Amperestunde

Die Amperestunde (Ah) ist eine Maßeinheit für die elektrische Ladung. Sie gehört zwar nicht zum Internationalen Einheitensystem (SI), ist jedoch zum Gebrauch mit dem SI zugelassen,[1] wodurch sie eine gesetzliche Einheit ist.[2]

Physikalische Einheit
Einheitenname	Amperestunde
Einheitenzeichen	$\mathrm {Ah}$
Physikalische Größe(n)	Elektrische Ladung
Formelzeichen	$Q$
Dimension	${\mathsf {I\;T}}$
System	Zum Gebrauch mit dem SI zugelassen
In SI-Einheiten	$\mathrm {1\,Ah=3600\;As=3600\;C}$
Abgeleitet von	Ampere, Stunde

Insbesondere bei Batterien und Akkumulatoren ist die Angabe der Nennkapazität in Milliamperestunden (mAh) üblich, der Vorsatz für Maßeinheiten Milli steht für ein Tausendstel.

Definition

Eine Amperestunde ist die Ladungsmenge, die innerhalb einer Stunde durch einen Leiter fließt, wenn der elektrische Strom konstant 1 A (Ampere) beträgt. Sie wird häufig genutzt, um die zur Verfügung stehende Ladung von Akkumulatoren oder Batterien in Amperestunden (Ah) anzugeben.

Die Amperestunde ist ein Vielfaches der Amperesekunde, welche der SI-Einheit Coulomb entspricht (1 C = 1 As):

\mathrm {1\,Ah=3600\;As=3600\;C}

Anwendung bei Akkumulatoren

Das Ladungsspeichervermögen von Akkumulatoren in Amperestunden (Ah) wird oft als deren Kapazität bezeichnet. Es hat jedoch weder etwas mit der elektrischen Kapazität (Farad) noch mit der Leistungskapazität (Watt) zu tun. Mit dem Energiespeichervermögen (kWh) hat es nur indirekt etwas zu tun (s. u.). Daher sollte man eher von Ladungsträgerkapazität oder Nennladung sprechen.

Erst das Produkt der Nennladung mit der Klemmenspannung (Amperestunde mal Volt) ergibt das Energiespeichervermögen eines Akkumulators in Wattstunden (Wh). Die Nennladung ist daher kein direktes Maß der Energiemenge wie Joule (J), Wattsekunde (Ws) oder Kilowattstunde (kWh). Sie kann aber bei gegebener Spannung zur Einschätzung der Laufzeit des elektrischen Verbrauchers und zur Einschätzung der Energiekapazität des Akkumulators dienen. Die Laufzeit $t$ ist in diesem Fall proportional zur Nennladung:

t={\frac {Q}{I}}

mit

t

: Zeit (Einheit: Stunden h).

Q

: Ladung (Einheit: Amperestunden Ah).

I

: Entladestrom (Einheit: Ampere A).

Jedoch können die tatsächlichen maximalen Werte durch weitere Faktoren von den Herstellerangaben abweichen, wie Alter, Zustand des Akkumulators oder Umgebungstemperatur.

Beispiele: Bei einer 12-Volt-Autobatterie bedeutet eine Amperestunde 12 Wattstunden (Wh), also 12 Watt, die eine Stunde lang abgerufen werden können, während das bei einem 3,8-Volt-Smartphone-Akku nur 3,8 Wh sind und bei einem 1,2-Volt-AA-Akku nur 1,2 Wh.

Siehe auch

Peukert-Gleichung

Literatur

Günter Springer: Rechenbuch Elektrotechnik. 19. Auflage, Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2013, ISBN 978-3-8085-3419-9.
Bosch Technische Unterrichtung Batterien. Robert Bosch GmbH, Stuttgart, VDT-UBE 410/1.

Einzelnachweise

Das Internationale Einheitensystem (SI). Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d’unités/The International System of Units (8e édition, 2006)“. In: PTB-Mitteilungen. Band 117, Nr. 2, 2007 (Online [PDF; 1,4 MB]).
Gemäß Richtlinie 80/181/EWG in den Staaten der Europäischen Union bzw. dem Bundesgesetz über das Messwesen in der Schweiz.

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[1] Das Internationale Einheitensystem (SI). Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d’unités/The International System of Units (8e édition, 2006)“. In: PTB-Mitteilungen. Band 117, Nr. 2, 2007 (Online [PDF; 1,4 MB]).

[2] Gemäß Richtlinie 80/181/EWG in den Staaten der Europäischen Union bzw. dem Bundesgesetz über das Messwesen in der Schweiz.