Ob Bluetooth-Kopfhörer, Drohne, Taschenlampe oder selbstgebautes Bastelprojekt mit Mikrocontroller: Früher oder später stellt sich immer dieselbe Frage – wie lange hält der Akku eigentlich durch? Die gute Nachricht ist, dass sich die Laufzeit mit einer einfachen Formel überschlagen lässt. Die schlechte Nachricht: Wer die Formel ohne Verständnis anwendet, landet oft deutlich daneben. Dieser Artikel erklärt, worauf es ankommt.
Die Grundformel: Kapazität geteilt durch Stromaufnahme
Die Akkukapazität wird üblicherweise in Milliamperestunden (mAh) angegeben. Eine Kapazität von 2000 mAh bedeutet vereinfacht: Der Akku kann eine Stunde lang 2000 mA (also 2 A) liefern, oder zwei Stunden lang 1000 mA, oder 20 Stunden lang 100 mA. Die Grundformel lautet entsprechend:
- Laufzeit (h) = Kapazität (mAh) / Stromaufnahme (mA)
Ein Beispiel: Ein Kopfhörer mit 200 mAh Akku, der im Betrieb durchschnittlich 20 mA zieht, hält rechnerisch 200 / 20 = 10 Stunden. Mit dem Akkulaufzeit Rechner gibst du Kapazität und Stromaufnahme einfach ein und bekommst die geschätzte Laufzeit direkt in Stunden und Minuten ausgegeben, ohne selbst dividieren zu müssen.
Warum die reale Laufzeit fast immer kürzer ist
Die reine Division liefert einen Idealwert. In der Praxis liegt die tatsächliche Laufzeit darunter, und das hat mehrere Gründe:
- Entladewirkungsgrad: Kein Akku gibt seine Nennkapazität zu 100 Prozent ab. Spannungswandler, Schutzelektronik und Innenwiderstand fressen Energie. Realistisch sind je nach System 80 bis 90 Prozent nutzbare Kapazität.
- Peukert-Effekt: Bei hoher Stromentnahme sinkt die effektiv verfügbare Kapazität. Ein Akku, der bei kleinem Strom 2000 mAh liefert, gibt unter hoher Last vielleicht nur 1700 mAh ab.
- Temperatur: Kälte reduziert die nutzbare Kapazität deutlich. Bei null Grad kann ein Lithium-Ionen-Akku 20 Prozent weniger leisten als bei Zimmertemperatur.
- Alterung: Nach einigen hundert Ladezyklen verliert ein Akku messbar an Kapazität. Ein zwei Jahre altes Smartphone hat real oft nur noch 80 Prozent der ursprünglichen Kapazität.
Als Faustregel solltest du das rechnerische Ergebnis mit einem Faktor von etwa 0,8 multiplizieren, um auf einen alltagstauglichen Schätzwert zu kommen. Der genannte Kopfhörer hält also realistisch eher 8 statt 10 Stunden.
Stromaufnahme richtig einschätzen
Der schwierigste Teil der Rechnung ist meistens nicht die Kapazität, die steht auf dem Akku, sondern die durchschnittliche Stromaufnahme. Sie schwankt je nach Betriebszustand stark. Ein Smartphone zieht im Standby wenige Milliampere, beim Videostreaming aber mehrere hundert. Für eine brauchbare Schätzung brauchst du einen realistischen Mittelwert über den geplanten Nutzungszeitraum.
Bei Bastelprojekten lässt sich der Strom mit einem Multimeter in Reihe messen. Bei fertigen Geräten findest du Anhaltspunkte im Datenblatt oder in Testberichten. Wenn du nur die Leistung in Watt kennst, kannst du den Strom über Strom (A) = Leistung (W) / Spannung (V) bestimmen. Ein 5-Watt-Gerät an einem 3,7-Volt-Akku zieht also rund 1,35 A, also 1350 mA.
Von mAh zu Wattstunden
Reine mAh-Angaben sind nur vergleichbar, wenn die Spannung gleich ist. Korrekt vergleichbar wird die Energie erst in Wattstunden (Wh): Wh = (mAh × V) / 1000. Ein 3000-mAh-Akku mit 3,7 V speichert also 11,1 Wh. Genau diese Umrechnung ist auch der Grund, warum Powerbanks oft weniger Ladungen schaffen, als die nackte mAh-Zahl vermuten lässt. Wie das im Detail funktioniert, zeigen wir im Begleitartikel zum Powerbank Rechner.
Praktische Anwendungsfälle
IoT- und Sensorprojekte
Bei batteriebetriebenen Sensoren, die monatelang ohne Wechsel laufen sollen, ist die Rechnung entscheidend. Hier zählt vor allem der Schlafstrom: Ein Mikrocontroller, der die meiste Zeit im Tiefschlaf bei wenigen Mikroampere verbringt und nur kurz aufwacht, erreicht mit einer einzigen Knopfzelle Laufzeiten von einem Jahr oder mehr.
Drohnen und RC-Modelle
Hier ist die Stromentnahme hoch und der Peukert-Effekt entsprechend ausgeprägt. Modellbauer rechnen die Flugzeit deshalb meist konservativ und planen eine Reserve von 20 Prozent ein, um die Tiefentladung des Akkus zu vermeiden.
Fazit
Die Akkulaufzeit zu schätzen ist keine Hexerei: Kapazität durch Stromaufnahme teilen, mit einem Realitätsfaktor von rund 0,8 multiplizieren, fertig. Wichtig ist ein ehrlicher Mittelwert für die Stromaufnahme und das Bewusstsein, dass Temperatur und Alter die Werte verschieben. Probier die Rechnung direkt im Akkulaufzeit Rechner aus, oder stöbere durch die weiteren kostenlosen Webtools rund um Technik und Alltag.