¿Por qué se expresa en amperios hora la carga de las baterías eléctricas?

La hache del símbolo A·h importa. ¡No debes olvidarte de ella! Hacerlo sería como decir que un coche se mueve a una velocidad de 50 km. ¿Tiene eso algún sentido? Ahora bien: si la capacidad del tanque de gasolina se mide en litros, ¿por qué se expresa la carga de una batería en amperios hora?

Un símil entre gasolina y electricidad

El litro, en cuanto que unidad de volúmen, es inútil per se para averiguar la distancia que puede recorrer un coche. La cosa depende de la velocidad y el consumo del motor. Por ende el navegador considera ambas variables, así como el combustible restante, para calcular de forma aproximada la autonomía.

Pero lo cierto es que el litro es la medida más conveniente por cuanto velocidad y consumo dependen del vehículo en cuestión. Y aun si el segundo no lo fuese, sonaría rarísimo comparar los depósitos a partir de medidas de velocidad (km/h) y tiempo de uso (h). De hecho, al multiplicar lo uno por lo otro, la hache se anula y, voilá, ahí está otra vez la autonomía.

Entonces, ¿por qué demonios optar, justamente, por dicha estrategía para expresar la autonomía de las baterías? La culpa es del señor Robert Andrews Millikan:

El culombio y la carga más pequeña

Millikan, físico estadounidense y Premio Nobel de Física de 1923, calculó en 1909 la carga más pequeña (esto es, la del electrón). Dicha carga se expresa con el símbolo e y es diminuta. Tanto, que en un culombio hay chorrocientos electrones. Por más señas: 6 240 000 000 000 000 000 si se redondea el número de forma generosa.¹

¿Pero quién le ha dado vela al culombio en este entierro? El culombio es la unidad de carga eléctrica. La cantidad de electricidad es una magnitud, es decir, una 'propiedad física que se puede medir'. En el Sistema Internacional la unidad que se usa para medirla es el culombio note (símbolo: C).²

Éramos pocos... y llegó el amperio

Así que la carga de una batería se puede expresar en electrones. No obstante lo dicho, como son un tanto liliputienses y, en consecuencia, de tropecientas cifras los números resultantes, ¿acaso no sería mejor hacerlo en culombios? ¡Desde luego!

Y sin embargo... ¡tuvo que llegar el amperio para hacer la pascua! Pero calma, calma, que todo es bueno para el convento.

El amperio (símbolo: A) no es una unidad de carga, sino de intensidad.³ Pongamos que por el interior de un cable fluye un culombio en un segundo; diremos en ese caso que la intensidad de esa corriente es de un amperio. ¿Y si en el mismo tiempo fluyen dos culombios? 2 A. ¿Y si fluye un culombio, pero en la mitad de tiempo? Pues lo mismo: 1 C / 0.5 s = 2 A.

¿Ya se echa de ver a dónde vamos? Lo que mueve el mandril de tu taladro de batería es el flujo de electrones. ¡Eso está claro! Pero a ti lo que te interesa saber son las horas de uso. Bueno, pues nos viene de perlas que el amperio se defina, precisamente, como culombio por segundo (C/s); esto es: cantidad de electricidad entre tiempo.

Amperio por hora = amperio hora

Y llegamos, al fin, al amperio hora. Se trata esta vez de una unidad de energía.

Aunque en el SI la unidad de energía es el julio (símbolo: J), la energía de las baterías no se mide en julios, sino en amperios hora.⁴ A propósito, sí se mide en julios, por ejemplo, la energía de impacto de los martillos demoledores. ¡Pero esto ahora no viene al caso!

Si por los cables de una herramienta circula una corriente de un amperio de intensidad durante una hora... ¡Bingo! En dicho periodo la energía consumida es un amperio hora. Si circulan dos amperios: 2 A·h; y si uno, pero en solo media hora, de nuevo: 2 A·h.

Así, una batería de litio de 2 A·h puede producir:

• una corriente de 1 A durante 2 h
• una corriente de 2 A durante 1 h
• una corriente de 4 A durante 30 min

¿Qué conveniente sería, verdad, que, como la aguja del velocímetro, el taladro nos pudiera chivar los amperios que consume en un momento dado?

Si la capacidad de la batería se expresase en culombios...

Si has seguido hasta aquí la explicación, te habrás dado cuenta de lo siguiente. Si un amperio (A) es igual a un culombio entre un segundo (C/s), eso significa que un culombio (C) es igual a un amperio por segundo (A·s). En efecto:

1 A = 1 C/s
(1 A)·s = (1 C/s)·s

Luego:

1 A·s = 1 C

Por otra parte, hay 3600 segundos en una hora. Eso quiere decir que:

1 A·h = 1 A·3600 s

Luego:

1 A·h = 3600 A·s

Y si sustituyes A·s por C...

1 A·h = 3600 C

¡Ajá! ¡En la batería eléctrica lo más parecido a los litros de diesel o gasolina son los culombios! Un amperio hora es lo mismo que 3600 culombios. La batería de 1.5 Ah = 5400 C; la de 2 Ah = 7200 C; la de 4 Ah = 14 400 C, y así sucesivamente.

Conclusión

La gasolina se compra en litros, pero nadie compra electricidad en culombios. La carga de las baterías de herramientas eléctricas se expresa en amperios hora porque esa es, dentro de lo que cabe, la unidad de medida más conveniente. No en vano expresa el tiempo de descarga de la batería en función de la intensidad eléctrica.

Móviles, tabletas, cámaras y demás cacharrería electrónica usan baterías más pequeñas. Por esta causa su capacidad se expresa a menudo con un submúltiplo del amperio hora, el miliamperio hora: 1 Ah = 1000 mAh.

Para acabar, ciertas baterías, o bien el cuerpo de la herramienta, cuentan con un botón y unos leds para verificar la carga restante. En todo caso, sería muy deseable que el taladro tuviese asimismo un amperímetro analógico como el mostrado al principio de este artículo.