전지의 용량 > 공지사항

전지의 용량이란 방전하여 사용할 수 있는 전기에너지의 양을 말하며 단위로는 Ah와 Wh 두가지를 사용한다,
일반적으로 Ah를 많이 사용하는데 이것은 전류와 시간을 곱한 값으로서 전압이 포함되지 않았기 때문에 진정한 의미의 전기에너지 wh와는 차이가 있다. 특히 전압이 많이 변하는 경우에는 Ah로는 에너지의 변화를 알 수 없다,

이러한 단점을 보완하기 위하여 아래서 계산한 바와 같이 방전이 시작했을 때와 끝났을 때의 전압의 평균을 구하고 그 평균전압을 고려하여 Ah를 계산할 수 있다. 특히 종지전압 즉 방전이 끝났을 때의 전압을 확실히 측정하는 것이 중요하다,

  4ohm의 일정한 저항으로 방전할 때 
    최초의 폐로 전압 1.54V
    종지 전압            1.00V
  1.00v가 될 때까지 걸린 시간 16.5h라고 하면
  직선적으로 생각한 ampere hour용량은
   (1/2*(1.54+1.00))/4*16.5 = 약 5.24Ah (1.00v 가 될 때까지) 가 된다.
   

2차 전지의 충전과 방전속도가 다양한 까닭도 전지의 용량과 깊은 관계가 있다. 전지를 물에 담긴 양동이에 비유하여 생각해보자 납 전지는 완전히 방전시켜서는 안 된다. 양동이로 말하자면 가득 물을 채운 (충전) 뒤 물을 30% 정도 남기고 따라내고 (방전) 곧장 다시 가득 채운 뒤 30% 남기고 따라내는 방식으로 사용해야 한다. 납 전지를 완전히 방전시키면 전지가 파괴되어 버리고 비어있는 상태로 내버려두면 상태가 더욱 나빠진다.  그러나 니카드 전지는 완전히 소모될 때때까지 방전시켜도 상관없고 비어있는 상태로 방치해도 된다.

또한 양동이의 물을 흘려 보내는 방법에도 여러가지가 있다, 단숨에 흘려 보낸다든지, 천천히 흘려 보낸다든지, 또는 찔끔찔끔 조금씩 흘려 보낸다든지 하는 방법이 있다. 전지를 마음대로 다루기 위해서는 이와 같은 조건들을 확실히 알아두어야 한다.

그 밖에도 댐 바닥에 모래가 쌓여 수심이 얕아지는 것과 마찬가지로 양동이 바닥에도 점차 모래가 쌓여 물을 절반 정도만 흘려 보내도 바닥이 드러나는 경우가 생기기도 한다. 2차 전지를 오래 사용하다 보면 이렇게 전지의 바닥이 낮아지는 현상이 발생한다. 몇백번이나 충전과 방전을 되풀이하는 과정에서 2차 전지의 충,방전량이 줄어드는 것이다.

니카드 전지의 수명은 실제 용량이 공칭전압의 50%로 떨어질 때까지 충,방전할 수 있는 횟수로 나타내고 있다, 전지를 가득 충전한 후 일정한 전류로 연속 방전하여 몇 시간만에 전부 사용할 수 있는지를 나타내는 값을 방전율이라고 한다. 납 전지는 일반적으로 10시간만에 모두 방전된다. 즉 방전율이 10시간율이다. 니카드 전지의 방전율은 일반적으로 5시간율이다. 전지사양에는 반드시 방전율이 표시되어 있으므로 전지의 사용속도를 계산할 때 이것을 기준으로 삼으면 된다. 납전지의 경우 10시간율로 사용하면 1시간율로 사용하는 경우보다 (10배의 전류를 흘리는 경우) 약 2배의 용량으로 사용할 수 있다.

 조깅할 때보다 단거리 경주를 할 때 더 빨리 지치는 것과 같은 이치이다. 시간율은 충전율 나타낼 때에도 사용하는데 이때는 충전율이라고 한다.