Ile mocy faktycznie wykorzystuje ładowarka do telefonu komórkowego?

Próbowałem dowiedzieć się, ile mocy faktycznie zużywam podczas ładowania telefonu. Oto specyfikacje mojej ładowarki:

Wejście: 100/240 V, 50–60 Hz, 0,15 A.
Wyjście: 5 V, 0,7 A.

Słyszałem, że aby to obliczyć, należy zwrócić uwagę na dane wejściowe.

P = V \cdot A = 240 V \cdot 0.15 A = 36 W

$P = V\cdot A = 240\ \mathrm V\cdot 0.15\ \mathrm A = 36\ \mathrm W$

Ładuję telefon maksymalnie przez 4 godziny dziennie. W takim przypadku zużywam 144 watogodzin dziennie i 51840 Wh rocznie, czyli 51,84 kWh. I to wydaje się okropnie dużo, biorąc pod uwagę, że wszystkie artykuły, które przeczytałem o zużyciu energii przez ładowarki, mówiły, że zużywały one około 2 kWh rocznie. Wiem, że ładuję mój telefon za bardzo (naprawdę potrzebuję nowej baterii), ale nadal się nie sumuje. Czy moje obliczenia są błędne? A jeśli tak, to jaka jest poprawna liczba?

batteries electricity

— użytkownik184968
źródło

Liczby wejściowe są maksymalne. Tak więc 0,15 A będzie przy ~ 100 V, a mniej niż połowa tego przy 240 V (ballpark). z grubsza, jeśli moc wyjściowa wynosi 5 V ~ 0,7 A, to moc wyjściowa wynosi 3,5 W. Przy założeniu 50% wydajności, to 7 W na wejściu. Przy 100 V to 0,07 A i 0,03 A przy 240 V. Co więcej, Twój telefon nie pobiera 0,7A przy 5 V przez cały czas ładowania, więc w praktyce pobór mocy jest znacznie niższy.

— Wesley Lee,

@WesleyLee Powinieneś rozwinąć tę odpowiedź.

— Russell Borogove,

W ramach szybkiego sprawdzenia poczytalności każda energia faktycznie używana przez ładowarkę - której nie przekazuje do telefonu - skończyłaby jako ciepło. Połóż na nim rękę, możesz poczuć, że jest nieco ciepło, gdy telefon jest podłączony i ładuje się; zupełnie inaczej. Gdyby naprawdę potrzebował 36 W (nie Wh), byłby prawie tak ciepły jak żarówka 40 W. Wskazówka: nie kładź ręki na działającej żarówce o mocy 40 W.

— Brian Drummond,

Tak, to był kolejny powód, dla którego sceptycznie podchodziłem do moich obliczeń (oprócz mojego prawie całkowitego braku wiedzy na ten temat). Położyłem rękę na żarówce o mocy 30 W, która działała przez wiele godzin przez przypadek (to z pewnością nie było przyjemne doświadczenie), więc z całą pewnością mogę powiedzieć, że ładowarka nigdy się nie nagrzewa, nawet gdy jest podłączona na całą noc.

— user184968,

Oprócz błędu jednostkowego, ponieważ Wh nie jest W, ten wskaźnik na tabliczce znamionowej jest obliczonym „kłamstwem” dla rządu / agencji zewnętrznej, która go poświadcza. Zaokrąglasz prąd w górę i dodajesz do niego podatek VAT, ponieważ nie ma kary za zbyt wysoką, podczas gdy nie możesz przekroczyć prądu znamionowego.

— winny,

Odpowiedzi:

Podane liczby są maksymalnym lub najgorszym scenariuszem, który producent chce wziąć pod uwagę, nie odzwierciedlają poboru mocy w 100% przypadków. Może to być na przykład jakiś prąd udarowy przy pierwszym podłączeniu z powodu ładowania kondensatorów lub po prostu ogromny margines.

Ponadto średni prąd wejściowy przy 100 V byłby ponad dwukrotnie większy niż przy podłączeniu do 240 V.

Wykonajmy odwrotne obliczenia, od wyjścia do wejścia:

5 V i 0,7 A daje moc wyjściową 3,5 W. Przy założeniu 50% wydajności, to 7 W na wejściu.

Przy 100 V to 0,07 A i 0,03 A przy 240 V. (Znacznie mniej niż 0,15 A)

Co więcej, Twój telefon nie pobiera 0,7A przy 5 V przez cały czas ładowania, więc w praktyce pobór mocy jest znacznie niższy.

Efektywność zasilacza:

Ten interesujący artykuł z 2012 roku testuje kilkanaście ładowarek, od marek po podrobione, a wydajność waha się od 60 do 80% (uwaga: „wampir” wskazuje zużycie energii bez obciążenia):

Jednym ze sposobów oszacowania zużycia energii podczas ładowania telefonu byłoby:

1 - Oszacuj, ile kosztuje Twój telefon. Powiedzmy, że bateria 2000 mAh 3,7 V, więc ~ 8 Wh

2 - Powiedzmy, że w pełni ładujesz telefon każdego dnia.

3 - Załóżmy, że obwód ładowarki w telefonie ma wydajność 80%, a zasilacz USB 60%. Tak więc ładowanie telefonu marnuje 50% energii.

To 16 Wh na dzień. ~ 6 kWh rocznie. Nie bierze to pod uwagę poboru mocy ładowarki, gdy telefon nie jest podłączony, ale z drugiej strony założyłem całkiem złe liczby dla pozostałych punktów.

W tym artykule Forbesa z 2013 r. Wykorzystano 5,45 Wh jako energię akumulatora, nie uwzględniono strat mocy i uzyskano wynik 2 kWh.

Krzywa ładowania akumulatora:

Na poniższym wykresie widać, że maksymalny pobór prądu spada drastycznie po pierwszych godzinach ładowania. Zatem nawet liczby 0,07A i 0,03A są maksymalne przez krótki czas.

— Wesley Lee
źródło

Dziękuję za Twoją odpowiedź! To bardzo się wyjaśnia, myślałem, że liczby wejściowe przedstawiają, ile to pobiera przez cały czas ładowania.

— user184968,

@ user184968 - Cieszę się, że mogę pomóc! Sam byłem ciekawy liczb. Właśnie dodałem wykres, który pokazuje pobór prądu podczas ładowania baterii opartej na Li, pokazuje, jak szybko zmienia się prąd po około godzinie ładowania.

— Wesley Lee,

Dlaczego nie trzeba pobierać całego 240 V (lub ile prądu przemiennego jest w tym kraju), aby przekształcić prąd przemienny w prąd stały w transformatorze (co w zasadzie robi ładowarka)? Przepraszam za te wszystkie głupie pytania, ale tak naprawdę nie rozumiem tego procesu.

— user184968,

@ user184968 - jeśli podłączysz go do systemu 240 V, będzie działał przy 240 V, ale będzie pobierał średnio mniej prądu: ta sama moc przy wyższym napięciu pobiera mniej prądu. Jeśli podłączysz go do 120 V, będzie on pobierał średnio dwukrotnie prąd.

— Wesley Lee,

Och, chyba zaczynam to rozumieć. Ponieważ pobiera mniej prądu, ilość zużywanej energii również maleje. Jeszcze raz dziękuję za wyjaśnienie.

— user184968,

Dane wejściowe dla urządzeń podłączonych do sieci nie służą ocenie kosztów energii, ale wymiarowaniu okablowania (zarówno okablowania domowego, jak i akcesoriów, takich jak listwy zasilające, przekaźniki czasowe i przedłużacze). W twoim przypadku proszę powstrzymać się od podłączania ponad stu takich ładowarek, które są określone przy prądzie wejściowym 0,15 A do obwodu (w przeciwnym razie nieobciążonego), z bezpiecznikiem 15 A. Zgodnie z kodeksami elektrycznymi różnych krajów od producenta oczekuje się umieszczenia takiej oceny na dowolnym urządzeniu - jedyną rzeczą, którą ma zagwarantować, jest to, że urządzenie w stanie nienaruszonym nie przekroczy tego prądu wejściowego (prądy rozruchowe prawdopodobnie są wykluczone, ale nie przerywane stosowanie np. z urządzenia sterowanego termostatem).

— rackandboneman
źródło

Po prostu weź miernik Kill-A-Watt i sprawdź go. Najprawdopodobniej zaczyna się od wyższej strony, a następnie zwalnia w watach. Domyślam się, że zaczynałby się przy około 10 watów i zwalniał do około 5 watów, niezależnie od napięcia wejściowego (od 100 V do 240 V). Mierniki mocy Kill-A nie tylko pokazują moc w czasie rzeczywistym, ale także napięcie sieciowe, współczynnik mocy, częstotliwość (np. 50 Hz - 60 Hz), natężenie wejściowe .... Możesz także powiedzieć, ile płacisz za prąd (za kWh), np. 0,13 USD, i obliczy, ile kosztuje Cię ładowanie tego telefonu za dzień, tydzień, miesiąc, rok. To są naprawdę przydatne urządzenia. Mam 2 z nich i często z nich korzystam. Moje są tylko dla około 100-130 V. Myślę, że mają również wersję 200-260 V na zagranicę.

— David
źródło

Jest to właściwie dość dobry pomysł, nie tylko dlatego, że pokazuje, co faktycznie dzieje się w danym przypadku (vs. szacunki oparte na założeniach), ale także dlatego, że pokazuje, co się dzieje w trakcie ładowania. Taki miernik nie będzie idealnie dokładny, ale ujawnia zaskakującą ilość informacji. Jest to również bardzo przydatne do wykrywania, gdy kabel bez przewodów sygnałowych powoduje, że urządzenie ładuje się tylko przy 2,5-watowej specyfikacji USB, a nie w szybszym tempie, które obsługuje większość kombinacji ładowarka / telefon, gdy telefon rozpozna, że został podłączony do czegoś lepszego .

— Chris Stratton,

@Chris Stratton - aby uzyskać dokładniejszy odczyt mocy, ponieważ kilka watów jest dość niski, należy umieścić znane obciążenie (takie jak 40-watowa żarówka) jako część obciążenia kombinowanego. Następnie, jeśli ładowarka ma na przykład 3 waty, powinna odczytać łącznie 43 waty, a ty po prostu odejmij 40, które znasz z żarówki. Ponadto, resetując licznik i ładując przez kilka godzin, możesz uzyskać dość dokładną średnią stawkę ładowania. Na przykład „spłaszcz” baterię smartfona do 0%, zresetuj liczniki Kill-A-Watt do 0, a następnie sprawdź liczniki, gdy smartfon jest w 100% naładowany.

— David

Przepraszam, że jestem rok i 8 miesięcy „spóźniony”, ale hej, lepiej późno niż wcale.

— David

Nie jestem pewien, czy mogę zgodzić się z ideą żarówki, ponieważ jej zużycie może nie być stabilne, dodatkowo pokonałoby to jakiekolwiek zachowanie polegające na automatycznym ustawianiu odległości (gdyby okazało się, że ma to miernik). Na ogół najlepiej unikać rozładowywania baterii telefonu, chyba że konieczne jest odblokowanie oprogramowania do śledzenia ładowania.

— Chris Stratton,

Kiedy ładowałem akumulatory wózka golfowego, korzystałem z miernika Kill-A-Watt. Przyjemnie było patrzeć, jak zaczyna się od około 1000 watów (była to ładowarka 36 V 25 A), a potem powoli się zmniejszała. Pod koniec był krótki skok, ale zapytałem o to producenta ładowarki i powiedzieli, że to normalne dla tej ładowarki (był to pewien zastrzeżony algorytm ładowania). Możesz więc w przybliżeniu oszacować natężenie prądu za pomocą taniego (około 20 USD) watomierza, zamiast konieczności kupowania znacznie droższego cęgomierza prądu stałego.

— David