Por que o consumo de energia às vezes é dado em mA e não em unidades de Watts?

Por que o consumo de energia às vezes é dado em mA e não em unidades de Watts? Por exemplo, considere a seguinte declaração:

"Um dispositivo USB especifica seu consumo de energia expresso em unidades de 2 mA no descritor de configuração."

Também já vi isso em algumas planilhas de dados e, inicialmente, pensei que fossem erros de digitação.

A maioria dos sistemas eletrônicos usa uma tensão fixa e, portanto, você pode determinar a energia com base na corrente. Isso também pode surgir em sistemas que usam reguladores lineares nos quais sua corrente permanece a mesma, independentemente da tensão aplicada (dentro de um determinado intervalo, é claro). Para esses sistemas, faz muito mais sentido atribuir uma classificação atual, pois a potência em watts mudará com base na tensão aplicada a ele.

Também muitas vezes é a corrente que é o fator limitante, devido a coisas como largura de traço / fio e não necessariamente à energia que está sendo consumida.

USB é um exemplo desse limite. A especificação USB limita a corrente usada pelos dispositivos alimentados por barramento a um valor total por porta. O limite é de 500mA para v2.0 e 900mA para v3.0; consulte http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus#Power

Um multímetro simples pode medir amplificadores ou volts diretamente. Os watts devem ser calculados a partir de duas medições e, como a maioria dos medidores não faz o cálculo para você, isso teria que ser feito à mão. (Considere que os medidores digitais não existiam por muitas décadas na história da engenharia.) Falar em amperes evita que o engenheiro precise executar esses cálculos o dia inteiro e acelera consideravelmente o trabalho.

Como a tensão é fixa em muitas aplicações (em qualquer lugar onde exista um regulador de tensão, por exemplo, trilho de força), essencialmente as mesmas informações podem ser transmitidas falando em amplificadores em vez de watts. Para os interessados ​​na potência real, o cálculo é trivial (embora ligeiramente impreciso se a tensão estiver operando com uma porcentagem de desconto no valor nominal).

Manter mais informações visíveis permite uma visão mais profunda. Em geral, os circuitos são controlados por tensão ou corrente, ou pelo menos é mais fácil pensar nos detalhes dessa maneira. Essas medições estão mais próximas do que está acontecendo com os elétrons, enquanto os watts medem a taxa de transferência de energia e tendem a ser mais um descritor do calor que está sendo dissipado. Por exemplo, se você está tentando impedir que um capacitor se queime, você se preocupa com coisas como tensão de pico, corrente de irrupção, corrente de ondulação etc., consideradas como porcentagem do máximo permitido (menos desclassificação). Faz uma grande diferença se o seu 1 watt é 1 volt x 1 amp ou 1kV x 1mA, especialmente em uma pequena escala de tempo em que vivem as condições de contorno.

Onde faz mais sentido falar em watts é onde você tem um estoque limitado de energia que não funciona como uma fonte de tensão fixa e deseja saber quanto tempo será capaz de fornecer energia a uma determinada taxa até ficar vazio , por exemplo, na estimativa do tempo de execução da bateria. Um sistema de refrigeração pode se preocupar com watts como uma comparação entre a rapidez com que o calor está sendo gerado e dissipado, como o fator determinante da temperatura.

Não há uma boa razão. Em geral, o mA não é suficiente. Mas, como o USB é de 5 V, você pode obter Watts de mA. Como apontado por @Kellenjb, muitos chips têm (aproximadamente) tensões fixas, o que também se aplica a eles.

O consumo de corrente é dado em A e o consumo de energia é dado em W. Como mencionado, se você conhece a tensão operacional do componente, a conversão é trivial (P = IV)

Em muitos casos, a melhor descrição da eletricidade consumida por um dispositivo seria uma combinação de siemens (A / V ou 1 / Ω), amperes e watts. Um dispositivo cujo consumo é um siemens consumiria um amplificador a um volt ou dez amperes a dez volts. Um dispositivo cujo consumo é de um ampere consumiria um amplificador em qualquer voltagem. Um dispositivo cujo consumo é de um watt consumiria um amplificador a um volt ou 1/10 a dez volts.

Nunca vi o consumo de eletricidade descrito em termos de siemens, embora para muitos dispositivos cujo consumo de corrente aumente com a tensão, isso pareça apropriado.