55.223 5611

A rajz egy karkötőbe épített áramforrást ábrázol, melyben a kéz mozgatásakor rézdróttekercsekben mozognak mágnesek. Átlagos kézmozdulatok esetén a termelődő áram teljesítménye \(P\approx 1\ \mathrm{mW}\).

a)  Mennyi ideig kell folyamatosan rázogatni a karkötőt, hogy egy szokványos mobiltelefon akkumulátor teljesen lemerült állapotból teljesen feltöltődjön? (Az egyszerűség kedvéért vegyük úgy, hogy a töltéskor az akkuba bevitt energia 100 %‑ban el is tárolódik, ami persze nem igaz, hiszen töltéskor az akku is melegszik, ami veszteség.). Egy átlagos mobilaksi paraméterei:

Tárolókapacitás: $2500\ \mathrm{mAh}$

Névleges feszültség: $3,7\ \mathrm{V}$

Beszélgetési idő: $17\ \mathrm{h}$

Zenehallgatási idő: $49\ \mathrm{h}$

Akku tömege: $50\ \mathrm{gramm}$

Vegyük úgy, hogy az aksi a kisütés során mindvégig állandó (névleges) feszültség mellett adja le az áramát. Ami nem is áll távol a valóságtól, hiszen egy Li‑ion akku tipikus kisütési görbéjét az alábi ábra mutatja. A függőleges tengelyen a kapocsfeszültség, a vízszintes tengelyen a leadott töltésmennyiség szerepel. Az egyes görbék abban különböznek, hogy milyen gyorsan zajlik a kisütés (lemerítés). Ezt  az ún. C-rate (Charge Rate) mutatószámmal mérik, mely az órában megadott lemerítési idő reciproka, tehát pl. a 0.2C felirat (ahol a pont tizedespont, vagyis a tmi tizedesvesszőnknek felel meg) azt jelenti, hogy \(\displaystyle \frac{1}{5}=0,2\) alapján \(5\ \mathrm{h}\) alatt merítették le az aksit.