인 질문 중 하나입니다. 혼란스러울 수 있습니다. 유선 도구를 사용하면 소비되는 암페어 수를 기준으로 전력량을 설명하는 경우가 많습니다. 이는 사실상 무한한 전원 공급 장치가 있을 때 유용합니다. 대부분의 사람들은 무선 도구의 숫자를 전압이 전력과 동일하고 암페어 시간이 작동 시간과 동일하다는 생각으로 압축합니다. 응… 음, 일종의… 어쩌면. 이 두 가지 측정값은 실제 배터리 용량(와트시라는 용어)에서 비롯됩니다. 방정식은 다음과 같습니다.

암페어 시간 x 공칭 전압 = 와트시

대부분의 배터리 라벨을 보면 해당 배터리 용량의 총 와트시가 표시됩니다. 기본적으로 연료 탱크(와트시)가 클수록 에너지 잠재력이 높아집니다. 이는 연료 탱크를 어떻게 사용하느냐의 문제입니다.

배터리를 분해하려면(그러지 마세요!) 전원을 저장하고 공구에 전달하는 개별 배터리 셀을 찾을 수 있습니다. 각 배터리는 특정 양의 전압(사용되는 18650 리튬 이온 셀의 경우 일반적으로 3.6V)을 전달할 수 있습니다. 12V 배터리가 필요합니까? 3개를 한 시리즈로 묶어보세요. 18V 배터리가 필요합니까? 5를 사용합니다.

나와 함께 계산을 하고 있다면 문제가 있다는 것을 이미 알고 계실 것입니다. 전압은 셀이 보유하고 있는 전하량에 따라 셀 내에서 약간씩 다릅니다. 완전 충전 상태에서는 낮은 전압보다 더 높은 전압을 생성할 수 있습니다. 해당 3.6V 셀은 실제로 완전 충전 상태에서 4V보다 약간 더 많은 전력을 생성합니다. 그럼에도 불구하고 수학은 완벽하게 작동하지 않습니다. 그래도 아직은 나에 대한 믿음을 잃지 마세요. 이러한 예외 사항은 이후 기사에서 설명하겠습니다. 지금은 전력으로서의 전압에 초점을 맞춰 보겠습니다.

더 많은 전력을 원할 경우 배터리에 다른 셀을 직렬로 추가하면 됩니다. 새로 추가할 때마다 대략 4V씩 증가합니다. 이론적으로는 12V, 16V, 20V, 24V 등을 사용할 수 있습니다. 다행스럽게도 도구 산업은 도구용으로 12V, 18V/20V 및 36V 플랫폼을 채택했으며 실외 전력 장비용으로 다른 조합도 나와 있습니다.

암페어 시간을 간단히 정의하면 배터리 팩이 1시간 동안 전달할 수 있는 전류량입니다. 다른 모든 요소(예: 온도 및 진동)를 무시하면 3.0암페어 시간 배터리는 1시간 동안 3암페어의 전류를 제공합니다. 5.0암페어 시간 배터리는 1시간 동안 5암페어를 제공합니다. 전압과 달리 이는 고정된 수치가 아닙니다. 배터리에서 더 높은 암페어를 끌어와 실행 시간을 줄일 수 있습니다. Jon Bucklew는 Makita 18V LXT 브러시리스 앵글 그라인더를 사용하여 이를 훌륭하게 시연했습니다. 더 적은 수의 암페어를 소비하고 더 오래 실행할 수도 있습니다.

그것은 모두 선형적입니다. 5.0암페어 시간 배터리로 2.5암페어를 실행하면 2시간의 실행 시간이 제공됩니다. 3암페어 시간 배터리로 6암페어를 소비하세요. 이제 30분만 사용할 수 있습니다. 다음은 현재 그리기가 런타임에 어떤 영향을 미치는지 보여주는 차트입니다.

그러면 그 숫자를 어떻게 얻을 수 있나요? 대부분의 리튬 이온 배터리 셀은 약 2000mA 시간 또는 2.0A 시간으로 작동합니다. 이러한 셀을 직렬로 연결하면 여전히 결합된 2.0암페어 시간만 생성됩니다. 직렬로 결합되는 것은 암페어 시간이 아니라 전압입니다.

암페어 시간을 늘릴 때가 되면 셀을 병렬로 연결합니다. 다음은 일반적인 12V 배터리의 예입니다.

18650 리튬이온 셀 3개가 직렬로 부착되어 있습니다.

각 셀은 3.6V 및 2.0A 시간을 전달합니다. 직렬로 연결되어 있으므로 10.8V(또는 완전히 충전되면 12V)를 얻지만 여전히 2.0A 시간에 불과합니다.

다른 전자 장치는 동일한 세 개의 셀을 사용하지만 병렬로 연결합니다. 이제 그들은 3.6볼트만 생산하지만 시간당 6.0암페어를 생산합니다.

고용량 배터리에서 일어나는 일은 직렬 배선과 병렬 배선의 조합입니다. 먼저 필요한 18V를 얻기 위해 직렬로 연결된 5개의 셀을 사용합니다. 그런 다음 동일한 방식으로 연결된 다른 세트를 병렬로 연결하십시오. 전압은 18로 유지했지만 암페어 시간은 4.0으로 두 배 늘렸습니다. 이론적으로는 18V에서 6.0Amp-hours를 얻기 위해 다른 세트를 추가할 수 있습니다.