Чем больше ампер тем быстрее заряжается телефон
Что такое быстрая зарядка для телефона и виды
Быстрая зарядка телефона повышает комфорт и облегчает жизнь. Какой стандарт стоит выбрать? Повреждает ли быстрая зарядка батарею? Безопасно ли использовать универсальные зарядные устройства?
На эти и другие вопросы я постараюсь ответить в статье.
Как быстро зарядить телефон?
Аккумуляторы в современных смартфонах становятся всё больше год от года, на данный момент на рынке нет элементов, которые могли бы предложить более длительное время работы при меньших размерах. Батареи ёмкостью 4000–5000 мАч уже присутствуют не только в дешёвых устройствах, но и во флагманах, что влияет не только на толщину корпуса, но и на время зарядки.
Вот почему производители стремятся предложить технологии, которые будут заряжать наши смартфоны быстрее. Они имеют как преимущества, так и недостатки. Давайте посмотрим, на какие стандарты быстрой зарядки стоит обращать особое внимание.
Быстрая зарядка повреждает батарею?
Теоретически проблема заключается в том, что ускоренная зарядка сильно нагревает батарею. Это может отрицательно повлиять на срок её службы, в экстремальных (крайне редких) ситуациях, повредить, или вызвать короткое замыкание с воспламенением.
Но, все популярные и современные стандарты быстрой зарядки уже имеют встроенную защиту. Одним из наиболее важных критериев является снижение риска перегрева накопителя энергии за счёт более медленной подзарядки в конце (например, после 80%). Благодаря этому тепло рассеивается, а элемент не перегружается. В итоге мы получаем большую долговечность и безопасность.
Сколько ампер для быстрой зарядки необходимо?
Производители часто хвастаются, что у их зарядных больше сила тока, и поэтому они могут заряжать телефон быстрее. Да, 1 A?1 В = 1 Вт, и больше Вт может означать более быструю зарядку. Это верно, но, иногда 25 Вт (3 А) дают эффект, аналогичный 40 Вт (6 А).
Можно предположить, что чем больше ампер и вольт, тем больше шансов на более быструю зарядку. На практике вам также нужно обратить внимание на то, какую технологию поддерживает ваше оборудование.
Стандарты быстрой зарядки
Самая большая проблема заключается не в безопасности процесса, а в стандартизации систем для зарядки. К счастью, есть инициативы, которые могут изменить это положение в будущем. Одной из них является USB Power Delivery (USB-PD).
Что такое USB-PD?
Стандарт USB Power Delivery поддерживается многими известными производителями мобильного оборудования и часто интегрируется в собственные запатентованные решения.
В последнем Delivery 3.0, вы можете достичь 20 В и 5 А, что около 100 Вт. Благодаря этому стандарт можно использовать даже для подзарядки более крупных устройств, как компьютерные мониторы или ноутбуки. Важно, что технология Power Delivery регулирует интенсивность в соответствии с возможностями элемента, поэтому не будет доставлять больше энергии, чем способно безопасно принять батарея.
Как правило, стандарт Power Delivery использует USB-C разъём и способен эффективно заряжать как телефон Android, iPhone, так и беспроводные наушники.
Samsung Adaptive Fast Charging
Новые флагманские смартфоны Samsung в дополнение к классической технологии Adaptive Fast Charging предлагают поддержку стандарта Power Delivery 3.0. Мы получаем быструю зарядку с помощью стандартного зарядного на 25 Вт или дополнительного устройства на 45 Вт.
Интересно, что даже с более слабым комплектным зарядным, большой аккумулятор Galaxy S20 Ultra на 5000 мАч, придётся заряжать примерно 55 минут от нуля до 100%. Это очень хороший результат.
Qualcomm Quick Charge
Мобильные процессоры Qualcomm очень популярны и используются во многих смартфонах. Одним из преимуществ чипов является возможность применения технологии быстрой зарядки Quick Charge.
Quick Charge 4.0+ поддерживается девайсами с процессорами Snapdragon 670, 675, 712, 730, 730G, 845, 855, 865. Другими словами, здесь стоит обращать внимание не на производителя телефона, а на используемый в нём процессор.
Стоит отметить, что наличие процессора Qualcomm не исключает использования других технологий. Например, Xiaomi Mi 10 Pro с процессором Snapdragon 865 поддерживает стандарт Power Delivery 3.0.
Huawei SuperCharge
Huawei давно известна своей быстрой зарядкой, но недавно компания сделала ещё один шаг вперёд с технологией SuperCharge. В новых моделях смартфонов, как Huawei P40 Pro, доступны устройства мощностью 40 Вт, поддерживающие упомянутый стандарт.
Полная зарядка батареи ёмкостью 4200 мАч в P40 Pro с помощью зарядного устройства 40 Вт занимает менее часа. Реально вы даже можете достичь 50 минут, но только если отключите функцию интеллектуальной зарядки (не рекомендуем). Если активна, при достижении 80% процесс замедляется, чтобы не перегревать аккумулятор.
Смартфоны OPPO, OnePlus, Vivo, Realme
Все вышеперечисленные бренды принадлежат компании BBK Electronics, которая большинству и неизвестна. Тем не менее, по количеству выпускаемых смартфонов она является одним из крупнейших производителей в мире.
Поэтому неудивительно, что её дочерние компании используют те же лицензии для технологий быстрой зарядки. Каждый бренд называет по-разному, могут немного отличаться, но стандарт имеет одни и те же основы.
Apple Fast Charge
В продуктах Apple всё по-другому. Например, iPhone 11 Pro Max, использующий стандартное устройство на 18 Вт, заряжается медленно — более 2 часов. Однако если мы подключим его к зарядке Power Delivery от MacBook, которая выдаёт больше ватт, то, конечно, время сократится. Тем не менее мы говорим о нестандартном решении.
Можно ли быстро заряжать старые телефоны?
Да, но старые и более дешёвые смартфоны чаще всего используют устаревшие стандарты, например, Quick Charge 2.0 или 3.0, и имеют более слабые зарядные устройства. Вот почему их аккумуляторы пополняются медленнее, чем у новых флагманов в стандартной комплектации.
Ситуацию можно немного улучшить, заменив стандартное устройство на более мощное, но совместимое с поддерживаемой технологией зарядки.
Можно ли подключать другое зарядное устройство?
Стоит ли покупать универсальные зарядные устройства?
Лучшая идея — использовать оригинальные зарядные от производителя и вашей модели смартфона. Однако если хочется ускорить процесс, то можно приглядеться к другим устройствам, но только если они поддерживают стандарт, используемый на вашем смартфоне. Количество ампер/ватт может быть выше.
Быстрая беспроводная зарядка телефона
Возможна, но технология в основном доступна на новых высококачественных смартфонах, которые поддерживают стандарты быстрой индукционной зарядки. Примеры: Huawei SuperCharge 27 Вт (Qi), Samsung Fast Wireless Charging 15 Вт (Qi/PMA), Xiaomi Fast Wireless Charging 30 Вт (Qi/PMA).
Беспроводная (индуктивная) зарядка также доступна на некоторых смартфонах среднего класса и более старых флагманах, но может оказаться не такой быстрой, как на последних моделях. Что касается самого популярного стандарта, то стоит выбрать Qi. Для него на рынке есть масса качественных и разнообразных зарядных.
Лучшие смартфоны заряжаются менее чем за час, несмотря на использование различных устройств, процессоров и технологий. Поэтому можно предположить, что все современные стандарты хороши. Время, когда телефон заряжается за 5 минут от 0 до 100%, ещё не наступило, но 50–60 минут — это приемлемый результат. Но, на рынке уже появляются смартфоны, батареи которых полностью пополняется за 35 минут, например, Oppo Find X.
Конечно, это в основном относится к флагманам. Дешёвые девайсы хоть и имеют большие батареи, но, к сожалению, зачастую оснащены слабыми зарядными устройствами и технологиями.
На что влияет мощность зарядки для смартфона и как выбрать правильную
Возможно, вы замечали, что с одной зарядкой батарея вашего смартфона заполняется быстро, а с другой — медленно. Давайте разберёмся, почему так происходит и научимся подбирать подходящий аксессуар к вашему гаджету.
На самые частые вопросы наших абонентов о смартфонах и других гаджетах отвечает Станислав Гаврилов, начальник центра по постпродажному обслуживанию Розничной сети МТС. Опровергать слухи и развенчивать мифы — его любимое занятие. Но главное — он всегда знает правильный ответ. В том числе и о зарядках.
Чем лучше заряжать смартфон
Самое простое решение — очевидное: всегда использовать, как советуют производители, родное зарядное устройство, которое есть в комплекте при покупке. Ну или приобрести такое же. Это самый безопасный способ. Однако шнуры и адаптеры теряются и выходят из строя, ваша зарядка может быть занята дома кем-то ещё, вам срочно нужно купить зарядку, а родной в магазине рядом нет.
Хорошая новость: блок питания от любого смартфона или планшета со шнуром и подходящим разъёмом скорее всего начнёт заряжать ваш телефон (особенно если это не iPhone). Как долго и насколько безопасно это будет происходить — уже другой вопрос. Первые попавшиеся девайсы советуем использовать только разово, в экстренных случаях. Именно поэтому дальше мы научимся выбирать зарядку по параметрам.
На какие параметры обращать внимание при выборе зарядки для смартфона
Выходное напряжение. Измеряется в вольтах — В или V (международное обозначение). Например, 5 В или 9 В. Значение указано на самой зарядке. Важно, чтобы телефон поддерживал то же значение. Информацию можно найти в характеристиках телефона или на оригинальной зарядке к нему. Превышать предельно допустимое для телефона напряжение — значит увеличить вероятность порчи аккумулятора устройства. Блок питания с более низкими показателями заряжать ваш гаджет тоже будет, но дольше.
Максимальная сила тока. Измеряется в амперах — А. Этот показатель также указан на адаптере. Как правило, для современных смартфонов значение составляет не менее 2 А. Если сила тока больше, чем та, на которую рассчитан ваш смартфон, гаджету это не навредит, так как сработает защитный механизм. А вот если сила тока меньше чем нужно, это отрицательно скажется на скорости зарядки.
Произведение силы и напряжения тока, которым заряжается ваш смартфон, определяет мощность зарядки. Чем больше — тем мощнее, тем быстрее заряжается смартфон. Время, необходимое для зарядки, также зависит от ёмкости аккумулятора.
Надёжность зарядки — как о ней судить
Сертификация производителя. Если она в принципе есть, это уже с большой вероятностью доказывает наличие необходимого минимума безопасности и энергетической эффективности. Чаще всего на качественной зарядке можно увидеть такие значки: UL, CSA, CE, ETL, ENERGY STAR, RoHS или FCC (логотипы независимых международных проверяющих организаций).
Кабель питания. Характеристики USB-шнура, который связывает между собой адаптер и телефон, тоже имеют значение. То, что он должен подходить к разъёму гаджета, понятно каждому — иначе его просто не вставишь. Кроме того, покупая шнур, посмотрите, на какой ток он рассчитан. Он не должен быть меньше того, на который способна зарядка.
Быстрые зарядки
Многие современные гаджеты поддерживают быструю зарядку — на неё уходят минуты, а не часы за счёт более высоких напряжения и силы тока заряда. Для получения эффекта нужны совместимые гаджет и зарядка.
Единого стандарта быстрых зарядок нет, и, если именно такую вы подбираете к своему смартфону, будьте особенно внимательны и по возможности протестируйте покупаемое. К примеру, у автора этих строк есть дома два смартфона, поддерживающих быструю зарядку, и два зарядных устройства, которые шли в комплекте к каждому гаджету. Так вот, один из смартфонов может быстро заряжаться от обоих адаптеров, а второй — только от своего. С чужим заряжается со стандартной скоростью.
Какой зарядкой лучше всего заряжать телефон
Сначала немного теории, потом дам однозначный ответ.
В основном выходной ток блока питания влияет на скорость передачи энергии в аккумулятор. Чем больше сила тока, тем быстрее зарядится аккумулятор. Это очень актуально для высокоемких батарей современных смартфонов, которые достаточно быстро заряжаются двухамперными зарядками. Так же последними лучше всего заряжать аккумуляторы планшетов, которые так же имеют высокую энергоемкость.
Например, если ваш аккумулятор имеет емкость 5000 mAh, то зарядкой с выходным током 1А вы будете заряжать его около 6 часов (с учетом потерь энергии в процессе передачи электричества по кабелю). Зарядка с током 2А зарядит этот же аккумулятор за 3 часа.
В последнее время производители стали внедрять технологию быстрой зарядки. Она подразумевает использование адаптивных зарядных устройств, таких, которые в первые минуты зарядки выводят на аккумулятор высокое напражение (оно может доходить до значений 9-12 вольт) и, соответственно, большой ток (до 5 ампер). После достижения определенного уровня, данные параметры снижаются до стандартных (5 вольт, 1-2 ампер) и дальше процесс идет как обычно.
Величина тока может влиять на износостойкость аккумулятора. Некоторые аккумуляторы старых устройств чувствительны к большим токам и поэтому могут относительно быстро терять свои свойства вследствие чрезмерного нагрева элементов питания и схем защиты. Поэтому обычные кнопочные мобильники и подобные устройства лучше всего заряжать блоками с силой тока 1 ампер. Но, как правило, хорошие аккумуляторы для мобильных имеют контроллер заряда (так называемую схему защиты) и он ограничивает силу тока, передаваемую от блока питания. И именно при этом осуществляется выделение тепла, которое может негативно сказаться на долгосрочности работы аккумулятора.
При использовании технологии быстрой зарядки взаимодействие контроллеров аккумулятора и зарядного устройства настроено таким образом, что напряжение и выходной ток не превышают пороговых значений, таким образом, не нанося значимый вред элементам аккумуляторной батареи.
Таким образом, вы можете спокойно заряжать свой мобильный телефон или планшет любой зарядкой, хоть одноамперной, хоть двухамперной, большого вреда для телефона или аккумулятора от этого не будет. Если аккумулятор качественный, то вы скорее перестанете пользоваться данным устройством, чем блок питания испортит аккумулятор внутри.
Если аккумулятор не качественный, то он все равно выйдет из строя раньше заявленного срока, и совсем не только из-за зарядного устройства.
Так же вы можете приобрести зарядное устройство, поддерживающее функцию быстрой зарядки. Контроллер, стоящий в нем, не даст испортить вашу батарею. Если смартфон не поддерживает данную фукнцию, то величина тока на выходе будет стандартной и подходящей для аппарата.
Чем больше ампер тем быстрее заряжается телефон
Правильная зарядка аккумулятора смартфона: 0,5А vs 2A
Xiaomi Redmi 7
ОС и прошивка: Android 9.0 и MIUI 11
Описание проблемы:
Как известно (из фундаментальных законов физики): чем меньше ток заряда, тем дольше служит аккумулятор и дольше держит заряд. Единственный минус: аккумулятор дольше заряжается.
У современных смартфонов часто идет адаптер на 2 Ампера (это считается достаточно высоким током), против стандартного 0,5 Ампера у USB компьютера.
Как же все-таки более правильно заряжать телефон: 0,5 Ампера с USB компьютера или же 2 Ампера с родного адаптера?
Этот ток никак не связан с зарядкой мобильных устройств. В usb2.0 ток 0.5А, в usb3.0 уже 0.9А
Про заговор производителей, это на тв-3 или рентв 🙂
Всегда рекомендуется заряжать штатным зарядным устройством.
эх.
Смею Вас огорчить, но есть эта преамбула или нет в начале текста, истинность далее написанного выше не становится.
Так и хочется сразу спросить:
— кому это известно?
— насколько же грамотен тот, кому подобное «известно»?
Если кратко, то всё, что Вы написали не имеет отношения к действительности.
W.Master, vm7,
Друзья, а если опустить критику постановки моего вопроса и отсылки к неконкретным ответам (общем темам), ответьте односложно:
1. Лучше заряжать usb2.0 (usb3.0 0.9А) компьютера.
2. Лучше заряжать родным адаптером 2A.
3. Можно и так и так, аккумулятору без разницы.
4. Лучше вообще не заряжать (режим эксплуатации «хардкор»).
Главное, чтобы ЗУ были исправными.
Понимаю, но в реальной жизни успевать отсоединять телефон на 80-90% заряда с зарядкой в 2-3 Ампера практически нереально: телефон заряжается с 0 до 100% за 1-1,5 часа. Не сидеть же за нем с секундомером.
И как так «люди» умудряются делать?
AccuBattery та же или автоматическое выключение зарядки (нужен рут или прошивка с этой функцией). Вообще: не стоит париться с зарядкой до 80%, зачем себе искусственно снижать процентов 20 ёмкости? При нормальной эксплуатации, без быстрой зарядки, циклов 600 аккумулятор должен выдержать (когда говорят про количество циклов, имеют ввиду потерю 20% ёмкости)
Где это вы такие законы нашли? Вздутый аккумулятор в телефон тому кто придумал такие законы ))
Так и аккумуляторы идут не слабенькие. Не верно думать что если на нагрузку подавать ток 2А, а ей достаточно и трех сот миллиампер, то от этого что то может испортится. Как раз таки по законам физики нагрузка не возьмет больше тока чем ей нужно, лампочка на сто ватт=(450 миллиампер) берет из электросети не весь же ток который сеть может отдать, она берет сто ватт, а ведь в эту сеть можно включить и электросварку которая уже будет кушать свои несколько тысяч ватт(пусть будет средние 3 киловатта = 13 ампер) и ей сеть тоже даст этот ток. Если нагрузке достаточно ампер она просто сможет оперировать всей своей мощностью, не более. А вот превышение допустимого вольтажа уже может грозить черными костюмами и венками. Так что если аккумулятор может взять 2А зачем его этого лишать и он будет «кушать» ток в свое удовольствие и вам экономней по времени.
Подскажите, а что такое быстрая зарядка, если не зарядка током в 2A и более? Телефон заряжается при такой зарядке за час. Разве это не быстро? вот через USB компьютера с его 0.5-0.8 A он заряжается по 5-6 часов.
зависит от знания теории и наличия здравого смысла: если ставить смартфон на зарядку «на ночь», то лучше заряжать его «с USB компьютера» (если конечно компьютер ночью включен :yes2: ), а если требуется срочная дозарядка, то тогда используем родной адаптер, который за пол часа спасёт ваш аккумулятор от критичного разряда.
А вообще заряжать аккумулятор надо несколько по-иному, в два цикла.
эх.
Смею Вас огорчить, но есть эта преамбула или нет в начале текста, истинность далее написанного выше не становится.
Так и хочется сразу спросить:
— кому это известно?
— насколько же грамотен тот, кому подобное «известно»?
Если кратко, то всё, что Вы написали не имеет отношения к действительности.
Согласен, что с «фундаментальными законами» в преамбуле девушка немного переборщила.
уж слишком это «высокие материи» при описании процессов в аккумуляторе.
Но ход мыслей у неё правильный! :yes2:
А вот по поводу поставленных Вами «риторических» вопросов про то, кому это известно и насколько эти знающие люди грамотные.
Вынужден Вас огорчить, коллега, но академическая «наука» с девушкой полностью согласна :yes2:
1этап
На этом этапе заряд осуществляется номинальным током, который измеряется в долях от номинальной емкости аккумулятора (Сн). Например, емкость аккумулятора 10 А·ч, номинальный ток заряда 0,2Сн, то есть 2 А — пятичасовой режим заряда.
Понятно, что потребитель хочет, чтобы заряд осуществлялся как можно быстрее — в течение 1–2 ч, что соответствует 0,5–1Сн. Такой режим заряда обычно называют ускоренным. Для нормальной работы аккумулятора номинальный ток заряда лежит в пределах 0,2–0,5Сн, а ускоренный, как уже говорилось, — в диапазоне 0,5–1Сн. Каким максимальным током можно заряжать тот или иной аккумулятор, можно узнать в документации на конкретный тип устройства.
Садовников, А. В. Литий-ионные аккумуляторы. : Молодой ученый. — 2016.
Штатные зарядки обеспечивают быстрый заряд в ущерб долговечности аккумулятора, при этом у потребителей нет выбора ни величины зарядного тока, ни регулировки напряжений заряда-разряда аккумулятора, что имхо прямо нарушает их права, но это уже отдельная тема.
Но здесь возникает другой вопрос: а надо ли нам заряжать аккумулятор?! :scratch_one-s_head:
Немного «покопался» на тему тока заряда и выяснил, что уже давно «всем всё ясно», но очень многие почему-то «абсолютно не в курсах».
Сразу же отвечу на поставленный в названии темы вопрос: однозначных правил для заряда литиевых аккумуляторов не существует, есть только рекомендации производителя, причём иногда необъяснимо-дебильно-категоричные и больше похожие на ультиматум, хотя при этом абсолютно ничем не обоснованные! :nea:
Нет, я понимаю, что производитель должен дать «чёткие и однозначные инструкции» потребителям, чтобы как минимум избежать необоснованных судебных исков к качеству продукции. Но когда в результате таких «мудрых» инструкций производитель даёт гарантию на аккумулятор аж «на целых 3 месяца»(!), хотя буквально рядом на точно такие же аккумуляторы другая солидная фирма даёт гарантию «всего на 8 лет».
У любого здравомыслящего человека при сравнении этих цифр неизбежно возникает мысль о том, что что-то неладно в датском королевстве! :fool:
Повторюсь, что однозначных научно обоснованных правил заряда литиевых аккумуляторов не существует, поэтому «правильный» вариант заряда каждый пользователь смартфона должен определить для себя сам, исходя из своих потребностей (иначе зачем было смартфон покупать?) и реальных возможностей подзаряжать аккумулятор смартфона в течение дня. Как это сделать наилучшим персонально для Вас образом, я и поясню далее, процедура это достаточно простая и не требует специального образования.
Начать ответ на поставленный в теме вопрос я вынужден с рассмотрения «теории работы аккумуляторов», а теория, как известно, это практика в мысли, поэтому никакой заумной философии тут точно не будет, только факты и реальность.
Так вот, в реальности один японский специалист из корпорации Sony в 1991 году придумал литиевый аккумулятор с номинальным напряжением 3,6В.
Напомню, что номинальное напряжение широко известного среди автолюбителей свинцо́во-кисло́тного аккумуля́тора равно 12,6 вольта, а разряженного 10,5 вольт, более глубокая разрядка наносит аккумулятору неисправимый ущерб по ёмкости и значительно снижает срок его службы.
У простых и доверчивых пользователей возникает вопрос: «А чего это вдруг производители дружно повышают напряжение перезаряда аккумулятора до величины 4,35 вольта?»
Ответ тут простой: всё ради маркетинга! :yes2:
Есть здесь и ещё один ньюанс.
При зарядке аккумулятора практически все производители предлагают на заряжать смартфон не «классической» зарядкой, которая сначала заряжает аккумулятор постоянным током, а затем ещё пару часов «держит» его под постоянным напряжением 4,2В, а предлагают нам дешёвую «тупую» зарядку в виде источника напряжением 5 вольт. После отключения зарядки при достижении 4,35В повышенное напряжение на аккумуляторе начинает «устаканиваться» (понижаться), поэтому если сразу после «полного заряда» отключить зарядку, то напряжение заметно понизится до допустимого. А вот если оставить штатную зарядку на ночь, то после выключения зарядки примерно через час (это приблизительное время штатного заряда) впоследствии будут происходить периодические «дозаряды» до 4,35В, что очень негативно влияет на аккумулятор.
Если у Вас есть желание продлить жизнь своему аккумулятору (а возможно тем самым и смартфону), то можете заряжать и разряжать его оптимальным образом, стараясь поддерживать напряжение 3,6В, а если нет, то не заморачивайтесь и пользуйтесь штатной зарядкой, предварительно проверив напряжение заряда и разряда и при высоком напряжении заряда не включайте заряд на ночь, а заряжайте свой смартфон утром перед работой (опять же при возможности).
Можно ли заряжать смартфон, наушники или часы более мощной зарядкой? Вольты и амперы для «чайников»
Я часто встречаю в интернете одни и те же вопросы, связанные с зарядкой гаджетов. Звучат они примерно так:
— У меня есть телефон, с которым шла зарядка на 5 вольт и 1 ампер (5V и 1A). Можно ли заряжать его от более мощного блока питания на 5V и 3A? Не вредно ли это?
— Мои Bluetooth-наушники шли без блока питания в комплекте, а в инструкции сказано, что заряжать их нужно от USB-разъема компьютера, мощностью 5V и 0.5A. Что будет если я подключу к ним блок питания на 5V и 2A? Не сгорят ли наушники?
Если вы также задавались подобными вопросами, то, скорее всего, находили ответ, который звучал примерно так:
Устройство можно заряжать любой зарядкой на 5 вольт, вне зависимости от количества ампер. Оно не возьмет больше тока, чем ему нужно.
Несмотря на то, что это правильный ответ, многих он не удовлетворяет, так как не совсем понятно, что значит фраза «не возьмет больше ампер, чем нужно».
Значит ли это, что блок питания на 5V и 3A будет силой «заталкивать» в несчастный смартфон очень много тока, но смартфон будет сопротивляться этому, временами нагреваясь, как печка? А может всё дело в «умном» блоке питания, который вначале «спросит» устройство, сколько ампер ему нужно, а затем выдаст соответствующий ток?
Если мы выбираем первый вариант, то как-то не очень радует такая перспектива. Начинаешь прямо ощущать то давление, которое испытывает гаджет, сопротивляясь сильному току. Кажется, рано или поздно он не выдержит этого и даст сбой.
А если выбирать второй вариант, то появляется сомнение — а действительно ли моя зарядка достаточно умная и будет ли она что-то выяснять с устройством? А если она глупая или мое устройство «не говорит» на ее языке и тогда она просто начнет заталкивать силой 3 ампера тока?
На самом деле, какой бы из этих вариантов вы ни выбрали, это представление будет неверным. В реальности из блока питания в USB-кабель просто не выйдет больше тока (больше ампер), чем нужно смартфону, часам или наушникам. И дело не в умном блоке питания, а в законах природы.
Об этом, собственно, я бы и хотел рассказать подробнее, чтобы не просто дать короткий ответ и оставить сомнения, а объяснить на фундаментальном уровне, что в действительности происходит, когда мы подключаем более мощный блок питания, чем тот, на который рассчитано наше устройство.
И чтобы продолжить разговор, нам нужно сразу же определиться с терминами. Если вы хорошо знаете, что такое вольты и амперы, а также прекрасно понимаете закон Ома, тогда не думаю, что эта статья будет вам интересна. Да и вопросов таких у вас не должно возникать. Поэтому сразу предупреждаю, фраза «для чайников» в заголовке указана неспроста.
Что такое ток?
Представьте себе обычный кусок провода. Скажите, в нем есть ток? Думаю, вы не станете проводить эксперименты, подключая этот провод к лампочке, чтобы ответить на мой вопрос. Очевидно, там нет никакого тока.
Но что вообще такое ток?
Думаю, многие знают, что ток — это движение электронов. Если по проводу потекут/поползут электроны, в нем автоматически появится и ток. Но откуда тогда берутся электроны в проводе? Их туда заталкивает блок питания или батарейка?
На самом деле, электроны, которые будут ползти по нашему проводу, уже находятся внутри него. Ведь провод, как и всё в нашем мире, состоит из атомов. И эти атомы, словно детальки конструктора, бывают разными.
Взять, к примеру, золото. Вот вы держите в руке слиток золота и всем сразу понятно, что это не кусок алюминия. Но если дробить этот кусок на более мелкие кусочки, то до каких пор вещество будет оставаться золотом? Правильный ответ — до размера одного атома! И посмотрев на два разных атома, мы без проблем определим, где из них — золото, а где — алюминий.
И дело не в том, что атом золота желтый или блестит на солнце, а атом водорода — жидкий и прозрачный. Конечно нет. Всё дело в ядре атома, а точнее, в количестве протонов, из которых это ядро состоит. Если в атоме будет 79 протонов, мы знаем, что это золото, а если — 29 протонов, то это медь. И сколько бы электронов мы ни отрывали от атома, атом всегда остается золотом или медью.
Если бы мы смогли как-то добавить 4 протона к атому меди, их бы стало 33 и этот атом уже бы не имел никакого отношения к меди, он стал бы мышьяком. К слову, эти циферки (количество протонов) и указываются в таблице Менделеева возле каждого элемента.
Так вот, протоны (синие шарики на картинке выше) имеют определенный заряд, мы условно называем его положительным («плюсом»). А вокруг ядра парят электроны, также обладающие зарядом, но противоположным заряду протона. Мы называем его отрицательным («минусом»). Именно благодаря электронам атомы и могут соединяться друг с другом, создавая все предметы, вещества и материю. Эти электроны, как липучки, склеивают атомы друг с другом:
Протоны всегда притягивают к себе электроны («плюс» и «минус» всегда притягиваются). Но чем больше энергии у электрона, тем дальше он может отлетать от ядра с протонами. А чем дальше он от ядра, тем слабее с ним связь. Такой электрон может вообще оторваться от ядра и улететь с концами, ведь его отталкивают другие электроны («минус» и «минус» всегда отталкиваются).
Так вот, если мы повлияем на провод какой-то силой, электроны, расположенные дальше всего от ядра, начнут отрываться от атомов, проползать небольшое расстояние и присоединяться к другим атомам, а их электроны, соответственно, оторвутся и отлетят к следующим атомам:
Повторюсь, это движение электронов, направленное в одну сторону, и называется током.
Что такое амперы и вольты?
Ток — это движение электронов. Но как нам описывать силу тока? Можно, конечно, просто называть количество проползающих по проводу электронов за одну секунду.
Например, говорить: «Не касайся этого провода, там за секунду проплывает 12 миллионов триллионов электронов!», или писать на табличке: «Осторожно, здесь проползает за секунду 30 квинтиллионов электронов».
Согласитесь, звучит как-то странно. Мы даже не можем осознать или представить эти миллионы триллионов или квинтиллионы.
Поэтому мы решили не считать электроны по одному, а сразу учитывать их группами или «пачками». Ведь что толку нам от заряда одного электрона? Он ничтожно мал и не способен проделать никакой полезной работы.
В такую «пачку» (группу) включили 6 241 509 074 460 762 607 электронов. И суммарный заряд этих
6 квинтиллионов электронов, проходящих по проводу за 1 секунду, решили назвать ампером:
Если мы говорим, что по проводу идет ток 2 ампера (2А), это значит, что там физически за 1 секунду проползает около 12 квинтиллионов электронов (2*6.241).
Кстати, вы наверное заметили, что я использую разные слова для описания движения электронов: проползают, проплывают, пролетают и т.д. Делаю я это потому, что не знаю, каким словом лучше описать такое движение.
Кто-то может подумать, что электроны движутся по проводу с сумасшедшей скоростью, ведь лампочка включается моментально, как только мы прикасаемся к выключателю. На самом же деле, называть эту скорость «сумасшедшей», мягко говоря, не совсем правильно.
Когда вы включаете блок питания в розетку и подключаете по кабелю свой смартфон, то один конкретный электрон, «вылетевший» в это мгновение из блока питания в провод, попадет непосредственно в сам смартфон где-то через 33 минуты. Да, он будет продвигаться вперед не более, чем на полмиллиметра в секунду.
Но почему тогда ток моментально попадает из точки А в точку Б? Ровно по той же причине, почему вода в вашем кране начинает течь мгновенно, как только вы открываете кран, хотя в реальности она должна пройти очень длинный путь.
Электроны уже находятся в проводе и как только первый электрон «заходит» в провод, он выталкивает ближайший электрон, уже находившийся там, а тот сразу же «толкает» следующий. Получается, что ровно в тот момент, когда первый электрон «залетал» в провод, на другом конце вылетал последний (крайний) электрон.
1 ампер — это много или мало? Или поговорим о вольтах
Думаю, вы обратили внимание, что я постоянно говорил о какой-то силе, которая нужна, чтобы толкать электроны вперед по проводу. Эта сила называется напряжением и измеряется она в вольтах.
Вспомните, что одинаковые заряды отталкиваются («минус» и «минус» или два электрона). Так вот, если мы каким-то образом соберем очень много одинаковых зарядов (электронов) в одном месте, они будут пытаться оттолкнуться друг от друга. Чем больше их будет, тем сильнее будет сила, которая будет пытаться их вытолкнуть. И как только мы подключим к этому месту провод, эта сила моментально начнет выталкивать электроны, которых собралось в избытке.
Потребуется толкать электроны очень усердно. Нужно напряжение не 5 вольт, а что-то ближе к 3000 вольт. И это еще сильно зависит от состояния кожи, влажности и других условий. Если же мы хотим протолкнуть за 1 секунду всего 0,05 ампер (что уже может быть опасной «дозой» электронов), то хватит и напряжения в 150 вольт.
В нескольких штатах Америки до сих пор применяется смертная казнь в виде электрического стула. Так вот, с его помощью пытаются протолкнуть в тело человека за 1 секунду 5 ампер тока. Чтобы упростить задачу, на голову осужденному кладут губку, смоченную токопроводящим раствором, чтобы электронам было легче пройти через кожу. И при всём этом требуется 2700 вольт напряжения!
Таким образом, вольты и амперы неразрывно связаны друг с другом. Амперы — это множество электронов, проходящих через точку за 1 секунду, а вольты — это сила, с которой эти электроны выталкиваются.
Можно ли заряжать смартфон или фитнес-браслет более мощной зарядкой?
Теперь, понимая что такое амперы и вольты, мы подошли к главному вопросу.
Если смартфон, наушники или фитнес-браслет выдерживают максимум 1А, тогда что произойдет с таким устройством, если мы сможем как-то заталкивать в него по 2 ампера в секунду? Естественно, такое устройство просто сгорит.
Но вся загвоздка в том, что сделать это невозможно. Как невозможно спрыгнуть с крыши дома и «ползти» вниз по воздуху со скоростью 1 сантиметр в час, так и невозможно затолкнуть в устройство больше ампер.
Чтобы осознать это, давайте на секундочку забудем о сложной технике и возьмем банальный крохотный светодиод («лампочку»). Чтобы нагляднее продемонстрировать, я придумал светодиод, который работает от 5 вольт (для реальных светодиодов нужно в среднем 2-3 вольта):
Он будет работать исправно, если через него будет проходить ток с силой около 10 мА (1 миллиампер — это одна тысячная доля ампера или 0.001А).
А теперь давайте подключим к нему блок питания мощностью 5V и 2A. Как вы думаете, что произойдет?
Логика подсказывает, что от такого блока питания нашу лампочку просто разорвет! Ведь сила тока блока питания превышает допустимый ток лампочки в 200 раз (светодиоду нужен ток 10 мА или 0.01А, а блок питания рассчитан на 2000 мА или 2А).
Но в реальности лампочка будет прекрасно работать, не ощущая никакого дискомфорта! Ведь по ней будет протекать ток 10 мА вместо ожидаемых 2000 мА! В чем же здесь подвох? Неужели блок питания настолько умный, что как-то согласовал нужный ток и вместо 2А отправил к лампочке 0.01А!? Конечно же, нет.
Дело в том, что лампочка сопротивляется движению электронов. И всё, что нас окружает, в той или иной степени сопротивляется движению электронов.
Когда мы подключили лампочку к блоку питания на 5 вольт, он моментально со всей своей силы (с напряжением в 5 вольт) начал толкать все электроны (2 ампера) по проводу к лампочке. Первый электрон, попав в провод, ударил по второму, тот — по третьему и так до тех пор, пока не дошло дело до электронов в лампочке.
И вот тут электроны столкнулись с проблемой. Оказывается, двигаться по проводу было очень легко, настолько легко, что силы в 5 вольт хватало для проталкивания по проводу двух ампер тока. Но когда электроны начали проползать по лампочке, что-то начало им мешать. Возможно, атомы внутри расположены более плотно или они немного вибрируют и электроны чаще с ними сталкиваются, что затормаживает всё движение.
Главное — лампочка оказалась не такой «гладкой трассой» для электронов, как провод.
Чтобы лучше это понять, представьте, что вам нужно толкнуть вперед 20-килограммовый ящик, который лежит на очень гладкой поверхности (на рисунке показана синим цветом):
Вашей силы хватит только для того, чтобы передвигать этот ящик каждую секунду на полметра. Ваша сила — это и есть те самые 5 вольт блока питания, а ящик — это 2 ампера электронов. Гладкая поверхность — это провод.
Но теперь представьте, что часть поверхности стала зыбкой, как песок (показано красным цветом):
Естественно, именно на этих участках движение ящика замедлится очень сильно, ведь ваших сил хватало на то, чтобы двигать 20 кг по гладкой поверхности со скоростью полметра в секунду.
Но важно то, что скорость замедлилась не конкретно на участке с песком, а вообще вдоль дороги, так как ящик одновременно лежит и на гладкой, и на песчаной поверхности. Получается, если бы вся дорога была гладкой, вы бы за секунду передвигали ящик на полметра, теперь же эти 20 кг передвигаются за секунду на 30 см.
И связано это не с тем, что вы что-то изменили. Вы ничего не меняли, вы продолжаете толкать ящик с одинаковой силой, но теперь движение замедлилось. Если бы вы заменили 20-килограмовый ящик на 50-килограмовый, то вам бы удавалось передвигать больше груза, но скорость упала бы еще сильнее.
Точно то же происходит и в примере с лампочкой. У блока питания есть определенная сила (5 вольт) и он мог бы проталкивать 2 ампера тока, если бы по всему участку не встречалось никаких преград.
Но как только мы ставим лампочку, она сразу же замедляет всё движение тока на определенное значение. Блоку питания уже не хватает сил (5 вольт), чтобы толкать максимальное количество электронов с той же скоростью (каждую секунду — 2 ампера). Теперь, из-за сопротивления вдоль движения он будет толкать не более 0.01А (1 миллиампер) в секунду.
Смартфон, фитнес-трекер и наушники подчиняются закону Ома
Итак, закон Ома — это и есть та причина, по которой вы можете без малейшего опасения подключать к своему телефону или наушникам блок питания хоть на 5 вольт и 1000 ампер.
Вот как это работает. Сопротивление измеряется в Омах. Первая лампочка имела сопротивление току 500 Ом. Мы узнали это потому, что 5-вольтовый блок питания смог протолкнуть только 0.01 ампер тока. Разделив 5В на 0.01А, мы получили значение 500 Ом.
Делить вольты (обозначаются буквой V) на амперы (обозначаются буквой I), чтобы узнать сопротивление (обозначается буквой R) нам и подсказал тот самый закон Ома:
Теперь возьмем другую лампочку и представим, что ее сопротивление составляет 50 Ом. Получается, она в 10 раз меньше сопротивляется движению электронов. Как и первая лампочка, вторая также работает нормально только при силе тока в 10 мА (0,01А).
Но что произойдет, если мы подключим ее к нашему блоку питания на 5 вольт и 2 ампера? Так как сопротивление лампочки снизилось в 10 раз, логично предположить, что блок питания при той же силе (5 вольт) будет толкать больше электронов. Это как убрать песок с дороги, сделав ее более гладкой и скользкой, чтобы толкать груз быстрее.
Мы даже можем узнать, сколько именно тока (ампер) будет проходить через нашу новую лампочку. Для этого снова воспользуемся законом Ома: I=V/R. То есть, нужно напряжение (5 вольт) поделить на сопротивление (50 Ом) и получим 0.1А или 100 миллиампер.
Теперь тот же блок питания на 5V и 2A будет пропускать через лампочку уже не 10 миллиампер, а 100! Естественно, наша лампочка сразу же сгорит.
Так и было задумано!
Блок питания остался тем же, но с новой лампочкой он выдал вместо 10 целых 100 миллиампер! Если бы мы, как разработчики лампочки, предполагали, что ее подключат к блоку питания на 5 вольт, то нам нужно было заранее побеспокоиться о том, чтобы этой силы (5 вольт) никогда не хватило для протекания 100 мА.
Нужно было просто добавить к лампочке немножко материала, который бы увеличил ее сопротивление до 500 Ом. И тогда она бы никогда не пропустила ток свыше 10 мА при использовании 5-вольтового блока питания.
Когда производитель делает схему смартфона или наушников, каждая его деталь (каждый транзистор, резистор, конденсатор и пр.) оказывает какое-то сопротивление току. То есть, можете представить всю схему, как длинный маршрут с разным типом покрытия. Это покрытие придумывает разработчик на этапе проектирования.
Если устройство рассчитано на 5 вольт, сколько бы ампер ни выдавал 5-вольтовый блок питания — это не будет иметь никакого значения, так как общее сопротивление току всех деталей будет таким, что через схему будет протекать заранее известное (безопасное) количество ампер.
Мир вокруг нас
Чтобы окончательно разобраться с этим вопросом, просто посмотрите вокруг себя. Нас окружает множество электроприборов: лампочки, чайники, кофемашины, тостеры. Как вы думаете, почему они не сгорают сразу, как только вы подключаете их к сети 220 вольт? Ведь обычная розетка выдает 16 ампер и
Естественно, через лампочку на 100 Ватт и, скажем, микроволновку на 1000 Ватт должно проходить совершенно разное количество электронов (разное количество ампер). Как же розетка знает, какому прибору и сколько ампер выдать под напряжением 220 вольт?
Да никак! Просто у лампочки на 100 ватт будет гораздо выше сопротивление току и она будет при напряжении 220 вольт пропускать через себя только 0.45А (100 ватт/220 вольт), а через микроволновку на 1000 Ватт будет за секунду проходить 4.5А (1000 ватт/220 вольт).
Выходит, сопротивление у лампочки — 480 Ом (220V/0.45А), а у микроволновки — 48 Ом (220V/4.5A).
Более того, если лампочка и микроволновка — это единственные работающие электрические приборы в вашем доме, тогда несмотря на розетку в 220 вольт и 16 ампер, из нее в общем будет выходить 4.95 ампер тока в секунду (4.5А микроволновки+0.45А лампочки). Сила в 220 вольт просто не способна протолкнуть больше тока, учитывая сопротивление, которое оказывают эти два прибора (лампочка на 480 Ом и микроволновка на 48 Ом).
Ровно то же касается и смартфона, фитнес-трекера или другого гаджета. У каждого из них есть свое внутреннее сопротивление, и до тех пор, пока вы будете заталкивать в них ток под давлением в 5 вольт, из блока питания будет выходить столько ампер, сколько сможет физически протолкнуть сила (или давление) в 5 вольт.
Но проблемы начнутся в том случае, если вы вздумаете увеличить напряжение и воспользоваться блоком питания, скажем, на 12 вольт. Вот тогда его силы хватит, чтобы при том же сопротивлении устройства протолкнуть гораздо больше тока. Это как с толканием ящика. Да, поверхность осталась песчаной, но теперь ящик толкают 3 человека вместо одного.
Но мой смартфон заряжается быстрее от 2А, чем от 1А! И при этом еще греется сильнее!
Многие пользователи замечали, что при использовании более мощного блока питания (вместо 5В и 1А, например, 5В и 2А), телефон заряжается быстрее и греется сильнее.
Так действительно может быть. Но, опять-таки, лишь по одной причине — производителем был предусмотрен ток до 2 ампер. Компания разрабатывала свое устройство под напряжение 5 вольт и для этого ей необходимо было контролировать сопротивление на каждом участке схемы, чтобы «давление» в 5 вольт не вызвало выход из строя конкретного блока.
Производителю было важно лишь то, чтобы блок питания выдавал достаточное количество ампер. Верхняя планка его совершенно не волнует. И чтобы вместо одного ампера смартфон принимал 2A, нужно было изменить соответствующим образом сопротивление внутри смартфона. То есть, производитель заложил в устройство механизм снижения сопротивления, чтобы пропустить больше тока.
В противном случае, по законам нашей вселенной оно не сможет принять ни на миллиампер больше тока, какой бы блок питания вы ни подключали, хоть на миллион ампер. Естественно, это справедливо только в том случае, если напряжение не превышает 5 вольт.
И последнее. Конечно, при большем количестве ампер, устройство будет греться сильнее, так как банально через одни и те же детали за 1 секунду будет проходить больше электронов, соответственно, будет больше столкновений с атомами, больше вибраций атомов и сильнее нагрев.
Но, опять-таки, производитель посчитал это нормальным, раз позволил смартфону снизить свое внутреннее сопротивление и пропустить больше тока. Это решил производитель на этапе проектирования схемы, а не более мощный блок питания.
Алексей, глав. редактор Deep-Review
P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на первый научно-популярный сайт о мобильных технологиях — Deep-Review, чтобы не пропустить очень интересные материалы, которые мы сейчас готовим!
Как бы вы оценили эту статью?
Нажмите на звездочку для оценки
Внизу страницы есть комментарии.
Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!
Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?