¿Por qué el consumo de energía a veces se da en mA y no en unidades de vatios?

¿Por qué el consumo de energía a veces se da en mA y no en unidades de vatios? Por ejemplo, considere la siguiente declaración:

"Un dispositivo USB especifica su consumo de energía expresado en unidades de 2 mA en el descriptor de configuración".

También he visto esto en algunas hojas de datos e inicialmente pensé que eran errores tipográficos.

La mayoría de los sistemas electrónicos utilizan un voltaje fijo y, por lo tanto, puede determinar la potencia en función de la corriente. Esto también puede aparecer en sistemas que usan reguladores lineales en los que su corriente permanece igual independientemente del voltaje que aplique (dentro de un cierto rango, por supuesto). Para estos sistemas, tiene mucho más sentido dar una clasificación actual, ya que la potencia en vatios cambiará en función del voltaje que se le aplique.

También muchas veces es la corriente el factor limitante debido a cosas como el ancho de rastreo / cable y no necesariamente la potencia que se consume.

USB es un ejemplo de este límite. La especificación USB limita la corriente utilizada por los dispositivos alimentados por bus a un valor total por puerto. El límite es 500 mA para v2.0 y 900 mA para v3.0; ver http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus#Power

Un multímetro simple puede medir amperios o voltios directamente. Los vatios deben calcularse a partir de dos mediciones, y como la mayoría de los medidores no hacen el cálculo por usted, tendría que hacerlo a mano. (Tenga en cuenta que los medidores digitales no existieron durante muchas décadas de historia de la ingeniería). Hablar en amperios evita que el ingeniero tenga que realizar estos cálculos durante todo el día y acelera considerablemente el trabajo.

Como el voltaje se fija en muchas aplicaciones (en cualquier lugar donde haya un regulador de voltaje, por ejemplo, un riel de alimentación), se puede transmitir esencialmente la misma información hablando en amperios en lugar de vatios. Para aquellos interesados ​​en la potencia real, el cálculo es trivial (aunque ligeramente inexacto si el voltaje está operando un porcentaje pequeño del valor nominal).

Mantener más información visible permite una visión más profunda. En general, los circuitos están controlados por voltaje o corriente, o al menos es más fácil pensar en los detalles de esa manera. Esas mediciones están más cerca de lo que sucede con los electrones, mientras que los vatios miden la tasa de transferencia de energía y tienden a ser más un descriptor del calor que se está disipando. Por ejemplo, si está tratando de evitar que un condensador se queme, le interesarían cosas como el voltaje máximo, la corriente de entrada, la corriente de ondulación, etc., consideradas como porcentaje del máximo permitido (menos reducción). Hace una gran diferencia si su 1 vatio es 1 voltio x 1 amperio o 1kV x 1mA, especialmente en una escala de tiempo pequeña donde viven las condiciones de contorno.

Donde tiene más sentido hablar en vatios es donde tiene una reserva limitada de energía que no funciona como una fuente de voltaje fijo, y desea saber cuánto tiempo podrá suministrar energía a una velocidad determinada hasta que esté vacía , por ejemplo, en la estimación del tiempo de funcionamiento de la batería. Un sistema de enfriamiento puede preocuparse por los vatios como una comparación entre qué tan rápido se genera y disipa el calor, como el impulsor de la temperatura.

No hay buena razón En general, mA no es suficiente. Pero dado que el USB es de 5 V, puede obtener vatios de mA. Como señaló @Kellenjb, muchos chips tienen (aproximadamente) voltajes fijos, esto también se aplica a ellos.

El consumo de corriente se da en A y el consumo de energía en W. Como se mencionó, si conoce el voltaje de funcionamiento del componente, la conversión es trivial (P = IV)

En muchos casos, la mejor descripción de la electricidad consumida por un dispositivo sería una combinación de siemens (A / V o 1 / Ω), amperios y vatios. Un dispositivo cuyo consumo es un siemens consumiría un amperio a un voltio, o diez amperios a diez voltios. Un dispositivo cuyo consumo es de un amperio consumiría un amperio a cualquier voltaje. Un dispositivo cuyo consumo es de un vatio consumiría un amplificador a un voltio, o 1/10 amp a diez voltios.

Nunca he visto el consumo de electricidad descrito en términos de siemens, aunque para muchos dispositivos cuyo consumo de corriente aumenta con el voltaje, parecería apropiado.