¿Cuánta energía usa realmente un cargador de teléfono celular?

Estaba tratando de calcular cuánta energía realmente uso cuando estoy cargando mi teléfono. Aquí están las especificaciones de mi cargador:

Entrada: 100/240 V, 50–60 Hz, 0.15 A
Salida: 5 V, 0.7 A

He escuchado que para calcular esto, debe prestar atención a la entrada.

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

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

Cargo mi teléfono durante 4 horas al día como máximo. En ese caso, uso 144 vatios-hora al día, y 51840 Wh al año, o 51.84 kWh. Y eso parece muchísimo, teniendo en cuenta que todos los artículos que he leído sobre el consumo de energía de los cargadores afirman que usan alrededor de 2 kWh al año. Sé que cargo demasiado mi teléfono (realmente necesito una batería nueva), pero todavía no funciona. ¿Están mal mis cálculos? Y si lo son, ¿cuál es el número correcto?

batteries electricity

— usuario184968
fuente

Los números de entrada son los máximos. Entonces 0.15A estaría a ~ 100V, y menos de la mitad de eso a 240V (estadio). aproximadamente, si la salida es de 5V ~ 0.7A, genera 3.5W. Si supone una eficiencia del 50%, eso es 7W en la entrada. A 100V, eso es 0.07A y 0.03A a 240V. Además, su teléfono no consume 0.7A a 5V todo el tiempo que se está cargando, por lo que en la práctica el consumo de energía es mucho menor.

— Wesley Lee

@WesleyLee Debería ampliar eso en una respuesta.

— Russell Borogove

Como una verificación rápida de la cordura, cualquier energía que el cargador realmente use, que no pasa al teléfono, terminaría en calor. Ponga su mano sobre él, puede sentirlo ligeramente cálido con un teléfono enchufado y cargando; muerto de lo contrario. Si realmente tomara 36W (no Wh), sería casi tan cálido como una bombilla de 40W. Consejo profesional: ¡NO pongas tu mano en una bombilla de 40W en funcionamiento!

— Brian Drummond el

Sí, esa fue otra razón por la que era escéptico sobre mis cálculos (además de mi casi total falta de conocimiento sobre este tema). He puesto mi mano en una bombilla de 30 W que ha estado funcionando durante horas por accidente (no fue una experiencia agradable, eso es seguro), por lo que definitivamente puedo decir que un cargador nunca se calienta tanto, ni siquiera cuando está enchufado por toda la noche.

— user184968

Además del error de la unidad, ya que Wh no es W, esa calificación en la placa de identificación es una "mentira" calculada para el gobierno / agencia externa que la certifica. Redondea la corriente hacia arriba y agrega el IVA sobre ella, ya que no hay penalización por demasiado alto, mientras que no puede superar la corriente nominal.

— winny

Respuestas:

Los números de entrada son un escenario máximo o peor de los casos que el fabricante quiere que tenga en cuenta, no reflejan el consumo de energía en el 100% del tiempo. Podría ser, por ejemplo, algo de sobrecorriente cuando se conecta por primera vez debido a la carga de condensadores, o simplemente un gran margen.

Además, la corriente de entrada promedio a 100V sería más del doble que cuando se conecta a 240V.

Hagamos los cálculos inversos, desde la salida hasta la entrada:

5V y 0.7A da salida de 3.5W. Si supone una eficiencia del 50%, eso es 7W en la entrada.

A 100V, eso es 0.07A y 0.03A a 240V. (Mucho menos de 0.15A)

Sumado a eso, su teléfono no consume 0.7A a 5V todo el tiempo que se está cargando, por lo que en la práctica, el consumo de energía es mucho menor.

Eficiencia de la fuente de alimentación:

Este interesante artículo de 2012 prueba una docena de cargadores, desde marcas hasta falsificaciones, y la eficiencia varía del 60 al 80% (nota: "vampiro" indica el consumo de energía sin carga):

Una forma de adivinar el uso de energía de la carga del teléfono sería:

1 - Calcule cuánto carga tiene su teléfono. Digamos 2000mAh 3.7V batería, entonces ~ 8Wh

2 - Digamos que cargas completamente tu teléfono todos los días.

3 - Supongamos que los circuitos del cargador en su teléfono tienen una eficiencia del 80% y la fuente de alimentación USB del 60%. Por lo tanto, cargar su teléfono desperdicia el 50% de la energía.

Eso es 16 Wh por día. ~ 6kWh por año. Esto no tiene en cuenta el consumo de energía del cargador cuando su teléfono no está enchufado, pero por otro lado asumí números bastante malos para el resto de los puntos.

Esta artículo de 2013 de Forbes utiliza 5,45 Wh como energía de la batería, no tiene en cuenta las pérdidas de energía y llega a un resultado de 2 kWh.

Curva de carga de la batería:

Puede ver en el gráfico a continuación que el consumo de corriente máximo cae drásticamente después de la (s) primera (s) hora (s) de carga. Entonces, incluso los números de 0.07A y 0.03A son los máximos por un breve tiempo.

— Wesley Lee
fuente

¡Gracias por la respuesta! Eso aclara mucho, pensé que los números de entrada representaban cuánto gasta todo el tiempo que se está cargando.

— user184968

@ user184968 - ¡Me alegra ayudar! Tenía curiosidad por los números yo mismo. Acabo de agregar un gráfico que muestra el consumo de corriente durante la carga de la batería basada en Li, muestra qué tan rápido cambia la corriente después de la primera hora más o menos de carga.

— Wesley Lee

¿Cómo es que no necesita extraer todos los 240 V (o cuánta corriente de CA hay en ese país) para convertir CA a CC en el transformador (que es básicamente lo que hace un cargador)? Lamento todas estas preguntas tontas, pero realmente no entiendo este proceso.

— user184968

@ user184968: si lo conecta a un sistema de 240 V, funcionará a 240 V, pero consumirá menos corriente en promedio: la misma potencia en un voltaje más alto consume menos corriente. Si lo conecta a 120V, consumirá el doble de la corriente en promedio.

— Wesley Lee

Oh, creo que estoy empezando a entenderlo. Entonces, debido a que consume menos corriente, la cantidad de energía que consume también disminuye. Gracias de nuevo por explicar.

— user184968

La clasificación de entrada en los dispositivos conectados a la red no está ahí para evaluar los costos de energía, sino para dimensionar el cableado (tanto el cableado de la casa como los accesorios, tales como regletas, temporizadores enchufables y cables de extensión). En su caso, evite conectar más de cien cargadores de este tipo que se especifiquen a una corriente de entrada de 0.15 A a un circuito (de otro modo descargado) que esté fusionado a 15 Amperios. Se espera que el fabricante, según los códigos eléctricos de varios países, otorgue dicha clasificación a cualquier dispositivo; lo único que se supone que debe garantizar es que el dispositivo, cuando esté intacto, no excederá esa corriente de entrada (las corrientes de entrada probablemente están exceptuadas, pero uso no discontinuo, por ejemplo, desde un dispositivo controlado por termostato).

— rackandboneman
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Simplemente obtenga un medidor Kill-A-Watt y verifíquelo. Probablemente comienza en el lado más alto y luego disminuye en potencia. Supongo que comenzaría a unos 10 vatios y se reduciría a unos 5 vatios, independientemente del voltaje de entrada (en cualquier lugar de 100V a 240V). Los medidores de vatios Kill-A no solo muestran la potencia en tiempo real, sino también el voltaje de línea entrante, el factor de potencia, la frecuencia (como 50 Hz - 60 Hz), el amperaje de entrada ... También puede decirle cuánto paga por la electricidad (por KWh), como $ 0.13, y calculará cuánto le cuesta cargar ese teléfono por día, semana, mes o año. Son dispositivos realmente útiles. Tengo 2 de ellos y los uso mucho. Los míos son solo por aproximadamente 100-130V. Creo que también tienen una versión de 200-260V para el extranjero.

— David
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Esta es en realidad una idea bastante buena, no solo porque muestra lo que realmente está sucediendo en un caso determinado (frente a estimaciones basadas en suposiciones) sino también porque muestra lo que está sucediendo en el transcurso de la carga. Tal medidor no será perfectamente preciso, pero revela una sorprendente cantidad de información. También es muy útil para descubrir cuándo un cable sin cables de señal está causando que un dispositivo se cargue solo a una velocidad de especificación USB de 2.5 vatios, y no a la velocidad más rápida que admite la mayoría de las combinaciones de cargador / teléfono cuando el teléfono reconoce que se ha enchufado a algo mejor .

— Chris Stratton

@ Chris Stratton: para obtener una lectura de potencia más precisa, ya que unos pocos vatios es bastante bajo, sería colocar una carga conocida (como una bombilla de 40 vatios) como parte de una carga combinada. Luego, si el cargador es de 3 vatios, debería leer 43 vatios en total y solo resta los 40 que sabe que son de la bombilla. Además, al reiniciar el contador y cargarlo durante unas pocas horas, puede obtener una tasa de carga promedio bastante precisa. Por ejemplo, "aplanar" la batería de su teléfono inteligente hasta el 0%, restablecer los contadores en Kill-A-Watt a 0, luego verificar los contadores cuando el teléfono inteligente esté 100% cargado.

— David

Lo siento, llevo un año y 8 meses "tarde" respondiendo esto, pero bueno, mejor tarde de lo que nunca dicen.

— David

No estoy seguro de poder estar de acuerdo con la idea de la bombilla, ya que su consumo puede no ser estable, además derrotaría cualquier tipo de comportamiento de rango automático (si un medidor resultara tener eso). Por lo general, es mejor evitar que la batería del teléfono se agote, a menos que sea necesario desatascar el software de seguimiento de carga.

— Chris Stratton

Solía usar el medidor Kill-A-Watt cuando cargaba las baterías de mi carrito de golf. Fue divertido verlo comenzar a aproximadamente 1000 vatios (era un cargador de 36V 25A), luego disminuir lentamente. Hacia el final hubo un breve aumento, pero le pregunté al fabricante del cargador y me dijeron que es normal para ese cargador (era algún tipo de algoritmo de carga patentado). Por lo tanto, básicamente puede aproximar el amperaje de carga utilizando el vatímetro barato ($ 20 más o menos), en lugar de tener que comprar un pinza amperimétrica de CC mucho más costosa.

— David