Kapazität

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Beim Akku

Die (elektrische) Kapazität (Formelzeichen C) eines Akkus ist eine physikalische Größe, die seine Fähigkeit definiert, einen elektrischen Strom abzugeben. Sie ist das Produkt aus Entladestrom und Zeit:(1)

Die im Modellbau verwendete Kapazität wird gemessen in Amperestunden (Ah), bzw. in Milliamperestunden (mAh). Nicht zu verwechseln mit der SI-Einheit Farad (F), s.u.

Im Gegensatz zum obigen Formelzeichen verwendet man die Einheit C, um verallgemeinerte Angaben über Lade- und Entladeströme machen zu können als kapazitätsbezogene Stromangabe. So bedeutet z.B. bei 2400er Zellen C = 2400 mA, C/10 = 240mA usw. In diesem Fall ist C keine Kapazitätsangabe.

Formelzeichen
C = 2000mAh
Einheit
Belastbarkeit ist 35C


Kapazität und Leistung

Obwohl die Akkuhersteller durchaus den Anschein erwecken, als sei die Kapazität das einzig wichtige Maß für einen Akkutyp, sagt sie über die entnehmbare Leistung vergleichsweise wenig aus.

Leistung ist das Produkt aus Spannung und Strom , woraus sich schon sehen lässt, dass der Strom allein noch keine hohe Leistung bedingt. Die Spannung, mit der ein Akku einen bestimmten Strom abgibt, ergibt sich aber aus dem Innenwiderstand Ri des Akkus, über den ein Teil der Zellspannung abfällt.

Ein Hochleistungsakku zeichnet sich also neben seiner Kapazität vor allem durch seinen geringen Innenwiderstand aus.


Nutzbare Kapazität

Aus dem vorigen Abschnitt folgt, dass nur ein Teil der Kapazität eines Akkus tatsächlich nutzbar ist. Daher entsteht oft Verwirrung, wenn ein Akku auch im Neuzustand die aufgedruckte Kapazität nicht erreicht.

Kapazitätsmeßgeräte (d.h. in der Regel Ladegeräte mit Entladefunktion) entladen Akkus mit konstantem Strom bis zu einer Schwellspannung, die bei 70%-80% der Nennspannung liegt, um den Akku nicht zu schädigen. Je höher dieser Entladestrom ist, desto geringer ist die Akkuspannung (ergibt sich aus Ri = const) und desto eher wird die Schwellspannung erreicht und das Ladegerät schaltet ab.(1)

Eine einfache NiMH-AA-Zelle erreicht ihre Nennkapazität maximal bei einer Entladung mit C/10. Bei Entladung mit C beträgt die nutzbare Kapazität ca. 80%, bei 5C können es weniger als 50% sein.


Anmerkungen:
(1):Da so mancher Modellbauer ein Ladegerät hat, das beim Laden das Produkt aus Ladestrom und Zeit anzeigt, wird mitunter von einer "eingeladenen Kapazität" gesprochen. Da Kapazität aber wie gesagt als abgegebene Ladungsmenge definiert ist, spricht man in diesem Fall besser von "eingeladener Lademenge".


Beim Kondensator

Die (elektrische) Kapazität (Formelzeichen ebenfalls C) eines Kondensators ist eine physikalische Größe, die seine Fähigkeit definiert, bei Anlegen einer elektrischen Spannung elektrische Ladung zu speichern. Sie ist der Quotient aus gespeicherter Strommenge (Ladung) und Spannung. Ladung ist dabei definiert wie Kapazität beim Akku, nämlich Strom mal Zeit:

Die Kapazität wird gemessen in Farad (F) (nach Michael Faraday). Ein Farad = 1 As/V ist eine sehr große Einheit; die meisten praktisch verwendeten Kondensatoren haben Kapazitäten die zwischen Nanofarad (nF) und Mikrofarad (μF) gemessen werden. Sogenannte "Gold-Caps" gehen aber heute bis in die Größenordnung von ganzen Farad.