Что означает мач на аккумуляторе
Что такое mAh в аккумуляторе?
Изучая параметры смартфона или планшета в разделе «Батарея» основных характеристик можно встретить значение 2000 или 3000 мА∙ч. Эта статья расскажет о том, что это такое и определить реальную емкость АКБ смартфона или планшета.
Что такое мАч
mA∙h, мА∙ч – сокращение от миллиампер-час. Это производная от другой единицы (ампер-час) и используется для измерения емкости аккумуляторов, используемых для работы ноутбуков, мобильных телефонов, планшетов. В ампер-часах измеряется емкость автомобильных стартерных батарей.
Но это в теории. На практике емкость измеряется в ходе 20 часового разряда полностью заряженного аккумулятора (4.2В) до минимально допустимого напряжения (2.5 или 2.75 В) при постоянной нагрузке. Такой подход к измерению используется вследствие искажения результатов измерения при меньшем времени разряда (1-3 часа) из-за нагрева аккумулятора при протекании электрического тока и увеличивающихся из-за этого потерь энергии.
Что значит mA∙h на аккумуляторе
Применительно к аккумуляторам мобильных устройств, эта величина косвенно указывает на время работы автономной работы. Чем она больше, тем дольше проработает смартфона или планшет.
Как переводить mA∙h в Wh и обратно
Ватт-часы (Вт∙ч, W∙h) – еще одна единица измерения емкости аккумулятора. Некоторые производители используют ее вместо мА∙ч.
Эти единицы взаимосвязаны и конвертируются без каких-либо сложностей по следующим формулам:
Как определить реальные характеристики АКБ
Измерить реальную емкость аккумулятора смартфона или планшета можно 2 способами: программно и аппаратно. Для программного определения используется приложение AccuBattery. Во втором случае для проверки понадобится простой USB-тестер.
Порядок действий следующий:
Если полученное значение получилось в W∙h, то нужно рассчитать емкость в mA∙h по формуле mA∙h = (W∙h/3/7)∙0.9, где 0.9 это КПД зарядного устройства. Для значения в mA∙h формула расчета другая: mA∙h = (( mA∙h∙5)/3.7)∙0.9.
Подводя итог, можно сказать, что mA∙h это один из ключевых параметров смартфона, от которого зависит время автономной работы.
Больше не значит дольше: как ёмкость батареи влияет на время автономной работы?
Автономная работа в течение всего дня является основным требованием любого пользователя при покупке нового смартфона. Казалось бы, совсем несложно обратиться к спецификациям, посмотреть на количество mAh (мАч или миллиампер-час) и сделать выводы. Но это иногда может привести к некоторым затруднениям: мы удивляемся малой продолжительности работы батареи от кажущегося огромным аккумулятора ёмкостью 4000 мАч или удивляемся тому, как долго может работать крошечная батарея внутри таких телефонов, как iPhone SE.
Что означает мАч?
Аббревиатура мАч, указанная в технических характеристиках аккумулятора, означает миллиампер-час. Это единица электрического заряда, которая равна подаче одного миллиампера тока постоянно в течение одного часа. Таким образом, батарея ёмкостью 1 мАч может обеспечить ток 1 мА в течение часа, а батарея ёмкостью 1000 мАч обеспечивает ток 1 мА в течение 1000 часов.
Однако батарея ёмкостью 1000 мАч, обеспечивающая ток 2 мАч, будет работать только 500 часов. Понятно, что смартфоны не работают в течение сотен или тысяч часов, потому что они потребляют намного больше 1 мА тока от аккумулятора. Чем больше ток, потребляемый вашим телефоном, тем меньше время работы аккумулятора.
При прочих равных условиях телефон с большей ёмкостью батареи прослужит дольше, чем меньший. Тем не менее, это наблюдается редко, поскольку начинка телефона и, следовательно, потребление энергии широко варьируются. Модель номер 1 может потреблять на 10, 20 или даже 30% больше тока, чем модель номер 2.
Уникальность аппаратного и программного обеспечения каждого смартфона означает, что нет двух одинаковых устройств. Вот почему простое знание ёмкости аккумулятора в мАч не даст вам по-настоящему полезной информации об ожидаемом сроке службы батареи.
мАч: цифры или результат
Прежде чем углубляться в ответы на вопросы «почему», давайте проведём несколько тестов. Мы запустили ряд телефонов с различными характеристиками и с помощью теста Speed Test G и записали, сколько времени ушло на полный разряд аккумулятора.
Результаты расположены в порядке возрастания ёмкости батареи. Как видите, в них нет чёткой и очевидной тенденции. Можно было ожидать, что время жизни батареи будет примерно увеличиваться с увеличением ёмкости, но это не так.
В то время как смартфоны с гигантскими батареями на 5000 и 6000 мАч должны были обеспечить самое длительное время автономной работы в условиях стресс-теста, на самом деле победил Google Pixel 3a XL с 3700 мАч. Разница всего в несколько минут между 3700 мАч в Pixel 4 XL и Asus Zenfone с его батареей на 6 5000 мАч, говорит только о том, что одна ёмкость аккумулятора не является гарантией длительного срока его службы.
Всё зависит от «начинки»
Аккумулятор питает всё оборудование вашего смартфона, от процессора до экрана. Очевидно, что различные аппаратные средства используют разное количество энергии. К примеру, процессоры низкого и среднего уровня потребляют меньше энергии, чем их флагманские аналоги.
В целом, более высокая производительность требует большего количества энергии. Поэтому так часто бюджетные телефоны имеют более длительное время автономной работы, чем телефоны премиум-класса с той же ёмкостью аккумулятора.
Но даже флагманы, как видите, могут иметь очень разные уровни энергопотребления. Посмотрите на ситуацию с Samsung S20 на базе чипсета Exynos и Snapdragon. Производители могут занижать скорость или, наоборот, разгонять чипсеты, чтобы достигать предпочтительной производительности.
Есть несколько хороших примеров того, как дополнительное аппаратное обеспечение может быстрее разряжать батарею. Google Pixel 4 и его радиолокационная система Soli являются ярким примером наличия функции, которая ускорят разряд.
Наличие камеры time-of-flight с её системой фокусировки, более мощных стереодинамиков или дисплея 4K также влияет на срок службы батареи. Даже что-то совсем маленькое, как зарядка S Pen в последних телефонах Galaxy Note, сказывается на сроке автономной службы. Да, эти функции делают телефоны уникальными, но они же имеют свою цену.
Тенденция к увеличению частоты обновления дисплеев также играет большую роль в том, почему современные телефоны потребляют так много энергии. Именно это является причиной того, что телефоны серии Samsung Galaxy S20 поддерживают частоту 60 Гц изначально, несмотря на наличие поддержки 120 Гц. Режим Pixel 4 с частотой 90 Гц понижает яркостью дисплея в попытке продлить срок службы батареи. Причина в том, что чем быстрее обновляется содержимое дисплея, тем больше энергии он потребляет.
Энергозатратные 5G
Другой недавней тенденцией, усложняющей ситуацию с батареей, является поддержка 5G. Модемы и радиокомпоненты для 5G потребляют больше энергии, чем аналогичные для сетей 4G, а это означает, что ваша батарея не проработает долго в случае 5G-подключения. Ситуация усложняется тем, что разные 5G модемы и чипсеты потребляют разные уровни мощности.
Чипсеты среднего класса со встроенными модемами 5G, такие как Exynos 980 и Snapdragon 765G, должны потреблять немного меньше энергии, чем внешние модемы премиум-класса, используемые во флагманских смартфонах. Отчасти это может быть причиной того, что модели LG Velvet и, судя по слухам, Google Pixel 5 отказываются от энергоёмкого флагманского чипсета Qualcomm, Snapdragon 865.
Переход на оборудование 5G, безусловно, увеличил потребность в батареях большей ёмкости. Однако, является ли это важным параметром при покупке, зависит от того, действительно ли вам нужна поддержка пока не распространённых 5G-сетей.
Если вы сейчас работаете с 4G, что наиболее вероятно, то энергопотребление компонентов смартфона будет не таким высоким, а время автономной работы станет чуть более длительным.
По словам генерального директора Redmi Лу Вейбинга, переход с 4G на 5G обычно требует как минимум на 20% больше энергии.
Вопрос баланса
Ключевой вывод из всего сказанного: создать смартфон с длительным временем автономной работы не так просто, как встроить в него максимально возможную батарею. Производители должны учесть стоимость, объём свободного пространства в корпусе и оборудование, которое собираются использовать. Чем больше функционала в телефоне, тем сложнее всё это сбалансировать. Большинство производителей стараются достичь баланса в необходимом оборудовании и ёмкости аккумулятора, который поможет использовать смартфон в течение всего дня.
Стресс-тест не выявил прямой зависимости между ёмкостью и временем автономной работы, потому что её нет. Аккумуляторы большего размера, очевидно, обеспечивают большую мощность, но выбор оборудования, сделанный производителями, оказывает не меньшее влияние на фактические результаты работы батареи.
Смартфоны среднего класса с менее энергоёмкими технологиями, такие как Pixel 3a, имеют батареи меньшего размера, работая при этом весь день. В премиум-сегменте производители используют аккумуляторы большей ёмкости для поддержки более энергозатратных технологий, вроде 5G, дисплеев с высокой частотой обновления или дополнительной производительности в играх.
Конечно, то, как вы используете свой телефон, тоже очень влияет на время автономной работы. У фанатов соцсетей и сёрфинга в интернете в конечном итоге расход батареи гораздо ниже, чем у мобильных геймеров.
Доказано: большой аккумулятор не гарантирует высокую автономность смартфона
Время автономной работы — важный критерий при покупке любого нового смартфона. Редакция портала Android Authority делает всё возможное, чтобы на практике проверить автономность каждого устройства. Тем не менее иногда кажется проще обратиться к характеристикам смартфона, взглянуть на ёмкость аккумулятора и сделать вывод о времени работы на основе этих цифр. И часто это приводит к тому, что пользователей разочаровывает короткое время автономной работы от, казалось бы, гигантского элемента питания на 4 000 мАч, или, наоборот, приятно удивляет, как долго может проработать крошечная батарея внутри таких смартфонов, как Pixel 3a или iPhone SE.
Ёмкость аккумулятора в мАч — относительно бессмысленный показатель, если рассматривать его отдельно. Срок автономной работы на самом деле представляет собой очень сложный пазл с огромным спектром аппаратных и программных переменных. В своей статье авторы Android Authority попытались разобраться, почему вы не должны опираться на ёмкость аккумулятора как на единственный показатель продолжительности автономной работы.
Что вообще означает показатель мАч на аккумуляторе
Аббревиатура мАч, которая указывается в характеристиках аккумулятора, расшифровывается как миллиампер-час и означает, сколько тока в миллиамперах (мА) он может подавать в течение часа (ч). Так, батарея ёмкостью 1 мАч может обеспечить ток 1 мА в течение одного часа, а батарея ёмкостью 1 000 мАч обеспечивает ток 1 мА в течение 1 000 часов. Однако батарея ёмкостью 1 000 мАч, обеспечивающая ток в 2 мА, прослужит всего 500 часов. Конечно, смартфоны не способны проработать от батареи сотни или тысячи часов, потому что потребляемый ими ток превышает 1 мА. И чем больше показатель потребления тока вашего смартфона, тем меньше он работает от аккумулятора.
При прочих равных смартфон с аккумулятором большей ёмкости проработает без подзарядки дольше, чем тот, у кого аккумулятор меньше. Однако это случается редко, поскольку внутреннее оборудование и, следовательно, энергопотребление смартфонов сильно отличаются. Так, один смартфон может потреблять на 10%, 20%, а то и 30% больше энергии, чем другой. Уникальное аппаратное и программное обеспечение внутри каждого смартфона означает, что нет двух полностью одинаковых устройств. Вот поэтому значение ёмкости аккумулятора в мАч не даст вам никакой точной информации о сроке службы без подзарядки.
Тест: время автономной работы смартфонов в зависимости от ёмкости батареи
Прежде чем мы углубимся дальше в эту тему, давайте проведём небольшое испытание. Мы протестировали партию смартфонов с различными характеристиками и ёмкостью аккумулятора с помощью нашего внутреннего теста Speed Test G и отметили, через какое время каждая из протестированных моделей разрядилась. Надо сказать, что Speed Test G — это довольно жёсткий стресс-тест, поэтому его результаты отражают минимальное время автономной работы, на которое вы можете рассчитывать, используя смартфон по максимуму.
Тест показал отсутствие чёткой и очевидной тенденции. Можно было ожидать, что по мере увеличения ёмкости стабильно будет увеличиваться и время автономной работы, но на деле это оказалось не так.
В то время как наши смартфоны с гигантскими аккумуляторами на 5 000 и 6 000 мАч в ходе нашего экстремального стресс-теста продемонстрировали один из самых высоких показателей автономности, на самом деле дольше всех проработал Google Pixel 3a XL с аккумулятором на 3 700 мАч. Точно так же разницу в несколько минут во времени работы показали Pixel 4 XL с батареей ёмкостью 3 700 мАч и ASUS ZenFone 6 с аккумулятором на 5 000 мАч, подтверждая, что сама по себе ёмкость батареи не является гарантией высокой автономности. Наш стресс-тест не выявил прямой зависимости между ёмкостью батареи и временем автономной работы.
Возможно, самая заметная тенденция, которую выявил наш тест, заключается в том, что автономность многих смартфонов в условиях сильного стресса находится между отметкой от 3 часов 30 минут до 4 часов. Похоже, это и есть та самая золотая середина, на которую нацелены большинство производителей смартфонов. Интересно, что Google Pixel 4 с батареей на 2 800 мАч, Samsung Galaxy S20 на базе Exynos и с аккумулятором на 4 000 мАч и OnePlus 8 Pro с батареей на 4 510 мАч находятся всего в нескольких минутах друг от друга. Очевидно, что разные характеристики и программное обеспечение по-разному нагружают аккумуляторы смартфонов. Но в чём именно заключаются эти различия?
Всё зависит от того, на чём работает ваш смартфон
Аккумулятор питает всё оборудование внутри вашего смартфона — от процессора до дисплея и других компонентов, встроенных в него. И очевидно, что разные компоненты потребляют и разный объём энергии. Например, процессоры начального или среднего уровня требуют меньше энергии, чем их флагманские аналоги. Проще говоря, для более высокой производительности понадобится и больше энергии. Часто именно поэтому доступные смартфоны имеют более продолжительное время автономной работы, чем устройства премиум-класса при любой ёмкости аккумулятора. Но, как мы видели, даже флагманские смартфоны могут иметь очень разный уровень энергопотребления.
Есть несколько отличных примеров, как дополнительное оборудование расходует заряд батареи. Google Pixel 4 и его радиолокационный чип Soli являются ярким доказательством того, как дополнительная функция быстро истощает аккумулятор. ToF-камеры, мощные стереодинамики, 4K-дисплей — всё это значительно увеличивает потребление энергии. Даже такая мелочь, как зарядка стилуса S Pen на последних смартфонах Samsung Galaxy Note, негативно отражается на заряде. Да, все эти особенности делают смартфоны уникальными, но за них нужно платить.
Нынешняя тенденция к увеличению частоты обновления дисплеев играет большую роль в том, почему современные смартфоны потребляют так много энергии. Возможно, именно поэтому смартфоны серии Samsung Galaxy S20 «из коробки» имеют частоту 60 Гц, хотя технически и поддерживают 120 Гц. А режим 90 Гц в Pixel 4 связан с яркостью дисплея для экономии заряда батареи. Причина заключается в том, что чем быстрее обновляется картинка на экране, тем больше он и процессор смартфона потребляют энергии. Хотите ещё примеры? А знаете ли вы, что OnePlus 8 с аккумулятором ёмкостью 4 300 мАч и дисплеем на 90 Гц работает дольше, чем OnePlus 8 Pro с батареей на 4 510 мАч и дисплеем на 120 Гц? В целом, оба этих смартфона имеют практически идентичные характеристики, подтверждая, насколько большое влияние на время автономной работы оказывает дисплей и частота его обновления.
Время работы аккумулятора — это не только вопрос оборудования. Программное обеспечение смартфона также может влиять на время автономной работы, например, отключая фоновые приложения, чтобы снизить загрузку процессора.
Энергоёмкий 5G
Ещё одна недавняя тенденция, усложняющая зависимость между ёмкостью аккумулятора и временем автономной работы, — это запуск сетей 5G. Модемы и компоненты, обеспечивающие поддержку сотовых сетей пятого поколения, требуют больше энергии, чем аналогичное оборудование для 4G, а это означает, что батарея смартфона при работе в сетях 5G будет разряжаться быстрее. Ещё больше усложняет ситуацию тот факт, что разные 5G-модемы и чипсеты имеют разную потребляемую мощность.
Чипсеты среднего уровня со встроенными 5G-модемами, такие как Exynos 980 и Snapdragon 765G, должны потреблять немного меньше энергии, чем внешние 5G-модемы премиум-класса, используемые во флагманских смартфонах. Отчасти это может быть причиной того, что такие смартфоны, как LG Velvet и Pixel 5, отказались от энергоёмкого флагманского чипсета Snapdragon 865. Опять же, вышеупомянутые чипы имеют более низкую пиковую скорость, так что это ещё один компромисс между автономностью и производительностью.
Переход на 5G, несомненно, увеличил потребность в более ёмких батареях. Однако это зависит от того, используете ли вы на самом деле сеть 5G или 4G. Если вы пока остаётесь на 4G, то энергопотребление у вашего 5G-смартфона не будет таким высоким, как при работе в сетях пятого поколения, а время автономной работы должно соответствовать предыдущим поколениям. Опять же, всё это зависит от оборудования. Как говорит глава Redmi Лу Вейбин, переход с 4G на 5G требует как минимум на 20% больше энергии. То есть у 5G-смартфона ёмкость аккумулятора должна быть примерно на 20% больше, чтобы обеспечить такое же время автономной работы, как у аналогичной 4G-модели.
В поисках лучшего времени автономной работы
Ключевой вывод, к которому мы пришли, заключается в том, что сделать смартфон с аккумулятором, от которого он проработает целый день без подзарядки, не так просто. Производители должны учесть всё — от стоимости до оборудования, которое они собираются использовать. И чем функциональнее смартфон, тем сложнее балансировать. Большинство производителей стараются достичь баланса между ёмкостью аккумулятора и остальными характеристиками, который позволит смартфону прожить целый день при обычном режиме использования.
Наш стресс-тест не выявил прямой зависимости между ёмкостью батареи и временем автономной работы, потому что её нет. Большие аккумуляторы, очевидно, обеспечивают больше энергии для игр, но выбор производителями других комплектующих не меньше влияет на фактические показатели автономности, чем ёмкость аккумулятора. Смартфоны среднего уровня с менее энергоёмкими технологиями, такие как Pixel 3a, довольствуются маленькими аккумуляторами и при этом способны проработать без подзарядки в течение всего дня. В премиум-сегменте производители используют батареи большей ёмкости для питания таких требовательных опций, как 5G, высокая частота обновления дисплея и повышенная производительность для игр.
Конечно, время автономной работы будет зависеть и от того, как вы используете свой смартфон. У обычных пользователей, использующих браузер и соцсети, к концу дня заряд батареи смартфона будет гораздо больше, чем у мобильных геймеров.
Измеряет ли «мАч» (мА·ч), на сколько часов хватит заряда батареи?
Часто в интернете используется формулировка простыми словами: «Характеристика аккумулятора «мА·ч» показывает, сколько миллиампер может доставить аккумулятор за один час». Согласитесь, ничего толком это не объясняет.
Вот у нас есть цифра «10000 мАч» — в ней нет ничего о том, сколько именно часов проработает аккумулятор, верно?
Продолжая такую логику, можно представить резервуар воды. Выходит, что мА·ч — это размер крана, а не количество воды в резервуаре.
Так что всё-таки значит мАч (мА·ч) в истинном понимании значения?
Учимся понимать характеристику «мА·ч» правильно
Ёмкость аккумулятора — это «общий» и относительный показатель того, на сколько может хватить заряда аккумулятора.
Например, если на батарее указано «3000 мА·ч», то она проработает в 3 раза дольше, чем батарея с маркировкой «1000 мА·ч» на корпусе. Конечно, с учётом, что у обеих одинаковая характеристика напряжения.
Показатель мА·ч (или «мАч», на английском «mAh»)
Неправильно считать, что «мА·ч» — это количество миллиампер, которое аккумулятор может выдать за час. Иначе был бы показатель «мА/ч».
Ток, который измеряется в Амперах — уже величина. Один «Ампер» равен одному «Кулону в секунду».
Если «Ток» уподобить скорости, то «мА/ч» будет ускорением, а «мА·ч» — расстоянием.
Показатель «мА·ч» — это единица заряда, которую мы получим, когда умножим ток на время. При умножении на время часть ампера «в единицу времени» отменяется, и мы возвращаемся к заряду.
Используя знание, что ампер = кулон в секунду, то получаем формулу и взаимосвязь параметров после применения методики анализа размерности.
Например, если взять 1 мА в течение часа из аккумулятора, то мы используем 1 мА · 1 час = 1 мА·ч заряда. Если мы возьмём из аккумулятора 2 мА в течение 5 часов, то выходит, что используем 2 мА · 5 часов = 10 мА·ч заряда.
Как посчитать от значения мАч, сколько это часов?
Вы можете приблизительно рассчитать, на сколько именно часов хватит заряда аккумулятора, зная характеристику ёмкости батареи в мАч (мА·ч).
Разделите общий заряд (в мА·ч) на номинальный ток нагрузки (в мА).
Например, возьмём аккумулятор смартфона, на котором указано 2500 мА·ч. Во время работы на смартфоне нагрузка составит в среднем 200 мА.
2500 мА·ч / 200 мА = 12,5 часов при работе на смартфоне.
В режиме ожидания смартфон потребляет всего 30 мА (зависит от настроек, модели, операционной системы).
2500 мА·ч / 30 мА = 83 часа в режиме ожидания.
В максимально активном режиме (например, во время игр) нагрузка смартфона составит 900 мА на аккумулятор.
2500 мА·ч / 900 мА = менее 3 часов в режиме игр.
В итоге, что значит мАч?
Значение мА·ч входит в техническое описание аккумулятора. Его характеристики могут дать некоторое представление, как долго будет работать электронное устройство при определённых нагрузках.
Например, зная точные характеристики аккумулятора и результаты испытаний гаджета (например, сколько держит заряд смартфон в различных режимах: разговоры, игры, видео), вы можете сравнить энергоэффективность отдельных моделей.
Пример такого сравнения (характеристики мА·ч заявлены официально):
С некоторыми оговорками (всё зависит от равных условий тестирования) Samsung проигрывает Apple в данных моделях по энергоэффективности при воспроизведении видеоролика через Wi-Fi.
Оставляйте вопросы в комментарии или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.
Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.