Vatios, Amperios y mAh: unidades para medir la velocidad y la capacidad de las baterías

Amperio y Amperio-hora

Partiendo sobre la base del amperio, estamos hablando de la unidad de medida de la intensidad, o de la corriente eléctrica. Es, por lo tanto, la intensidad de una corriente constante, es decir, la cantidad de electrones que circulan por un cable. Por eso hemos estado acostumbrados a medir la velocidad de carga de un adaptador de corriente, o de una batería portátil, en amperios. Y la capacidad de carga, en cuanto a velocidad, de un cable, con esta misma unidad de medida. Pero es muy distinto hablar de amperios-hora, en Ah o mAh –miliamperios por hora-.

Amperio-hora es una unidad de medida relativa a la carga eléctrica, y nos indica la capacidad que ofrece una batería, o cualquier otro sistema de almacenamiento de energía eléctrica. Es decir, la cantidad de carga eléctrica que pasa por lo terminales de una batería proporcionando una corriente eléctrica de 1 amperio durante 1 hora. Por lo tanto, no es más que una relación entre amperaje – tiempo; así que es la intensidad o corriente eléctrica que la batería es capaz de servir a lo largo de una hora.

Teniendo en cuenta únicamente el dato de amperios-hora, una batería sería capaz de servir 10 amperios en 1 hora, si fuese de 10 Ah. Pero la autonomía de un dispositivo no depende únicamente de esto, ya que a nivel práctico, hay ciertas pérdidas de rendimiento condicionadas a la velocidad de descarga de la batería. Cuanto más rápido se descarga, más energía se pierde por la resistencia interna.

En las baterías de menor capacidad de carga, como es el caso de los dispositivos móviles, la capacidad de carga se suele expresar en mAh o miliamperios por hora. Este es uno de los datos en el que muchos usuarios se suelen fijar a la hora de comprar un nuevo smartphone, ya que representa la capacidad máxima de una batería y esto nos permite saber qué modelo nos ofrece mayor o menor autonomía, aunque en realidad, define la cantidad de energía que una batería es capaz de entregar en una hora de funcionamiento.

Si una batería tiene 4.000 mAh de capacidad, significa que será capaz de descargarse a una velocidad máxima de 4.ooo mA o miliamperios por hora, lo que viene a ser lo mismo que 4 amperios la hora. Ahora bien, los teléfonos móviles y las tablets no suelen exigir ese volumen de energía, de ahí que puedan llegar a durar uno o dos días.

Otro de los aspectos a tener muy en cuenta hoy en día es el tiempo que tarda en cargarse una batería. Es decir, lo contrario a lo que indicábamos anteriormente. En este sentido, debemos saber que los cargadores estándar de los móviles entregan 5 voltios con un multiplicador 1.5. Es decir, 5 voltios y 1.5 amperios. Eso sí, la llegada de la carga rápida ha hecho que estas cifras se multipliquen y se puedan llegar a los 2.1 amperios o más, aunque también hay otros factores que influyen como la cantidad de energía que es capaz de aceptar nuestro teléfono móvil. En el mercado actual, podemos encontrarnos con sistemas de carga que llegan a los 9 o incluso hasta los 12 voltios, por lo tanto, a mayor cantidad de energía soportada, menor tiempo de carga para una misma capacidad.

Vatios y vatios-hora

De nuevo, la base de estas dos unidades de medidas es una de ellas, el vatio. Los vatios sirven para medir la potencia; un vatio es el resultado del voltaje por el amperaje, en tanto que el voltaje determina la diferencia de potencial y el amperaje, como comentábamos anteriormente, determina la intensidad o la corriente eléctrica. Con los vatios, lo que tenemos, es la potencia de salida. Así que no, no hay ‘equivalencia’ entre vatios y amperios, porque la primera unidad de medida es dependiente de un voltaje fijo.

¿Qué hay de los vatios-hora? Es la unidad de energía. Una vez más, tenemos dos unidades relacionadas: potencia de salida en relación a tiempo. Esta unidad de medida determina la capacidad de entregar una determinada potencia a lo largo de un espacio de tiempo concreto, y es lo mismo que ‘voltios x amperios-hora’. Lo que nos ayuda, en este caso, a conocer la diferencia entre baterías está en la cantidad de energía almacenada en una batería, que son los vatios-hora. Siempre y cuando tensión y amperaje sean diferentes entre las mismas.

Porque podemos ‘conseguir’ una batería de 480 Wh –que es la energía almacenada- con diferentes prestaciones, en función del voltaje y amperaje.

Velocidad de carga y capacidad de las baterías

Vamos a encontrarnos con que las baterías, en su ficha técnica, muestran el dato de amperios-hora como unidad de medida de la capacidad de carga energética. Y también podemos encontrarnos con que la capacidad de la misma se define en vatios-hora. El dato es diferente, como decíamos: en el primero, que son amperios-hora se tiene en cuenta únicamente la corriente eléctrica que se puede servir a lo largo de una hora; en el segundo, que son vatios-hora, lo que se tiene en cuenta es la potencia de salida en relación al tiempo.

Wh (vatios-hora)

Define o mide la energía acumulada en una batería; es decir, la potencia –en vatios, claro- que se debe utilizar para poder descargar toda la energía en una hora. En tanto que un vatio-hora es un vatio por segundo durante 3.600 segundos –correspondientes a una hora-, podemos comprender que cada Wh son 4.600 W que podemos utilizar de la batería.

Ah (amperios-hora)

Define o mide la carga eléctrica correspondiente a la batería; es decir, el ‘caudal’ –en amperios- que pasaría si en una hora se gastase toda su energía.

Entonces, ¿no es exactamente lo mismo?

No, porque aunque 1 W es el resultado de 1 A x 1 V, para calcular los vatios-hora no es suficiente con multiplicar amperios-hora por voltaje, Ah x V. El resultado, en realidad, será ligeramente inferior porque habría que considerar la progresiva pérdida de voltaje. Así que las unidades de medida voltio y amperio, con y sin relación en el tiempo, como vemos, no son idénticas o, más bien, no permiten una equivalencia directa sin contar con otros datos técnicos.

De hecho, el cálculo del amperaje depende del tipo de corriente. Hemos estado refiriéndonos a la corriente continua (DC), mientras que con corriente alterna (AC) monofase habría que considerar también el factor de potencia. Pero esto, evidentemente, no es algo que afecte a los dispositivos electrónicos con los que solemos trabajar.

¿Cuánta capacidad de batería se necesita para una mayor autonomía?

Otro de los puntos que hay que aclarar es la capacidad mínima de amperaje que debería tener un dispositivo para que su duración sea totalmente satisfactoria. Esto ocurre a la hora de adquirir un teléfono móvil con la mayor capacidad de amperaje posible, que supuestamente nos indica que ese smartphone tendrá una mejor duración, pero no es así.

En teoría, cuantos más miliamperios lleve incluidos nuestro dispositivo, mejor será su batería. Sin embargo, todo se mide en pruebas y testeos reales que veremos a lo largo del ciclo de vida del móvil o de cualquier otro aparato que dispongamos. Esto quiere decir que no hay que fiarse solamente de la capacidad de batería que integre, sino también de otro tipo de circunstancias que condicionan su duración. Por ello, la autonomía juega un papel muy importante en este apartado, ya que pueden surgir diferentes factores que hagan que nuestra batería consuma más o menos independientemente del amperaje que incluya.

Si el dispositivo se encuentra bien optimizado, una batería de 4.000 mAh tendría que durar lo suficiente como para poder usarlo a lo largo del día, aunque si lo forzamos en condiciones extremas podríamos tener una duración que no supere las 5 horas. Todo va a depender de los recursos que utilicemos, porque cuanto más tiempo tengamos encendida una pantalla de móvil, la velocidad de consumo de la batería será más rápida. Por ello, las pruebas que suelen realizar los fabricantes pueden llegar a ser exhaustas para ver hasta dónde llegan los límites del amperaje de sus productos, pero también pueden ser análisis mucho más débiles para que el consumo sea lo mínimo posible y lleguemos a tener dos días de uso.

Por lo tanto, no hay una capacidad mínima estipulada para determinar que la batería sea mejor o peor, sino que el modo de uso o la optimización de las funciones del dispositivo, así como su sistema operativo, son los puntos claves para obtener las horas de consumo real.