Estoy tratando de entender por qué podemos simplemente calcular la energía útil que tiene una batería multiplicando la capacidad y el voltaje nominal.
Dado que la capacidad (carga eléctrica disponible) en una batería depende de la corriente consumida (a diferencia de un capacitor), en realidad no podemos saber cuánta energía hay en la batería porque no sabemos la corriente nominal a la que se estableció la capacidad. Así que, para realmente saber cuánta energía podemos obtener de una batería, tenemos que medirla/calculársela para cada carga posible.
Aquí está mi pensamiento y por favor corríjame donde esté equivocado:
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La forma más simple de modelar una batería es con una simple resistencia interna. La resistencia interna no afecta la capacidad de la batería porque la carga se conserva. La extracción de corriente constante puede ser modelada por una fuente de corriente ideal.
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- Con una fuente de corriente como carga, la corriente es independiente del voltaje de la batería (al menos cuando la batería opera en su voltaje de operación)
- La potencia extraída de la batería en este modelo sí depende del voltaje.
- La carga eléctrica disponible a cierta extracción de corriente disminuye linealmente con el tiempo.
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Para una batería de LiOn, usualmente vemos un gráfico como este - cómo el voltaje depende de la capacidad restante. Esta capacidad se relaciona un poco con cuánta carga eléctrica queda en la batería en forma de iones, pero tiene principalmente que ver con dónde definimos la utilidad de la batería. Definimos la carga/capacidad como 0 cuando el voltaje cae a 3V y para que sea e.g. 2000mAh, cuando el voltaje está en 4.2V. En realidad, sin embargo, hay más carga en la batería si drenamos la batería por debajo de 3V o la cargamos por encima de 4.2, pero o es inutilizable (voltaje demasiado bajo), inseguro o daña la batería de alguna manera.
4 Mi duda sobre el significado del voltaje nominal
La energía recibida se puede calcular integrando el Voltaje y la Corriente en el tiempo O integrando el Voltaje a través de la carga eléctrica.
La energía está representada por la superficie debajo de este gráfico. El voltaje nominal se define como el punto donde la superficie se puede calcular simplemente con una multiplicación en lugar de una integración. 
