배터리 상식

  • 전지 용량을 산출하는 방법

    운영자 | 2007-07-18 | 조회수 8282
    • 1. 전기에 관한 기초 개념
      1) 전 류 : 전기회로에서 에너지가 전송되려면 전하(electric charge)의 이동이 있어야 한다. 전하의 이동은 전류를 형성한다. 전류는 회로의 어느 단면을 단위시간에 통과하는 전하의 양으로 정의되며, MKS 단위는 암페아(ampere)이다. 일정한 율로 t초간에 Q 쿨롱의 전하가 이동하였다면, 이때 전류 I는 다음과 같다.
      I = Q/V [amp] 또는 Q=I t [coulomb]
      전류의 방향은 관례상 정전하가 이동하는 방향으로 정하고 있다.

      2) 전위차, 전압 : 단위 정전하가 회로의 두 점 사이를 이동할 때 얻든지 또는 잃는 에너지를 두 점간의 전위차(electric potential difference) 또는 전압(voltage)이라고 하며, MKS 단위는 볼트(volt)이다. 따라서 Q 쿨롱의 전하가 전위차가 일정한 두 점간을 이동할 때 얻는 또는 잃는 에너지를 W 주울이라고 하면 그 두 점간의 전위차 V는 다음과 같다.
      V = W/Q [volt], W = V Q = V I t [joule]

      3) 전력 : 단위시간에 변환 또는 전송되는 에너지를 전력(POWER)이라 하며, MKS 단위는 와트(watt)이다. 따라서 에너지가 수수되는 시간적 율이 일정할 때에는
      P = W/t [watt] 또는 [joule/sec], P = V I

      4) 전기 소자
      -저항 : 이것은 두 단자간의 전압이 단자간을 흐르는 전류에 비례하는 소자이며, 이 비례계수를 저항이라고 하며, MKS 단위는 옴(ohm)이다. 전압-전류 관계를 옴의 법칙(ohm's law)이라 한다.
      i = v/V = GV [amp], V = I R [V]
      -인덕턴스 : 파라데이 법칙에 의하면 한 회로에 있어서 자속 쇄교수가 변하면 그 시간적 변화율에 비레하는 기전력이 유기되며 이것을 유기기전력이라 한다. 한 회로의 전류와 이로 인하여 생기는 자속의 쇄교수가 다음과 같은 관계가 있다.
      l = L i [weber-turn]
      여기서 L은 기울기이며, 회로의 인덕턴스라 하며, MKS 단위는 헨리(henry)이다.
      i = 1/L ò vdt [amp], v = L di/dt [V]
      -커패시턴스 : 절연체를 두고 대립하고 있는 두 도체간에 전위차가 존재하면 전위가 높은 도체에 정전하, 전위가 낮은 도체에 같은 량의 부전하가 축적된다. 이때 축적되는 전하와 전위차간에 다음 관계식이 성립한다.
      q = C v [coulomb], i = C dv/dt , v = 1/C ò idt
      여기서 C는 기울기이며, MKS 단위는 패러드(farad)이다.


      2. 용량 산출방법
      전기기초 부분에서 용량은 커패시턴스로 표시되어 있으며, 다음과 같다.
      용량 = 전류(A)*초(sec) [coulomb]
      전지에서는 용량을 시간 단위 초(sec)에서 시간(hour)로 바꾼 것이다. 즉
      전지 용량 = 전류(A)*시간(hr)
      소형 전지에서는 전지용량을 일반적으로 [mAh]으로 표시하는데, 이것은 몇 [mA]로 몇시간 작동하는가를 나타내는 것이다.
      일반인이 사용기기에 맞는 전지를 선정하기 위한 일례를 들어 설명한다.
      A라는 휴대기기가 있는데, 작동전류는 50mA로 10시간이상 구동한다. 작동 전압은 7.2V 이다. 그러면 Li-ion 2차전지의 작동전압이 3.6V(or 3.7V)이므로 Cell을 2개 직렬 연결하면 7.2V가 된다. 전지용량은 50mA*10hr =500mAh가 나오게 된다. 따라서 전지용량이 500mAh 이상의 전지를 구하여 사용하면 된다.
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