Amperestunden (Einheitenzeichen: Ah) messen die elektrische Ladung und geben die Kapazität von Energiespeichern wie Batterien oder Akkus an. Sie zeigen, wie viel Strom ein Akku über einen bestimmten Zeitraum hinweg liefern kann.
1. Die einfache Erklärung (Tank-Metapher)
Um Amperestunden zu verstehen, stellt man sich den Akku am besten als Wassertank vor:
- Ampere (A) ist die Menge Wasser, die aktuell aus dem Hahn herausfließt.
- Amperestunden (Ah) geben an, wie viel Wasser insgesamt in den Tank hineinpasst (das Fassungsvermögen).
Beispiel: Ein Akku mit einer Kapazität von 10 Ah kann theoretisch:
- 1 Stunde lang einen Strom von 10 Ampere liefern.
- 2 Stunden lang einen Strom von 5 Ampere liefern.
- 10 Stunden lang einen Strom von 1 Ampere liefern.
Hinweis für den Alltag: Bei kleineren Akkus (z. B. im Smartphone) wird meist die kleinere Einheit Milliamperestunden (mAh) genutzt. Dabei gilt: 1 Ah = 1.000 mAh. Ein Smartphone-Akku hat oft rund 4.000 mAh (also 4 Ah).
2. Die fachmännische Definition (Elektrotechnik)
In der Fachwelt ist die Amperestunde eine gesetzliche Einheit der elektrischen Ladung (Q). Sie ist keine SI-Basiseinheit, sondern eine abgeleitete Einheit (Basis ist die Coulombladung).
- Der physikalische Wert: Eine Amperestunde ist die Ladungsmenge, die bei einem konstanten Strom von 1 Ampere innerhalb einer Stunde (3.600 Sekunden) durch den Querschnitt eines Leiters fließt.
- Umrechnung in Coulomb (SI): Da Q = I ⋅ t, gilt:
1 Ah=1 A * 3.600 s = 3.600Coulomb (C) bzw. Amperesekunden (As)
3. Wichtige Fachaspekte für die Praxis:
- Kein direktes Maß für Energie: Die Amperestunde verrät allein noch nicht, wie viel Energie (Arbeit) im Akku steckt. Dazu fehlt die Spannung (U). Erst das Produkt aus Ladung und Spannung ergibt die Energie in Wattstunden (Wh):
E (Wh) = Q (Ah) * U (V)
Beispiel: Eine Batterie mit 12 V und 100 Ah liefert 12 V ⋅ 100 Ah = 1.200 Wh (1,2 kWh) Energie. - Peukert-Effekt: In der Praxis ist die entnehmbare Kapazität vom Entladestrom abhängig. Wird ein Akku sehr schnell entladen (hoher Ampere-Wert), sinkt die effektiv nutzbare Amperestundenzahl durch Innenwiderstände und chemische Prozesse.
Anmerkung: Bei LiFePO4-Batterien ist der Peukert-Effekt zu vernachlässigen. - C-Rate: Beschreibt den Lade- oder Entladestrom im Verhältnis zur Nennkapazität. Ein Strom von 1C bedeutet bei einem 10-Ah-Akku ein Strom von 10 A – der Akku wäre damit rechnerisch in einer Stunde leer.
Beispiel: Wir empfehlen für eine lange Lebensdauer einen Ladestrom von 0,3C. Bei einer 100-Ah-Batterie wäre ein Ladegerät mit 30 Ampere Ladestrom optimal.
