バッテリの mAh と Wh：電圧が違うと比べられない

mAh は電荷、Wh はエネルギー

mAh は「何 mA を何時間流せるか」という電荷の量で、Wh は電圧を掛けたエネルギーです。Wh = Ah × V。3000mAh のリチウムイオン電池（公称 3.7V）は 11.1Wh、同じ 3000mAh でもニッケル水素（1.2V）なら 3.6Wh で、エネルギーは 1/3 です。

mAh で比べてよいのは同じ電圧の電池どうしだけで、mAh しかなければ公称電圧を掛けて Wh に直します。航空機の持ち込み制限も Wh で、100Wh 以下は制限なし、100〜160Wh は承認が要ります（3.7V なら 100Wh = 27,000mAh）。

モバイルバッテリの 10000mAh はどこへ消えるか

容量表記は内部セルの 3.7V での値で、10000mAh × 3.7V = 37Wh。5V で出すと電荷は 37Wh ÷ 5V = 7400mAh です。減ったのではなく、電圧が上がったぶん電荷が減っています。昇圧コンバータの効率が 90% なら 37 × 0.9 ÷ 5 = 6700mAh です。

スマートフォン側にも降圧の損失（10〜15%）があり、3000mAh の充電に必要な 5V 側の電荷は 3000 × 3.7 ÷ 5 ÷ 0.87 ≒ 2550mAh。6700 ÷ 2550 ≒ 2.6 回で、10000 ÷ 3000 = 3.3 回にはなりません。

LDO と DC-DC で稼働時間が変わる

LDO（リニアレギュレータ）は入力電流 = 出力電流で、電圧差は熱になります。3.7V のリチウムイオンから 3.3V を 50mA 取ると電池からも 50mA で、3000mAh なら 60 時間です。

DC-DC（スイッチングコンバータ）は電力で変換し、入力電流 = 出力電力 ÷ (入力電圧 × 効率)。効率 90% なら 3.3 × 0.05 ÷ (3.7 × 0.9) = 49.5mA で、LDO とほぼ同じです。

差が出るのは出力電圧が入力より大きく低いときです。3.7V から 1.8V を 50mA 取ると、LDO は 60 時間、DC-DC（90%）は 1.8 × 0.05 ÷ (3.7 × 0.9) = 27mA で 111 時間と約 2 倍です。3.7V → 3.3V のように電圧差が小さいと、DC-DC の自己消費（数十 µA〜数 mA）で、軽負荷では LDO が長持ちすることもあります。

使えない容量：放電終止電圧

リチウムイオン電池の 3000mAh は、4.2V から 2.5〜3.0V まで放電したときの値です。3.3V 出力でドロップアウト 0.3V の LDO は、電池が 3.6V を切ると出力を保てず、3.6V 以下に残る容量は使えません。

容量の大部分は 3.5〜3.9V にあり、3.6V 以下に残るのは 2〜3 割です。終止電圧 3.6V の設計では、3000mAh のうち使えるのは 2100〜2400mAh です。

対策は、回路の電圧を下げる、ドロップアウトの小さい LDO（0.1V 以下）を使う、昇降圧コンバータで 2.5V まで使い切る、のどれかです。

温度と放電電流でも減る

• 低温。0℃ で常温の 8 割程度、−20℃ で 5〜6 割の容量になり、内部抵抗も増えて早く終止に達します。
• 放電電流。容量は 0.2C（5 時間率）程度で測られ、1C で数 %、鉛蓄電池では 2 割以上減ります（ポイケルトの法則）。
• パルス負荷とコイン電池。CR2032（225mAh、3V）の内部抵抗は 10〜40Ω で、無線モジュールが 30mA のパルスを引くと 0.3〜1.2V 落ちてリセットがかかります。並列にコンデンサ（100µF 以上）を置きます。
• 自己放電。リチウムイオンは月 2〜3%、ニッケル水素は月 15〜20%（低自己放電型は年 15%）、アルカリは年 2〜3%。
• 劣化。リチウムイオンは 500 サイクルで 8 割程度になるので、寿命末期まで保証するなら初期容量の 7〜8 割で計算します。

計算機での見積もり

mAh→Wh の計算機で電池のエネルギーを出し、消費電力（変換効率込み）で割ると稼働時間の目安です。実際は使えない容量、温度、劣化で目安の 5〜7 割になります。充電の電気代は電気料金の計算機で出せます（45Wh で満充電、1kWh = 31 円なら 1.4 円）。