Calculadora de duración de batería
Datos de entrada
| Capacidad de la batería | 3.000 |
|---|---|
| Consumo de corriente | 150 |
| Factor de eficiencia | 85 % |
Calculadora de duración de batería
Estima cuánto durará una batería a partir de su capacidad en mAh y de la corriente media que consume un dispositivo en mA. Añade un factor de eficiencia para ajustar el valor ideal a las pérdidas reales y ver la duración en horas y minutos.
Datos de entrada
Batería y consumo
Resultados
Introduce un valor para ver los resultados.
Duración estimada
Duración ideal
La duración de batería
Una batería almacena una cantidad fija de carga y un dispositivo la consume a cierto ritmo. Divide una entre otro y sale la duración, pero esa aritmética limpia descansa sobre un montón de pérdidas reales que un único factor de eficiencia mantiene a raya.
La fórmula de la duración
La capacidad de la batería se indica en miliamperios-hora (mAh): una celda de 3.000 mAh puede, en principio, suministrar 3.000 mA durante una hora, o 300 mA durante diez horas, o 150 mA durante veinte. La corriente que consume un dispositivo se indica en miliamperios (mA). Dividir la capacidad entre la corriente da la duración ideal:
ti=IQdonde es la capacidad en mAh e es el consumo medio en mA. Las unidades se simplifican de forma limpia —miliamperios-hora entre miliamperios dejan horas—, así que no hace falta ninguna conversión.
Las baterías reales nunca entregan la cifra completa, de modo que la estimación multiplica la duración ideal por un factor de eficiencia entre 0 y 1:
t=IQ×kUn factor de 0,85 (85 %) es un punto de partida habitual; las cargas más altas y las celdas más viejas justifican menos.
Ejemplo resuelto
Toma una batería de 3.000 mAh que alimenta un dispositivo con un promedio de 150 mA, al 85 % de eficiencia.
Primero la duración ideal:
ti=1503,000=20 horasDespués se aplica la reducción:
t=20×0,85=17 horasAsí, la batería dura unas 17 horas en la práctica, frente a un techo teórico de 20. Si se sube la carga a 300 mA, la duración ideal se reduce a la mitad, a 10 horas, lo que deja alrededor de 8,5 horas tras la reducción.
Por qué la realidad se queda corta
La fórmula ideal supone que la celda entrega cada miliamperio-hora de su etiqueta a un voltaje estable y sin pérdidas. Varios efectos erosionan eso:
- Pérdidas del regulador. Un dispositivo rara vez funciona al voltaje bruto de la batería. Convertirlo hacia arriba o hacia abajo desperdicia algunos puntos porcentuales en forma de calor.
- Autodescarga. Las celdas pierden carga incluso en reposo, más aún con calor.
- Temperatura. El frío reduce la capacidad utilizable de la química; el calor acelera el envejecimiento.
- Optimismo de la capacidad nominal. La cifra de la etiqueta se mide con una descarga suave y estandarizada, más benigna que la mayoría de los ciclos reales.
El factor de eficiencia agrupa todo esto en un solo número. Un regulador bien ajustado con una carga ligera y constante puede llegar al 85–90 %; una carga intermitente y alta sobre una celda cansada puede caer al 70 % o menos.
El efecto Peukert
Hay una pérdida que el factor de eficiencia solo aproxima: la capacidad se reduce a medida que sube la corriente de descarga. La ley de Peukert lo describe —al doblar la corriente sueles obtener bastante menos de la mitad de la duración—, porque una descarga más rápida deja más carga almacenada sin aprovechar. El efecto es acusado en las baterías de plomo-ácido y las cargas de alta corriente, y más suave en las celdas de iones de litio de teléfonos y portátiles. Para una carga que se mantiene más o menos constante, incorporarlo a un factor de eficiencia más bajo basta; para un consumo muy variable o muy alto, un modelo Peukert específico da una respuesta más cercana.
Estimar la corriente media
La fórmula recompensa una cifra de corriente realista. La mayoría de los dispositivos pasan casi todo el tiempo en reposo y despiertan brevemente para trabajar, así que una lectura de corriente pico exagera mucho el consumo. Siempre que puedas, usa la media a lo largo de un ciclo completo: por ejemplo, un sensor que consume 50 mA durante un segundo cada minuto y 1 mA el resto del tiempo promedia poco menos de 2 mA, no 50. Las hojas de datos suelen indicar una corriente típica o de reposo que se acerca más a la media útil que al valor máximo.
Estimaciones relacionadas
Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Cómo se calcula la duración de la batería a partir de los mAh?
Divide la capacidad en miliamperios-hora entre el consumo medio de corriente en miliamperios y multiplica por un factor de eficiencia. Una batería de 3.000 mAh que alimenta una carga de 150 mA dura 3.000 ÷ 150 = 20 horas en el caso ideal, o unas 17 horas al 85 % de eficiencia. Como los mAh divididos entre mA se simplifican a horas, las unidades cuadran sin ninguna conversión.
¿Por qué la duración real es menor que la calculada?
La fórmula simple de mAh entre mA supone que la batería entrega toda su capacidad nominal a un voltaje estable y sin desperdicio. En la práctica, los reguladores de voltaje pierden un pequeño porcentaje, la celda se autodescarga, el frío o el calor reducen la capacidad útil y la propia capacidad nominal se mide en condiciones de laboratorio suaves.
El factor de eficiencia agrupa todas estas pérdidas, por lo que del 70 al 85 % resulta realista para la mayoría de la electrónica.
¿Qué factor de eficiencia debo usar?
Para una estimación aproximada, el 80 % es un valor razonable en dispositivos comunes. Las cargas ligeras y constantes con un regulador bien ajustado pueden llegar al 85–90 %; las cargas altas o intermitentes, las celdas viejas o el frío pueden bajar al 70 % o menos. Usa el 100 % solo si buscas el techo puramente teórico para comparar, en lugar de una estimación realista.
¿Qué es el efecto Peukert?
La ley de Peukert describe cómo la capacidad útil de una batería disminuye al aumentar la corriente de descarga: al doblar la corriente suele obtenerse bastante menos de la mitad de la duración.
Es más acusado en baterías de plomo-ácido y cargas de alta corriente, y es una de las pérdidas que el factor de eficiencia aproxima. Para un resultado preciso bajo carga alta, usa una eficiencia más baja o un modelo Peukert específico en lugar de esta estimación simple.