Jak zjistit reálnou kapacitu powerbanky?

08. 04. 2024

Jasně a srozumitelně bez omáček...

Základní pojmy a jednotky:

• Napětí - V (Volt)
• Proud -  A (Ampér) - 1A=1000mA
• Kapacita - mAh (miliAmpérhodina) - 1800 mAh = baterie s touto kapacitou dokáže dodávat proud o velikosti 180mA po dobu 10 hodin. Tato kapacita v mAh je vždy vztažená k příslušné hodnotě napětí (V).
• Obvyklé napětí baterií (vnitřních článků) powerbank i telefonů ~ 3,7V
• Obvyklé napětí při nabíjení telefonu ~ 5 V (Standard pro USB)

 

Běžný předpoklad

Představte si, že vlastníte Telefon s kapacitou baterie 3 000 mAh. Koupili jste powerbanku s kapacitou 10 000 mAh, doufajíce, že nabije váš telefon přibližně 3,3krát (10 000 mAh / 3000 mAh = 3,33krát). Byli jste však překvapeni, když jste zjistili, že powerbanka sotva několikrát nabil váš telefon, a to pouze např. max až 2,5 krát.

Podívejme se podrobněji na příklad Telefonu s kapacitou baterie 3 000 mAh. Následující průvodce vysvětlí, jak skutečná kapacita powerbanky ovlivňuje její výkon.

Napětí akumulátoru vs. výstupní napětí (převod z 3,7V na 5V)

Většina powerbank má akumulátory s napětím 3,7 V, zatímco standardní USB port pracuje s napětím 5 V. Při konverzi mezi těmito napětími se reálná kapacita sníží o zhruba 25 %.

Například, pokud máte powerbanku s kapacitou 10 000 mAh (10 Ah) a napětím 3,7 V, spočítáte:

10 000 mAh × 3,7 V = 37 Wh

Nyní potřebujeme tuto energii rozdělit tak, aby odpovídala nabíjecímu napětí 5V. To znamená, že:

37 Wh ÷ 5 V = 7 400 mAh

Takže, i když na etiketě powerbanky uvádí 10 000 mAh, ve skutečnosti můžete očekávat, že bude k dispozici pouze přibližně 7 400 mAh při nabíjení telefonu při standardním napětí 5V.

Tím ale ubívání bohužel stále nekončí...

Ztráta při vybíjení powerbanky a ztráta při nabíjení telefonu (převodu napětí)

Při převodu kapacity z 3,7 V na 5 V dochází k významným ztrátám, které jsou způsobeny kvalitou použitého DC-DC převodníku. Obecně se účinnost pohybuje v rozmezí 70-95 %, což představuje ztrátu 5-30 %.

Je do toho započínáno i tepelné hodnoty při nabíjení a také i rychlost nabíjení.

Předpokládejme tedy, že naše původní 10 000 mAh powerbanka je vybavena převodníkem s účinností 90 %. Z převedené kapacity 7400 mAh (při 5 V) nám tedy zbyde přibližně 6660 mAh.

Je důležité si uvědomit, že účinnost powerbanky závisí na několika faktorech, jako je kvalita baterie připojeného zařízení, typ použitého kabelu a také to, zda používáte telefon během nabíjení (což může vést k vyšším ztrátám). 

Jedním z mála e-shopů, který na svém e-shopu uvádí v názvu kapacitu po odečtení těchto ztrát při převodu je Fíčura a jejich powerbanky. V názvu uvádí PRAVOU testem naměřenou kapacitu powerbanky při 3,7V.

Avšak kapacita baterie v telefonu je obvykle udávána při napětí 3,7V, a proto je nutné tuto kapacitu převést zpět. Tento převod probíhá přímo v telefonu, ale jeho účinnost závisí na různých parametrech a liší se mezi jednotlivými přístroji. Obecně platí, že účinnost nabíjení v telefonu bývá nižší než u převodu přímo v powerbance a pohybuje se v rozmezí 70-95%. Bohužel konkrétní účinnost nabíjení daného telefonu není údaj, který by se běžně zveřejňoval, a to nejen kvůli možnosti jeho ovlivnění různými faktory. Důležité je také vědět, že účinnost nabíjení se výrazně snižuje, pokud je telefon zapnutý a odebírá energii pro svůj provoz.

Praktický příklad (výpočet efektivní kapacity)

Dovolte mi představit praktický příklad, ve kterém se zaměříme na výpočet kapacity powerbankek u 99% značek. Budeme pracovat s powerbankou o kapacitě 10 000 mAh a nabíjení proběhne proudem 1A.

Kompletní výpočet:

1. Kapacita 10 000 mAh při 3,7V a výstupu 1A:

   • Nejprve spočítáme celkovou energii: 10 000 mAh × 3,7V = 37 Wh.
   • Poté převedeme na výstupní napětí powerbanky: 37 Wh / 5V = 7 400 mAh.
   • Bereme v úvahu 15% ztrátu vybíjením: 7 400 mAh – 1 110 mAh = 6 290 mAh (efektivní kapacita při 5V) = 31,45 Wh.

2. Zjednodušený výpočet:

   • 10 000 mAh (kapacita při 3,7V) × 0,85 (účinnost při vybíjení) × 3,7V (napětí článku) / 5V (výstupní napětí) = 6 290 mAh (efektivní kapacita při 5V) = 31,45 Wh.

Orientační výsledek: S touto powerbankou můžete cca 3,1x nabít telefon s kapacitou baterie 2000 mAh (6 290 mAh / 2000).

Teoretický výsledek: Pokud bychom brali v úvahu účinnost při nabíjení telefonu (což je údaj, který lze přesně určit pouze v laboratoři), výpočet by vypadal takto:

• 6 290 mAh (efektivní kapacita) × 0,7 (účinnost při nabíjení) × 5V (výstupní napětí powerbanky) / 3,7 (napětí baterie v telefonu) = 5 950 mAh. Telefon tedy nabijete cca 2,9x.

Praktický příklad u powerbank značky Fíčura

• Nejprve spočítáme celkovou energii: 7 500 mAh × 3,7V = 27,75 Wh.
• Poté převedeme na výstupní napětí powerbanky: 27,75 Wh / 5V = 5 550 mAh.

Toto je finální kapacita Fíčura powerbanky při nabíjení telefonu. (V Názvu powerbanky na e-shopu je uváděna naměřená kapacita při 3,7V, tedy už po odečtení ztrát při převodu napětí)

Tedy telefon s kapacitou baterie 2000 mAh bychom nabili 2,775x

Shrnutí ohledně kapacity powerbanky:

1. Vždy hledejte údaj vztažený k napětí 5V:

   • Při zjišťování kapacity powerbanky se zaměřte na údaje, které jsou specifikovány při výstupním napětí 5V. Pokud máte údaje uvedené při jiném napětí (např. 3,7V), použijte vzorec pro převod na 5V.

2. Reálná kapacita je o cca 30-45% nižší, než uvedená na krabičce:

   • Kapacita uvedená na krabičce powerbanky je obvykle při napětí 3,7V. Pro reálnou kapacitu při 5V vezměte v úvahu převod ze 3,7V na 5V a také ztráty vybíjením a nabíjením.

3. Sledujte odborné recenze s rezervou:

   • Odborné recenze mohou poskytovat užitečné informace, ale výsledky berte s rezervou. Různé účinnosti při nabíjení a zbytková energie v baterii mohou ovlivnit výsledky.

4. Nabíjení nižším proudem může pomoci:

   • Pokud nabíjíte powerbanku nižším proudem (např. vypnuté zařízení nebo volba USB s nižším výstupním proudem), může to pozitivně ovlivnit její kapacitu snížením ztrát.

5. Zohledněte vstupní proud pro rychlost nabíjení:

   • Vstupní proud ovlivňuje rychlost nabíjení samotné powerbanky. Doporučujeme použít nabíječku s výstupním proudem 1,5A a více.

6. Při spěchu volte kvalitní nabíječku:

   • Pokud pospícháte, použijte kvalitní nabíječku s dostatečným výstupním proudem. To zajistí, že nabíjení powerbanky netrvá zbytečně dlouho (doporučujeme 1,5A a více).

Závěr

I když jsme se v tomto článku ponořili do technických detailů, doufám, že jsme alespoň trochu objasnili celou problematiku. Pokud jsou pro vás uvedené výpočty příliš komplikované, pamatujte si alespoň to, že reálná kapacita powerbanky je obvykle o 30-45% nižší než je udávána na obalu. (kromě těch od Fíčury, u nich je to vzoreček X mAh (3,7V) / 5 x 3,7 = x mAh (5V) 

Většina výrobců bohužel neuvádí hodnoty kapacity při 5V, a tak je obtížné přesně určit, kolikrát danou powerbanku můžete použít k dobíjení vašeho zařízení. Proto doporučuji vyhledat konkrétní recenzi daného produktu, abyste získali alespoň orientační představu. Každý telefon si totiž i po vybití drží určitou kapacitu, a jednotlivé modely se liší účinností při nabíjení.

Při výběru powerbanky také dejte pozor na hodnoty vstupního a výstupního proudu. Rychlost nabíjení závisí na vstupním proudu, a pokud máte telefon, který potřebuje nabít co nejrychleji, volte powerbanku s výstupním proudem 1,5A a více. U nízkého vstupního proudu (např. 0.8A) byste mohli prázdnou powerbanku nabíjet i déle než 10 hodin, což není vždy ideální.

Děkuji za pozornost a přeji vám spolehlivé dobíjení vašich zařízení! 📱⚡