Tatsächlich sagen die Zahlen meist etwas über die gespeicherte Ladung in den internen Zellen aus. Diese Zellen haben eine niedrigere Zellenspannung als die typische Ausgangsspannung eines USB-Ports. Für den Vergleich mit Verbrauchern ist deshalb oft die Umrechnung in Wh hilfreich. Du solltest auch den Wirkungsgrad von Step-Up-Wandlern beachten. Die Wandler erhöhen die Zellenspannung auf 5 Volt. Dabei geht Energie verloren. Deshalb ist die tatsächliche nutzbare Kapazität am USB-Ausgang niedriger als der aufgedruckte mAh-Wert an den Zellen vermuten lässt.
In diesem Artikel erfährst du, was mAh, Zellenspannung, Ausgangsspannung und Wh genau bedeuten. Du lernst, wie man mAh in Wh umrechnet. Du bekommst einfache Regeln, um Powerbanks realistisch zu vergleichen. Am Ende weißt du, wie viele echte Ladezyklen du erwarten kannst.
Wie mAh gemessen wird und warum Zell- und Ausgangsspannung unterschiedlich sind
Der mAh-Wert beschreibt die elektrische Ladung, die eine Batterie speichern kann. Er wird gemessen, indem die Zelle mit einem definierten Strom entladen wird, bis eine festgelegte Mindestspannung erreicht ist. Die so gemessene Kapazität bezieht sich auf die interne Zelle. Die Zelle hat eine typische Zellenspannung. Bei Lithium-Zellen liegt sie oft bei etwa 3,6 bis 3,7 V nominal. Der USB-Ausgang einer Powerbank liefert dagegen eine höhere, standardisierte Ausgangsspannung, zum Beispiel 5 V für normalen USB-A oder USB-C mit Standard-USB-Spannung.
Der Unterschied entsteht, weil Powerbanks Elektronik mit Step-Up- oder Step-Down-Wandlern nutzen. Diese Elektronik passt die Zellenspannung an die gewünschte Ausgangsspannung an. Bei der Anpassung geht Energie verloren. Deshalb ist die nutzbare Energie am USB-Ausgang niedriger als die aufgedruckten mAh bei Zellenspannung vermuten lassen. Für einen realistischen Vergleich ist die Umrechnung in Wh sinnvoll. Wh beschreibt Energie und erlaubt den direkten Vergleich zwischen verschiedenen Spannungen.
Übersichtstabelle und Rechenbeispiel
| Parameter | Zellspannung (Beispiel) |
Ausgangsspannung (Beispiel) |
Rechenbeispiel |
|---|---|---|---|
| Typische Angabe | 3,6–3,7 V | 5 V (USB) | mAh wird meist auf Zellenbasis angegeben. Nicht auf Ausgangsseite. |
| Formel | Wh = (mAh / 1000) × Zellspannung | mAh_out = (Wh_out / Ausgangsspannung) × 1000 | Zuerst Wh aus mAh berechnen. Dann Wirkungsgrad berücksichtigen. Dann in mAh bei 5 V umrechnen. |
| Konkretes Beispiel | 3,7 V | 5 V |
Angenommene Nennkapazität: 10.000 mAh bei 3,7 V. 1) Wh berechnen: (10.000 / 1000) × 3,7 = 37 Wh. 2) Verlust durch Wandler: typische Wirkungsgrade 85 bis 95 %. – Bei 85 %: Wh_out = 37 × 0.85 = 31,45 Wh. – Bei 95 %: Wh_out = 37 × 0.95 = 35,15 Wh. 3) Umrechnung in mAh bei 5 V: – 31,45 Wh / 5 V × 1000 = 6.290 mAh (bei 85 %). – 35,15 Wh / 5 V × 1000 = 7.030 mAh (bei 95 %). Ergebnis: Die effektive Ausgangskapazität liegt in diesem Beispiel bei etwa 6.300–7.000 mAh, nicht bei 10.000 mAh. |
| Praxisfaktoren | Temp. und Alter der Zellen beeinflussen | Kabelqualität und Ladestrom beeinflussen | Herstellerangaben sind Nennwerte. Reale nutzbare Kapazität ist niedriger. |
Kurz zusammengefasst: Der mAh-Wert bezieht sich in der Regel auf die Kapazität der internen Zellen bei deren Nennspannung. Die USB-Ausgangsspannung ist höher. Durch Spannungswandlung und Verluste sinkt die nutzbare Kapazität am Ausgang. Rechne mAh in Wh um und berücksichtige den Wirkungsgrad, um Powerbanks realistisch zu vergleichen.
Technische Grundlagen verständlich erklärt
mAh vs. Wh
mAh steht für Milliampere-Stunden. Es beschreibt die gespeicherte elektrische Ladung. Ein Akku mit 1.000 mAh kann theoretisch 1.000 Milliampere eine Stunde liefern. Das sagt noch nichts über die Energie aus. Dafür gibt es Wh, Wattstunden. Wh beschreibt die tatsächlich verfügbare Energie. Die Umrechnung ist einfach: Wh = (mAh / 1000) × Spannung. Wenn du also mAh vergleichen willst, rechnest du am besten in Wh um. Dann kannst du Geräte mit unterschiedlichen Spannungen direkt vergleichen.
Zellenspannung und Nennspannung
Jede Lithium‑Zelle hat eine typische Nennspannung. Bei vielen Zellen liegt dieser Wert bei rund 3,6 bis 3,7 V. Diese Zahl kommt aus der Chemie der Zelle. Während Entladung und Laden schwankt die Spannung etwas. Hersteller geben die Nennspannung als Referenz an. Wenn auf einer Powerbank 10.000 mAh steht, ist das meist die Kapazität der Zellen bei deren Nennspannung. Es ist nicht die Kapazität bei der USB-Ausgangsspannung.
Spannungswandler und Wirkungsgrad
Powerbanks enthalten Elektronik, die die Zellspannung auf die gewünschte Ausgangsspannung bringt. Für normale USB-Ports sind das typischerweise 5 V. Das macht ein Step‑Up- oder Boost‑Wandler. Solche Wandler verbrauchen selbst Energie. Deshalb ist nicht die komplette Energie der Zellen am USB-Port nutzbar. Typische Wirkungsgrade liegen etwa zwischen 85 und 95 %. Das bedeutet: Ein Teil der Energie geht als Wärme verloren.
Praktische Folgen
Das hat direkte Folgen für die Zahl der Ladezyklen. Ein 10.000-mAh-Akku bei 3,7 V entspricht etwa 37 Wh. Bei 90 Prozent Wirkungsgrad liefert die Powerbank am Ausgang rund 33 Wh. Ein Smartphone-Akku mit 3.000 mAh und 3,8 V hat etwa 11,4 Wh. Rein rechnerisch wären das rund drei Volladungen. In der Praxis sind es oft weniger. Ladeverluste im Smartphone, Signalverluste im Kabel und Alter der Zellen reduzieren die Zahl. Rechne also immer in Wh und berücksichtige Verluste, wenn du realistische Erwartungen haben willst.
Häufige Fragen zu mAh, Zellspannung und Ausgangsspannung
Was bedeutet mAh bei einer Powerbank?
mAh steht für Milliampere-Stunden und beschreibt die gespeicherte elektrische Ladung einer Zelle. Der Wert sagt etwas über die Kapazität, nicht direkt über die verfügbare Energie. Um Energie zu vergleichen, nutzt du Wh, denn Wh berücksichtigt zusätzlich die Spannung.
Bezieht sich mAh auf die Zellspannung oder die Ausgangsspannung?
Normalerweise bezieht sich der angegebene mAh-Wert auf die internen Zellen bei ihrer Nennspannung, meist rund 3,6 bis 3,7 V. Die USB-Ausgangsspannung ist höher, zum Beispiel 5 V, und wird durch Elektronik erzeugt. Deshalb ist die nutzbare Kapazität am Ausgang niedriger als der rohe mAh-Wert vermuten lässt.
Kann ich mAh zwischen unterschiedlichen Spannungen einfach vergleichen?
Nein. mAh allein ist nur bei gleicher Spannung vergleichbar. Rechne zuerst in Wh um mit der Formel Wh = (mAh / 1000) × Spannung. So vergleichst du Powerbanks mit unterschiedlichen Zelltypen und Spannungen korrekt.
Wie rechne ich mAh in Wh um und zurück auf 5 V?
Formel: Wh = (mAh / 1000) × Spannung. Beispiel: 10.000 mAh bei 3,7 V ergibt 37 Wh. Für die Ausgangsseite rechnest du Wh / 5 V = theoretische mAh bei 5 V und berücksichtigst den Wirkungsgrad, zum Beispiel 90 Prozent, um die reale mAh-Zahl zu erhalten.
Beeinflusst die Ausgangsspannung die angezeigte mAh auf der Verpackung?
Meistens nicht. Hersteller geben in der Regel die Zellkapazität in mAh an. Manche nennen zusätzlich eine „äquivalente“ mAh-Angabe für 5 V. Prüfe deshalb am besten die Wh-Angabe oder reale Testergebnisse, um die echte Leistung zu beurteilen.
Glossar wichtiger Begriffe
mAh (Milliamperestunden)
mAh steht für die Ladungsmenge, die ein Akku speichern kann. Der Wert gibt an, wie viel Strom in Milliampere der Akku über eine Stunde liefern kann. Bei Powerbanks bezieht sich die angegebene mAh-Zahl meist auf die internen Zellen, nicht auf die Ausgangsspannung am USB-Port.
Wh (Wattstunden)
Wh beschreibt die gespeicherte Energie und ist damit aussagekräftiger als mAh. Du rechnest Wh mit der Formel Wh = (mAh / 1000) × Spannung. Wh erlaubt den direkten Vergleich von Akkus mit unterschiedlichen Spannungen.
Zellenspannung / Nennspannung
Zellenspannung ist die typische Spannung einer einzelnen Batterie- oder Akkuzelle, meist rund 3,6 bis 3,7 V bei Lithiumzellen. Die Spannung schwankt beim Laden und Entladen, deshalb spricht man von einer Nennspannung als Referenz. Herstellerangaben zu mAh basieren in der Regel auf dieser Nennspannung.
Ausgangsspannung (USB 5 V)
Ausgangsspannung ist die Spannung, die ein Gerät am Ausgang liefert, zum Beispiel 5 V am USB-Port. Powerbanks stellen diese Spannung bereit, damit Smartphones und andere Geräte geladen werden können. Die Ausgangsspannung liegt in der Regel über der Zellenspannung und wird elektronisch erzeugt.
Wirkungsgrad / Konversion
Wirkungsgrad beschreibt, wie viel der in den Zellen gespeicherten Energie am Ausgang tatsächlich ankommt. Bei Spannungswandlung gehen typischerweise 5 bis 15 Prozent als Wärme verloren. Der Wirkungsgrad beeinflusst daher die reale Anzahl an Ladezyklen, die du von einer Powerbank erwarten kannst.
Step‑Up / Boost‑Wandler
Step‑Up oder Boost‑Wandler sind elektronische Bauteile, die die niedrigere Zellenspannung auf die höhere Ausgangsspannung anheben. Sie sorgen für stabile 5 V am USB-Ausgang. Diese Wandler verursachen aber auch Verluste, weshalb nicht die gesamte Zellenergie nutzbar ist.
Entscheidungshilfe: mAh oder Wh als Kaufkriterium?
Für wen eignet sich mAh?
mAh ist praktisch, wenn du schnell die nominale Zellkapazität vergleichen willst. Für einfache Vergleiche ähnlicher Powerbanks genügt der Wert häufig. Achte aber darauf, dass mAh meist die Kapazität der internen Zellen bei deren Nennspannung angibt.
Wann ist Wh aussagekräftiger?
Wh beschreibt die tatsächliche Energie. Wh ist besser, wenn du Geräte mit unterschiedlicher Spannung oder unterschiedliche Zelltypen vergleichen willst. Wh hilft auch bei Reisefragen, weil Fluglinien oft Wh-Grenzen angeben.
Leitfragen zur Entscheidung
Welche Geräte willst du laden? Niedrigere Verbrauchsgeräte wie Ohrhörer brauchen weniger Energie. Laptops oder Tablets brauchen deutlich mehr.
Wie lange bist du unterwegs? Für kurze Ausflüge reichen oft mAh-Vergleiche. Für mehrtägige Reisen ist Wh sinnvoller.
Brauchst du hohe Ausgangsleistung? Wenn du hohe Ströme oder mehrere Ausgänge brauchst, zählt die reale Ausgangsleistung und der Wirkungsgrad.
Praktische Tipps
Umrechnung kurz erklärt: Wh = (mAh / 1000) × Zellspannung. Für 5 V-Ausgang rechnest du Wh / 5 V und berücksichtigst den Wirkungsgrad von etwa 85 bis 95 Prozent.
Fazit
Wenn du schnell Ernst und Preis vergleichst, ist mAh ein guter Einstieg. Wenn du reale Ladezyklen, Flugtauglichkeit oder Geräte mit hohem Verbrauch bewerten willst, nutze Wh. Für Reisen und genaue Vergleiche gilt: auf Wh achten und Wirkungsgrad einrechnen.