¿Cómo puedo convertir la energía potencial de una masa en mAh por este motivo?
¿Qué peso tendría que tener una masa si quisiera cargar mi Iphone (2800mAh) con un cargador de teléfono Apple (5V 1000mAh)? La masa solo podría caer 0.5 m en el transcurso de la carga. La masa tiraría de una cuerda que está orientada a un generador eléctrico. Suponga que la eficiencia del generador es del 75%.
¡Cualquier fórmula útil sería muy apreciada!
¡Gracias!
Esta es esencialmente una pregunta de física, pero te animo.
La capacidad relevante de la batería es su capacidad de vatios-hora, no su capacidad de miliamperios-hora. Para una batería de iPhone, esto es aproximadamente 10 vatios-hora. (Puede obtener la capacidad exacta de vatios-hora multiplicando la capacidad de miliamperios-hora por el voltaje del terminal y dividiendo por 1000.)
Un vatio-hora es 3600 julios, por lo que 10 W-h es 36 KJ. Divida entre la eficiencia, la distancia y la aceleración gravitacional para obtener el peso requerido. Dado que esto parece ser un problema con la tarea, no le daré los números exactos de aquí en adelante, pero mi matemática dice que la respuesta llega a aproximadamente diez toneladas. (Ojalá esto no fuera un ejercicio práctico).
Dudo que puedas conseguir el 75%. Pero no importa. Es solo un factor constante. Llame a este factor, \ $ \ eta \ $.
Hay \ $ 4.9 \: \ frac {\ textrm {J}} {\ textrm {kg}} \ $ disponible cerca de la superficie de la Tierra para la corta distancia de caída de \ $ \ frac {1} {2} \: \ textrm {m} \ $ de los que está hablando. Eso es al 100% de eficiencia, por supuesto.
Su batería necesita \ $ 10080 \: \ frac {\ textrm {J}} {\ textrm {V}} \ $ para estar completamente cargada. No especifica el voltaje de la batería, solo el voltaje del cargador, que realmente no me dice mucho, por lo que no puedo calcular la energía total disponible cuando está completamente cargada. Pero esa cifra le permite aplicar el voltaje de la batería una vez que lo descubra.
Combinando los dos, esto se resuelve con la siguiente ecuación:
$$ \ approx \ left (2057 \: \ frac {\ textrm {kg}} {\ textrm {V}} \ right) \ cdot \ frac {V_ {battery}} {\ eta} $$
Entonces, simplemente multiplique 2057 por el voltaje de la batería y luego divídalo por su cifra de eficiencia (75% significaría dividir por .75) y tendrá la masa en kilogramos.
Por ejemplo, si el voltaje de la batería es \ $ 17 \: \ textrm {V} \ $ (solo para elegir un número) y su eficiencia es \ $ \ eta = .75 \ $, entonces necesita casi \ $ 4.7 \ veces 10 ^ 7 \ $ gramos o cerca de 52 toneladas cortas de masa.
Si esto no te da una apreciación de la energía química almacenada en las baterías, nada lo hará.