Calcule la factura eléctrica de un cargador de teléfono (¿entrada o salida del adaptador de CA?)

Esos números le indican la corriente que puede proporcionar el suministro, no cuánto necesita su teléfono. Su teléfono solo consumirá la cantidad para la que está diseñado, por lo que no sabe cuánta energía proviene de la red eléctrica. Entonces, son correctos. No puede obtener nada significativo del texto del adaptador en sí.

Hay dos formas de obtener esta cifra. Puede medir la corriente que ingresa al adaptador o puede medir la corriente que ingresa a su teléfono. Esto último significa que también necesita conocer la eficiencia del adaptador, ya que hay alguna pérdida en el adaptador cuando convierte el voltaje de la red a 5 V. Podría estimarlo potencialmente a partir de la entrada de corriente de la red (0,3 A), pero eso no es así. diga a qué voltaje o frecuencia está.

Adición de cálculos para el segundo método Bien, probablemente su teléfono esté cargado a través de USB, que solía estar limitado a 500 mA. Además, ese 1,55 A es el máximo que puede proporcionar el suministro, no desea tener eso todo el tiempo. Entonces, supongamos (crudamente) que$I = 500\ \mathrm{mA}$. El poder de su teléfono es$P_{out} = IV = 0.5 \times 5 = 2.5\ W$. Entonces, supongamos que el adaptador es 80% eficiente, entonces$P_{in} = \frac{P_{out}}{0.80} = 3\ W$. La multiplicas por el tiempo que tarda en cargarse por completo, y ya está.

Tienen razón en que pagas por la entrada. Ahora la pregunta es: "¿Cómo calculo la entrada cuando solo conozco la salida?"

Necesitamos un dato más: la eficiencia de la fuente de alimentación. Para este tipo de dispositivo debería ser alrededor del 85%.

donde Eff es la eficiencia.

Puedes reescribir esto como

A partir de esto, puede calcular sus vatios y multiplicarlo por sus horas de uso por año. Tenga en cuenta que su resultado será alto porque el cargador disminuirá la corriente a medida que la batería se cargue y finalmente se reducirá a un goteo.

Sí, son correctos, debe considerar la eficiencia del suministro. Además, la placa de identificación no necesariamente reflejará lo que sucede debajo del capó, por así decirlo. El teléfono consumirá una gran cantidad de corriente mientras se carga y el adaptador desperdiciará una cierta cantidad al obtener esa energía del enchufe de red. Cuando finalice la carga, la corriente caerá, pero no a cero, ya que la mayoría de los teléfonos seguirán funcionando desde el adaptador mientras están enchufados, dejando la batería al 100 %. Finalmente, cuando desenchufas el teléfono pero dejas el adaptador en la pared, la fuente de alimentación desperdiciará energía simplemente sentada allí (la eficiencia cae a cero ya que no hay corriente de salida útil).

La eficiencia mínima (activa) de ese suministro de Nivel V es 0,0750 * ln(5V*1,55A) + 0,561 = 71,4%. Suponiendo que su suministro requiera corriente completa durante 2,5 horas para cargarlo, no utilizará más de 5 * 1,55/0,714 = 10,8 W durante 2,5 horas o 0,027 kWh.

Después de cargar la batería, bajará considerablemente. Con el teléfono desenchufado, el consumo no será superior a 0,3 W, por lo que si asumimos que el teléfono consume no más de 0,5 W con una eficiencia en el rango del 70 %, obtenemos un consumo de 1 W mientras el teléfono está allí después de haberlo cargado. Si lo dejas enchufado 24/7 el consumo total es inferior a 0,05kWh/día. Si su electricidad le cuesta $.15/kWh, le costará alrededor de 50 centavos al año mantener su teléfono cargado.

De hecho, el cargador seguramente será un poco mejor que el mínimo requerido, así que probablemente algo menos. Además, nunca se descargará si lo dejas enchufado todo el tiempo.

Tenga en cuenta que el cargador puede usar una parte significativa del consumo total simplemente enchufado y en reposo sin un teléfono conectado. Este "poder vampírico" se suma con millones de adaptadores así conectados, y los gobiernos han ido endureciendo las regulaciones sobre el consumo en reposo.

Esto es como clavar gelatina en una pared.

En primer lugar, el teléfono celular en sí no tendrá un consumo constante del lado USB. Obviamente, se reducirá a casi cero cuando esté completamente cargada, pero también variará durante la carga según la curva de carga de la batería y otras cargas del teléfono (p. ej., uso enchufado).

En segundo lugar, el cargador no es 100 % eficiente, e incluso esa eficiencia no es lineal.

La cifra de 0.3A es la clasificación de la placa de identificación y es inútil. Su propósito es decirle a los electricistas cuánta energía suministrar para el dispositivo; es decir, si ella está cableando una fábrica de teléfonos celulares o una tienda de teléfonos celulares, ¿pueden cablear todos los quioscos con un circuito de 20 A o necesitarán 3? para aprobar el artículo. En su cargador, la diferencia entre la entrada y la salida nominales es de 28 vatios, eso no puede ser real, ¡algo tan pequeño se calentaría demasiado!

Volviendo al clavado de gelatina, estimaría la calificación del cargador del teléfono (típicamente 5w) y luego la duplicaría para tener en cuenta la ineficiencia (10W), para el tiempo de ejecución de la recarga (por ejemplo, 2 horas). Vatios x horas = vatios-hora. Divida por 1000 para kilovatios hora.

Los estadounidenses pagan típicamente de 10 a 20 centavos por kilovatio-hora de energía.

Si paga 12 centavos por kwh de energía, 1 vatio continuo las 24 horas del día, los 7 días de la semana cuesta $1 al año.

** El factor de potencia es la relación entre la potencia que realmente usa (seleccionando partes de la onda sinusoidal de CA) y lo que debe transportar el transformador/cableado para suministrar toda la onda sinusoidal de CA. Por ejemplo, si usa un rectificador de media onda, su FP es del 50%.

Supuestos: 120V, 2 h para cargar, 12¢/kWh

P = VI = 120 V × 0,3 A = 36 W

Energía = P t = 0,036kW × 2h = 0,072 kWh

Costo = Energía × Costo/Energía = 0,072 kWh × $0,12/kWh = $0,00864

O 0.864 de un centavo. Deberías poder seguir esto.

Existe otra forma, potencialmente más precisa, de estimar el costo de una carga telefónica. La idea se basa en la capacidad de la batería del teléfono. Digamos que tienes un viejo teléfono Samsung S4. Tiene una batería interna con una capacidad de 9,88 W*h, digamos 10Wh.

Dado que su medidor de potencia siempre está en el lado de CA externo, debe considerar la eficiencia de toda la cadena de suministro de energía. Tienes dos convertidores, uno es el adaptador de pared. Es un adaptador moderno y, por lo tanto, no debe tener menos del 80 % de eficiencia (es necesario consultar con los estándares). El segundo convertidor está dentro del circuito del cargador del teléfono, así que suponga el mismo 80 %. La batería también tiene algunas pérdidas durante el proceso de carga. Yo diría 95% de eficiencia.

Como resultado, la cantidad de energía de ENTRADA debe ser 10/0,95/0,8/0,8 = 16 W*h para una carga completa. Después de eso, el cargador consumirá energía insignificante.

Entonces, suponiendo que la tarifa de electricidad de EE. UU. sea de 10 centavos por kWh, el costo de un cargo único es de aproximadamente 16/1000 * 10 = 0,16 centavos.

Dada la declaración de Transistor, esta publicación ha sido editada en gran medida para su aclaración y la de otros.

Cargador Samsung Galaxy Alpha Network, Note Edge, (EP-TA50EWE). Datos técnicos del blanco: Entrada: 100-240 V a 0,3 A Salida: 5 V a 1550 mA Conector USB estándar

1 W = 1 j 7,5 W = 7,5 j

3600 segundos en 1 hora

entonces 7.5jx 3600 = 27kj/h

Potencia (vatios) = Energía (julios) / tiempo (en segundos)

Un gasto de energía de 1 Wh representa 3600 julios.

Entonces ahora tenemos 27kj por hora divididos por 3600segundos = 7.5Wh o 0.0075kWh

W y Wh son intercambiables.

Independientemente de los comentarios a continuación, aquí hay un poco de quisquilloso con respecto a kW y KW, estoy seguro de que la gente entiende lo que se quiere decir y no se habla de la temperatura.

Eso terminó, solo para explicar algunos puntos con mi publicación anterior para aquellos que lo vieron.

Las fuentes de alimentación diseñadas para la Unión Europea y los EE. UU. tienen tolerancias estrictas que deben cumplir, sin embargo, eso no significa que todas las fuentes de alimentación fabricadas fuera de esas áreas cumplirán con esas regulaciones. Algunas fuentes de alimentación de baja corriente tienen rectificación de media onda y dependen de un circuito sintonizado a la frecuencia de la red para proporcionar 5 V @ XmA para usar en circuitos de baja potencia. Consulte http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00954A.pdf

Sin embargo, ayer desarmé un cargador Samsung para encontrar un circuito regulador de interruptor. Se dice que la eficiencia de estos está entre 75% - 90% + cualquier pérdida dentro del circuito. Una vez más, estas pérdidas son tan pequeñas que realmente no vale la pena mencionarlas, a menos que desee información precisa, que simplemente no vale la pena en la vida cotidiana o es un circuito acumulativo donde la suma de las pérdidas es importante. Tiendo a ver los suministros del regulador de conmutación como dispositivos de corriente más baja, solo para diferenciar entre el regulador de modo conmutado y la fuente de alimentación de modo conmutado (múltiples voltajes y corrientes más altas), aunque estrictamente hablando, encontrará un regulador de modo conmutado en el corazón de un modo conmutado PSU. Esto se deriva de una nomenclatura de trabajo donde quiero un SMPS no significa que quiero un regulador conmutado.

Hay una serie de factores aquí con respecto a la carga y la eficiencia. para este último solo necesita una cifra aproximada y es mejor tomar el peor de los casos (y el cálculo más fácil) del 75% para calcular la pérdida de energía.

Entonces, si quisiéramos, podríamos decir que el W real utilizado sería un 25% más que el indicado para la potencia de salida, que sería de aproximadamente 9.375 W o si desea pasar por el galimatías de calcular Wh para encontrar lo que significa el lo mismo adelante.

Podría continuar con la carga de baterías y las curvas características de cada uno de los dispositivos utilizados, sin embargo, todo lo que quería era una cifra aproximada y una forma de llegar a ella :)

Dicho esto, he visto a otros decir cosas que necesitan modificarse un poco. Cuando se carga una batería descargada, dado el voltaje indicado, querrá absorber corriente a su máximo de 3 A, sin embargo, como la fuente de alimentación no puede proporcionar esto, alcanzará los límites de la corriente de suministro y el % de eficiencia puede caer tan bajo como 50% / A medida que la corriente aumenta por encima del valor indicado, la eficiencia de un regulador conmutado disminuye. Sin embargo, muchas PSU de modo conmutado tienen un límite de corriente plegable para detener esto, a diferencia de estos pequeños suministros de regulador conmutado. Lo que sucederá aquí, si no se limita, es que hasta que la batería tenga suficiente energía para equilibrarse en las cifras dadas, la tasa de carga será lenta y la energía consumida será alta. A medida que aumentan los niveles de energía de la batería, se aplicarán las cifras indicadas y aumentará la eficiencia, eso es hasta que se requiere una corriente de carga baja y nuevamente la eficiencia disminuirá. La mayoría de las baterías de los teléfonos celulares tienen administración de batería, por lo que pueden apagarse y limitar la corriente suministrada para cada una de estas condiciones. Si lo hacen o no, depende únicamente del fabricante/equipo de diseño. Los cargadores rápidos funcionan según el principio de que la temperatura de una batería se usa para regular la carga aplicada, por lo tanto, golpear una batería con una gran corriente la cargará rápidamente pero la temperatura aumenta al mismo tiempo. A una temperatura dada, la corriente se apaga y la batería se deja enfriar por debajo de un límite establecido, antes de que se vuelva a aplicar la corriente de carga. Hacerlo de esta manera debería mostrarle que calcular la energía utilizada no es simple, sin embargo, la carga rápida nunca es muy buena cuando se usa con regularidad, ya que el material de la batería se degenerará más rápido.