Adaptador de CA: potencia de entrada frente a potencia de salida

Cuando miro, digamos un adaptador de CA para iPad, la clasificación de entrada/salida del cargador indica:

Input: 100-240V 0.45A (AC)
Output: 5.1V 2.1A (DC)

Sé que las clasificaciones de entrada y salida son máximas. El voltaje AC en mi país es de 230V. Mediante un simple cálculo, puedo deducir lo siguiente (corríjanme si me equivoco):

Input power: 103.5W
Output Power: 10.71W

Ahora, mi pregunta es esta: ¿cuál es la verdadera potencia extraída del enchufe de pared? ¿Es 103.5W o 10.71W? Si es de 103,5 W, ¿supongo que el adaptador de iPad tiene una eficiencia del 10 %?

Skaty, ten en cuenta que el voltaje y la corriente van de la mano. P=V*I Duplica el voltaje y puedes reducir a la mitad la corriente, manteniendo la misma potencia. El adaptador tirará menos corriente a 230v que a 120v. Eso es antes de entrar en el sorteo y la eficiencia reales y todo lo demás que se respondió a continuación.
Elegí esa respuesta, aunque es irrelevante para mi pregunta, ya que explica por qué las clasificaciones de entrada y salida en un adaptador son tales. @Transeúnte Lo sé. Supongamos 100 V y 0,45 A (según las clasificaciones), ¿por qué son 45 W? ¿Adónde se ha ido el 30W++? Sé que la CA no es un consumo de energía constante, suponiendo que la corriente sea máxima, según los valores RMS, 0.31A y 100V (ya que los enchufes de pared son valores RMS), son 31W, que está lejos de los 10.71W que se emiten. Andy lo respondió a fondo, aunque no lo responde directamente.
Esta bien. Puede elegir la respuesta que desee aceptar si cree que responde a su pregunta. EE.SE se trata de compartir conocimientos, no de acumular puntos :D Mi comentario en mayúsculas es para las personas que votaron para cerrar su pregunta simplemente porque su pregunta mencionaba un ipad. Usted hace una pregunta válida de ingeniería eléctrica.
@Passerby Oh, no me di cuenta de eso. Dije cargador de iPad ya que eso es lo que tenía a mi lado. Puede ser cualquier cosa y mi principal preocupación no es el cargador del iPad sino un proyecto que me gustaría implementar, involucrando varios adaptadores.
Exactamente. Ese es mi punto. Pero algunas personas en este sitio votarán para cerrar cualquier pregunta con la más mínima mención de un producto de consumo. Realmente frustrante.
No puedo contar la cantidad de veces que encontré una pregunta muy válida y bien formulada, un primer y mejor clasificado en Google, de hecho, la única coincidencia en Internet con el potencial de tener respuestas muy necesarias y valiosas. ... solo para descubrir que la pregunta estaba cerrada por alguna razón estúpida. En serio, estos votantes deberían mudarse a otro planeta si me preguntas. Que la gente sea libre.

Respuestas (3)

Sin duda el cargador que tienes es un regulador de conmutación. Digo esto porque eso es lo que parecen ser todos los cargadores modernos y el rango de voltaje de entrada es lo suficientemente amplio como para que esta suposición sea válida. No es un cargador grande: una salida de aproximadamente 10 vatios significa que es pequeño en mi libro y lo más probable es que se base en lo siguiente:

  • El voltaje de CA sin procesar se rectifica a CC (el pico será de aproximadamente 338 V CC en una entrada de 240 V CA y de aproximadamente 140 V CC en una entrada de 100 V CA)
  • Esto se suaviza con un condensador, probablemente en la región de 220 uF (clasificado a 450 V)
  • Un circuito de conmutación convertirá este alto voltaje de CC a 5,1 V CC.

Como experimento mental, si conectó la entrada de CA del cargador a un suministro de 140 V CC y la salida del cargador a una resistencia de carga que tomó 2,1 Acc (carga de 10,71 vatios) y supuso que la eficiencia de conversión de energía en el cargador era del 80 %, usted esperaría ver alrededor de 14 vatios tomados del suministro de CC de entrada de 140V. Esto significa una corriente de alrededor de 100mA.

Potencia de entrada = 140 Vcc x 0,1 Adc = 14 vatios

Potencia de salida = 5,1 Vcc x 2,1 Adc = 10,7 vatios

Entonces, cuando lo conecta a un suministro de CA de 100 V CA RMS, ¿por qué podría fluir una corriente de 0,45 A? Para comprender esto, debe reconocer que la corriente de entrada de CA de este dispositivo (medida a través de un amperímetro de medición RMS) no es representativa de la potencia real en el dispositivo. A diferencia de los circuitos de CC (donde sería representativo de la potencia real), los circuitos de CA como este pueden generar corrientes muy no lineales (no sinusoidales) cuyo valor RMS podría ser bastante alto en comparación con la corriente "útil".

Esto significa que no puede suponer que la potencia de entrada en el dispositivo es Vac x Iac. El dispositivo tiene (muy probablemente) un puente rectificador y un condensador de suavizado y la corriente consumida será casi como un pico de unos pocos milisegundos cada 10 ms (suministro de 50 Hz). Esto, sin hacer los cálculos, podría significar que la corriente RMS de entrada es el doble de la corriente "útil": -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Esto tomaría su corriente de entrada "útil" y necesaria de 100 mA a 200 mA, un poco más cerca de los 450 mA indicados.

También hay que tener en cuenta la corriente de entrada: la clasificación del fabricante de 0,45 A puede incluir alguna medida de corriente de entrada en esta cifra, pero en realidad no lo sabemos.

Recuerde también que la clasificación será más válida cuando el voltaje de CA de entrada sea de 100 VCA y no cuando el voltaje sea mucho más alto (según su cálculo).

Buena explicación sobre el pico en un rectificador de CA a CC que está causando la corriente de 0,45 A. Entonces, por lo que puedo inferir, la potencia consumida solo se basaría en la eficiencia nominal (según las pautas), ¿verdad?
El RMS de la corriente es probablemente de aproximadamente 200 mA con el voltaje de CA de entrada nominal más bajo. El pico podría ser fácilmente superior a 1A, pero es de corta duración. El consumo de energía se basará en una eficiencia de alrededor del 80%.

Como han explicado otros, las marcas de voltaje y corriente de entrada y salida en el suministro tienen poco o nada que ver con la eficiencia. Sin embargo, si desea conocer la eficiencia, normalmente hay una marca que es relevante.

Si observa detenidamente el adaptador de iPad, debería ver un número romano (el mío está al lado de la marca CE y es una 'V' o el equivalente a 5 en números arábigos). Ese es un código para la calificación de eficiencia Energy Star Versión 2.0 Nivel 5.

(foto modificada de la página web de Apple )ingrese la descripción de la imagen aquí

Como suministro de 10 W (valor nominal en la etiqueta), tiene una eficiencia mínima garantizada de 0.0626 ⋅ yo norte ( 10 ) + 0.662 o 80,6%, donde ln(10) es el logaritmo natural de la clasificación de la etiqueta en vatios.

Como era de esperar de Apple, esa es una calificación de eficiencia muy buena y supera el mínimo obligatorio en lugares como California, donde se impone uno.

Gracias por el consejo, estaba buscando un indicador de eficiencia. :)
¡Buen hallazgo! Nunca supe eso
Se agregó una calculadora para aplicar la fórmula correcta a los estándares más nuevos.

Mientras que el valor de salida es la salida continua nominal real, el valor de entrada es el valor de conexión o el valor del fusible , es decir, puede conectar 20 de estos dispositivos simultáneamente a un tomacorriente de pared de 2000 W o, cuando (significativamente) fluya más corriente. por ejemplo, debido a una falla eléctrica dentro del dispositivo, el fusible se disparará. No tiene nada que ver con la eficiencia; esto rara vez se nota o incluso se prueba. El valor de la conexión de CA es solo un requisito de seguridad.

¿Qué quiere decir con conectar 20 de estos dispositivos simultáneamente a un tomacorriente de pared de 2000 W ?
@Skaty: En la mayor parte del mundo, los tomacorrientes de pared tienen una capacidad continua garantizada. Aquí es 16A a 230V. Tradicionalmente, la mayoría de los dispositivos alimentados por CA tienen una clasificación de conexión, es decir, la potencia que están clasificados para usar. Esto se utiliza para dar al usuario final una cifra orientativa de cuántos dispositivos puede conectar a ese tomacorriente. Entonces, si tiene un tomacorriente capaz de entregar 2000 W y sus dispositivos individuales tienen un valor de conexión de 100 W, puede conectar con seguridad un máximo de 20.
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