Quanta energia um carregador de telefone celular realmente usa?

Eu estava tentando descobrir quanta energia eu realmente uso quando carrego meu telefone. Aqui estão as especificações do meu carregador:

Entrada: 100/240 V, 50–60 Hz, 0,15 A
Saída: 5 V, 0,7 A

Ouvi dizer que, para calcular isso, você precisa prestar atenção na entrada.

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

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

Carrego meu telefone por no máximo 4 horas por dia. Nesse caso, eu uso 144 watts-hora por dia e 51840 Wh por ano, ou 51,84 kWh. E isso parece muito, considerando que todos os artigos que li sobre o consumo de energia dos carregadores afirmaram que usavam cerca de 2 kWh por ano. Sei que carrego muito meu telefone (eu realmente preciso de uma bateria nova), mas ele ainda não se encaixa. Meus cálculos estão errados? E se forem, qual é o número correto?

batteries electricity

— user184968
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Os números de entrada são os máximos. Então 0.15A estaria em ~ 100V, e menos da metade disso em 240V (estimativa). aproximadamente, se a saída for 5V ~ 0.7A, produz 3.5W. Se você assume uma eficiência de 50%, são 7W na entrada. Em 100V, são 0,07A e 0,03A em 240V. Além disso, o telefone não consome 0,7A a 5V o tempo todo em que está sendo carregado, portanto, na prática, o consumo de energia é muito menor.

— Wesley Lee #

@WesleyLee Você deve expandir isso para uma resposta.

— Russell Borogove

Como uma verificação rápida da sanidade, qualquer energia que o carregador realmente use - que não passa para o telefone - acabaria como calor. Coloque a mão nele, talvez você sinta um pouco quente com um telefone conectado e carregando; morto legal de outra forma. Se realmente levasse 36W (não Wh), seria quase tão quente quanto uma lâmpada de 40W. Dica profissional: NÃO coloque a mão em uma lâmpada de 40W!

— 9788 Brian Drummond #

Sim, esse foi outro motivo pelo qual fiquei cético em relação aos meus cálculos (além da quase total falta de conhecimento sobre esse tópico). Coloquei minha mão em uma lâmpada de 30 W que funciona há horas por acidente (não foi uma experiência agradável, com certeza), então posso definitivamente dizer que um carregador nunca fica tão quente, nem mesmo quando está conectado por toda a noite.

— user184968

Além do erro de unidade, uma vez que Wh não é W, essa classificação na placa de identificação é uma “mentira” calculada para o governo / agência externa que a certifica. Você arredonda a corrente para cima e adiciona IVA sobre ela, pois não há multa por muito alto, enquanto você não pode ultrapassar a corrente nominal.

— winny

Respostas:

Os números de entrada são um cenário máximo ou pior, que o fabricante deseja que você leve em consideração; eles não refletem o consumo de energia em 100% do tempo. Pode ser, por exemplo, alguma corrente de surto ao conectá-lo pela primeira vez devido ao carregamento dos capacitores ou apenas uma margem enorme.

Além disso, a corrente de entrada média em 100V seria mais do que o dobro da quando conectada a 240V.

Vamos fazer os cálculos reversos, da saída à entrada:

5V e 0.7A fornecem saída de 3.5W. Se você assume uma eficiência de 50%, são 7W na entrada.

Em 100V, são 0,07A e 0,03A em 240V. (Muito menos que 0.15A)

Além disso, o telefone não consome 0,7A a 5V o tempo todo em que está sendo carregado, portanto, na prática, o consumo de energia é muito menor.

Eficiência da fonte de alimentação:

Este artigo interessante de 2012 testa uma dúzia de carregadores, de marcas a falsificados, e a eficiência varia de 60 a 80% (nota: "vampiro" indica o consumo de energia sem carga):

Uma maneira de estimar o uso de energia do carregamento do telefone seria:

1 - Calcule quanto carrega o telefone. Digamos que a bateria de 2000mAh 3.7V, então ~ 8Wh

2 - Digamos que você carregue totalmente o telefone todos os dias.

3 - Vamos supor que o circuito do carregador do seu telefone tenha 80% de eficiência e o USB PSU 60%. Portanto, carregar o telefone desperdiça 50% da energia.

São 16Wh por dia. ~ 6kWh por ano. Isso não leva em consideração o consumo de energia do carregador quando o telefone não está conectado, mas por outro lado, assumi números muito ruins para o restante dos pontos.

Este artigo de 2013 da Forbes usa 5,45Wh como energia da bateria, não leva em conta as perdas de energia e chega a um resultado de 2kWh.

Curva de carregamento da bateria:

Você pode ver no gráfico abaixo que o consumo máximo de corrente cai drasticamente após as primeiras horas de carga. Assim, mesmo os números de 0,07A e 0,03A são os máximos por um breve período.

— Wesley Lee
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Obrigado pela resposta! Isso esclarece bastante, pensei que os números de entrada representassem o quanto isso atrai o tempo todo em que está sendo cobrado.

— user184968

@ user184968 - Fico feliz em ajudar! Eu estava curioso com os números. Acabei de adicionar um gráfico que mostra o consumo atual durante o carregamento da bateria com base em Li, que mostra com que rapidez a corrente muda após a primeira hora de carregamento.

— Wesley Lee

Por que não é necessário extrair todos os 240 V (ou quanto a corrente CA está naquele país) para converter CA em CC no transformador (que é basicamente o que um carregador faz)? Sinto muito por todas essas perguntas idiotas, mas realmente não entendo esse processo.

— user184968

@ user184968 - se você conectá-lo a um sistema de 240V, ele funcionará a 240V, mas consumirá menos corrente em média: a mesma energia em uma tensão mais alta consumirá menos corrente. Se você conectá-lo a 120V, ele consumirá o dobro da corrente em média.

— Wesley Lee

Acho que estou começando a entender. Portanto, porque consome menos corrente, a quantidade de energia que consome também diminui. Obrigado novamente por explicar.

— user184968

A classificação de entrada nos dispositivos conectados à rede não existe para avaliar os custos de energia, mas para dimensionar a fiação (fiação da casa e acessórios, como réguas de energia, temporizadores de plug-in e cabos de extensão). No seu caso, evite conectar mais de cem desses carregadores especificados em uma corrente de entrada de 0,15A a um circuito (de outra forma descarregado) que esteja fundido a 15 Amperes. Espera-se que o fabricante, por códigos elétricos de vários países, coloque essa classificação em qualquer dispositivo - a única coisa que deve garantir é que o dispositivo, quando intacto, não exceda a corrente de entrada (provavelmente as correntes de irrupção, mas uso não descontínuo, por exemplo, de um dispositivo controlado por termostato).

— rackandboneman
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Basta pegar um medidor de Kill-A-Watt e verificá-lo. Provavelmente começa no lado mais alto e depois diminui em potência. Meu palpite é que ele iria começar com cerca de 10 watts e diminuir para cerca de 5 watts, independentemente da tensão de entrada (em qualquer lugar de 100V a 240V). Os medidores Kill-A Watt não apenas mostram a potência em tempo real, mas também a tensão da linha, fator de potência, frequência (como 50 Hz - 60 Hz), amperagem de entrada .... Você também pode dizer quanto paga pela eletricidade (por KWh), como US $ 0,13, e calculará quanto custa cobrar esse telefone por dia, semana, mês, ano. Eles são dispositivos realmente úteis. Eu tenho 2 deles e os uso muito. Os meus são apenas para cerca de 100-130V. Eu acho que eles também têm uma versão 200-260V também para o exterior.

— David
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Essa é, na verdade, uma idéia bastante boa, não apenas porque mostra o que realmente está acontecendo em um determinado caso (vs. estimativas de estimativa com base em suposições), mas também porque mostra o que está acontecendo ao longo do processo. Esse medidor não será perfeitamente preciso, mas revela uma quantidade surpreendente de informações. Também é muito útil para descobrir quando um cabo sem fios de sinal está fazendo com que o dispositivo carregue apenas na taxa de especificação USB de 2,5 watts e não na taxa mais rápida que a maioria das combinações de carregador / telefone suporta quando o telefone reconhece que ele está conectado a algo melhor .

— Chris Stratton

@ Chris Stratton - para obter uma leitura de potência mais precisa, já que alguns watts são bastante baixos, seria colocar uma carga conhecida (como uma lâmpada de 40 watts) como parte de uma carga combinada. Então, se o carregador digitar 3 watts, ele deve ler 43 watts no total e você apenas subtrai os 40 que sabe que são da lâmpada. Além disso, redefinindo o contador e cobrando por algumas horas, você pode obter uma taxa de cobrança média bastante precisa. Por exemplo, "achatar" a bateria do smartphone para 0%, redefinir os contadores no Kill-A-Watt para 0 e verificar os contadores quando o smartphone estiver 100% carregado.

— David

Desculpe, estou um ano e oito meses "atrasado" respondendo a isso, mas ei, antes tarde do que nunca dizem.

— David

Não tenho certeza se posso concordar com a idéia da lâmpada, pois seu consumo pode não ser estável; além disso, seria derrotado qualquer tipo de comportamento de variação automática (se um medidor tivesse esse valor). Geralmente, é melhor evitar carregar a bateria do telefone, a menos que seja necessário remover o software de rastreamento de carga.

— Chris Stratton

Eu costumava usar o medidor de Kill-A-Watt ao carregar as baterias do meu carrinho de golfe. Foi divertido vê-lo começar em cerca de 1000 watts (era um carregador de 36V 25A) e depois diminuir lentamente. No final, houve um breve pico, mas perguntei ao fabricante do carregador e eles disseram que é normal para esse carregador (era algum tipo de algoritmo de carga proprietário). Assim, você pode basicamente aproximar a amperagem da carga usando o wattímetro barato (mais ou menos US $ 20), em vez de ter que comprar um grampo DC muito mais caro.

— David