Quanta energia utilizza effettivamente un caricabatterie per telefoni cellulari?

Stavo cercando di capire quanta energia effettivamente uso quando sto caricando il mio telefono. Ecco le specifiche del mio caricabatterie:

Ingresso: 100/240 V, 50–60 Hz, 0,15 A
Uscita: 5 V, 0,7 A

Ho sentito che per calcolare questo, è necessario prestare attenzione all'input.

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

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

Ricarico al massimo il telefono per 4 ore al giorno. In tal caso, utilizzo 144 wattora al giorno e 51840 Wh all'anno o 51,84 kWh. E questo sembra terribilmente, considerando che tutti gli articoli che ho letto sul consumo di energia dei caricabatterie hanno dichiarato che consumavano circa 2 kWh all'anno. So di caricare troppo il mio telefono (ho davvero bisogno di una nuova batteria), ma non si aggiunge ancora. I miei calcoli sono sbagliati? E se lo sono, qual è il numero corretto?

batteries electricity

— user184968
fonte

I numeri di input sono il massimo. Quindi 0,15 A sarebbero a ~ 100 V, e meno della metà a 240 V (ballpark). all'incirca, se l'uscita è 5 V ~ 0,7 A, produce 3,5 W. Se si assume un'efficienza del 50%, sull'ingresso sono 7W. A 100 V, questo è 0,07 A e 0,03 A a 240 V. Inoltre, il telefono non assorbe 0,7 A a 5 V per tutto il tempo in cui si carica, quindi in pratica il consumo di energia è molto più basso.

— Wesley Lee,

@WesleyLee Dovresti espanderlo in una risposta.

— Russell Borogove,

Come un rapido controllo di integrità, qualsiasi energia che il caricabatterie effettivamente utilizza - che non passa al telefono - finirebbe come calore. Mettici una mano, potresti sentirlo leggermente caldo con un telefono collegato e in carica; altrimenti freddo. Se impiegasse davvero 36W (non Wh) sarebbe quasi caldo come una lampadina da 40W. Suggerimento professionale: NON mettere la mano su una lampadina da 40 W in esecuzione!

— Brian Drummond,

Sì, quella era un'altra ragione per cui ero scettico riguardo ai miei calcoli (oltre alla mia quasi totale mancanza di conoscenza su questo argomento). Ho messo la mano su una lampadina da 30 W che è stata accesa per ore per caso (non è stata un'esperienza piacevole, questo è certo), quindi posso sicuramente dire che un caricabatterie non si surriscalda mai, nemmeno quando è collegato per tutta la notte.

— user184968

Oltre all'errore unitario poiché Wh non è W, tale valutazione sulla targhetta è una "bugia" calcolata per il governo / agenzia esterna che lo certifica. Arrotondi la corrente verso l'alto e aggiungi l'IVA su di essa poiché non vi è alcuna penalità per troppo alta mentre non puoi andare oltre la corrente nominale.

— Winny

Risposte:

I numeri di input sono uno scenario massimo o peggiore che il produttore vuole che tu prenda in considerazione, non riflettono l'assorbimento di potenza al 100% delle volte. Potrebbe essere, ad esempio, un po 'di corrente di picco quando viene collegata per la prima volta a causa della carica dei condensatori, o solo un enorme margine.

Inoltre, la corrente di ingresso media a 100 V sarebbe più del doppio rispetto a quando collegata a 240 V.

Facciamo i calcoli inversi, dall'output all'input:

5 V e 0,7 A forniscono un'uscita di 3,5 W. Se si assume un'efficienza del 50%, sull'ingresso sono 7W.

A 100 V, questo è 0,07 A e 0,03 A a 240 V. (Molto meno di 0,15 A)

Inoltre, il telefono non assorbe 0,7 A a 5 V per tutto il tempo in cui si carica, quindi in pratica il consumo di energia è molto più basso.

Efficienza di alimentazione:

Questo interessante articolo del 2012 mette alla prova una dozzina di caricabatterie, dai marchi a quelli contraffatti, e l'efficienza varia dal 60 all'80% (nota: "vampiro" indica il consumo di energia a vuoto):

Un modo per indovinare il consumo di energia dalla ricarica del telefono sarebbe:

1 - Stima la quantità di carica del tuo telefono. Diciamo che la batteria da 3,7 mA a 3,7 mA, quindi ~ 8 Wh

2 - Diciamo che si carica completamente il telefono ogni giorno.

3 - Supponiamo che i circuiti del caricabatterie nel telefono abbiano l'80% di efficienza e USB PSU il 60%. Quindi caricare il tuo telefono spreca il 50% dell'energia.

Sono 16 Wh al giorno. ~ 6kWh all'anno. Questo non tiene conto dell'assorbimento di corrente del caricabatterie quando il telefono non è collegato, ma d'altra parte ho assunto numeri piuttosto cattivi per il resto dei punti.

Questo articolo del 2013 di Forbes utilizza 5,45 Wh come energia della batteria, non tiene conto delle perdite di potenza e arriva a un risultato di 2 kWh.

Curva di carica della batteria:

Nel grafico sotto puoi vedere che l'assorbimento di corrente massimo diminuisce drasticamente dopo le prime ore di carica. Quindi anche i numeri di 0,07A e 0,03A sono i massimi per un breve periodo.

— Wesley Lee
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Grazie per la risposta! Ciò si chiarisce molto, ho pensato che i numeri di input rappresentassero quanto estrae per tutto il tempo in cui viene caricato.

— user184968

@ user184968 - Sono felice di aiutarti! Ero curioso di scrivere i numeri da solo. Ho appena aggiunto un grafico che mostra l'assorbimento di corrente durante la carica della batteria a base di Li, che mostra quanto velocemente la corrente cambia dopo circa la prima ora di carica.

— Wesley Lee,

Come mai non è necessario assorbire tutti i 240 V (o quanto la corrente CA è in quel paese) per convertire CA in CC nel trasformatore (che è fondamentalmente ciò che fa un caricabatterie)? Mi dispiace per tutte queste domande stupide, ma non capisco davvero questo processo.

— user184968

@ user184968 - se lo si collega a un sistema a 240 V, funzionerà a 240 V, ma assorbirà in media meno corrente: la stessa potenza su una tensione più elevata assorbe meno corrente. Se lo colleghi a 120 V, assorbirà in media il doppio della corrente.

— Wesley Lee,

Oh, penso di iniziare a prenderlo. Quindi, poiché assorbe meno corrente, diminuisce anche la quantità di energia che consuma. Grazie ancora per la spiegazione.

— user184968

La valutazione di ingresso sui dispositivi collegati alla rete non è lì per valutare i costi di alimentazione, ma per dimensionare il cablaggio (sia il cablaggio della casa che gli accessori come le ciabatte, i timer plug-in e le prolunghe). Nel tuo caso, ti preghiamo di astenersi dal collegare più di un centinaio di tali caricabatterie specificati con una corrente di ingresso di 0,15 A a un circuito (altrimenti scaricato) che è fuso a 15 Ampere. Ci si aspetta che il produttore, con codici elettrici di vari paesi, attribuisca tale valutazione a qualsiasi dispositivo - l'unica cosa che dovrebbe garantire è che il dispositivo, quando intatto, non supererà quella corrente di ingresso (correnti di picco probabilmente escluse, ma uso non discontinuo, ad es. da un dispositivo controllato da termostato).

— rackandboneman
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Prendi un misuratore Kill-A-Watt e controllalo. Probabilmente inizia sul lato superiore e poi scende in wattaggio. La mia ipotesi è che inizierebbe a circa 10 watt e scendesse a circa 5 watt, indipendentemente dalla tensione di ingresso (ovunque da 100 V a 240 V). I misuratori di potenza Kill-A mostrano non solo la potenza in tempo reale, ma anche la tensione di linea in ingresso, il fattore di potenza, la frequenza (come 50 Hz - 60 Hz), l'amperaggio di ingresso .... Puoi anche dirlo quanto paghi per l'elettricità (per KWh), ad esempio $ 0,13, e calcolerà quanto ti costa caricare quel telefono al giorno, alla settimana, al mese, all'anno. Sono dispositivi davvero utili. Ne ho 2 e li uso molto. I miei sono solo per circa 100-130 V. Penso che abbiano anche una versione da 200-260 V anche per l'estero.

— David
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Questa è in realtà una buona idea, non solo perché mostra ciò che sta realmente accadendo in un determinato caso (rispetto alle stime basate su ipotesi), ma anche perché mostra cosa sta succedendo nel corso della carica. Un tale misuratore non sarà perfettamente preciso, ma rivela una sorprendente quantità di informazioni. È anche molto utile per scoprire quando un cavo senza fili di segnale sta causando la ricarica di un dispositivo solo a una velocità specifica USB di 2,5 watt e non alla velocità più elevata supportata dalla maggior parte delle combinazioni caricatore / telefono quando il telefono ha riconosciuto che è stato inserito qualcosa di meglio .

— Chris Stratton,

@Chris Stratton - per ottenere una lettura della potenza più accurata, poiché pochi watt è piuttosto basso, sarebbe come inserire un carico noto (come una lampadina da 40 watt) come parte di un carico combinato. Quindi se il caricabatterie dice 3 watt, dovrebbe leggere 43 watt in totale e basta sottrarre i 40 che sai provengono dalla lampadina. Inoltre, ripristinando il contatore e caricando per alcune ore, è possibile ottenere un tasso di addebito medio abbastanza accurato. Ad esempio, "appiattisci" la batteria dello smartphone fino allo 0%, reimposta i contatori sul Kill-A-Watt su 0, quindi controlla i contatori quando lo smartphone è carico al 100%.

— David,

Scusate, sono un anno e 8 mesi "in ritardo" per rispondere a questa domanda, ma ehi, meglio tardi che mai.

— David,

Non sono sicuro di essere d'accordo con l'idea della lampadina in quanto il suo consumo potrebbe non essere stabile, inoltre sconfiggerebbe qualsiasi tipo di comportamento di auto-range (se un misuratore si rivelasse tale). In genere, è consigliabile evitare di scaricare la batteria del telefono, a meno che non sia necessario sbloccare il software di rilevamento della carica.

— Chris Stratton,

Usavo il misuratore Kill-A-Watt per caricare le batterie del mio carrello da golf. È stato divertente vederlo partire a circa 1000 watt (era un caricabatterie da 36 V 25 A), quindi si è lentamente abbassato. Verso la fine c'è stato un breve picco, ma ho chiesto al produttore del caricabatterie e hanno detto che è normale per quel caricabatterie (era un tipo di algoritmo di carica proprietario). Quindi puoi fondamentalmente approssimare l'amperaggio di carica usando il wattmetro economico ($ 20 o giù di lì), invece di dover acquistare un clampmetro DC molto più costoso.

— David,