Если больше ампер на блоке питания что будет
Памятка по подбору блока питания
Как выбрать блок питания для ноутбука
Можно ли использовать блок питания, если напряжение (вольтаж, значение V) больше?
Можно ли использовать блок питания, если напряжение (вольтаж, значение V) меньше?
Можно, но не рекомендуется. Разброс должен быть небольшим, порядка 1-3 вольт. В ситуациях, когда ноутбук сильно нагружен игрой или графической программой, софтом для видеомонтажа и пр., мощности блока питания может не хватить, и система снизит производительность компьютера. Есть риск выхода из строя блока питания. При обычной работе в интернете, печати текста, музыке, ноутбук будет работать. Но следует при первой возможности, заменить такой адаптер на необходимый блок питания.
Можно ли использовать блок питания, если сила тока (ампер, значение А) больше?
Можно ли использовать блок питания, если сила тока (ампер, значение А) меньше?
Можно непродолжительное время (несколько дней) и в крайнем случае, но при первой возможности стоит заменить адаптер. Силы выходного тока может не хватать, для корректного питания ноутбука. Адаптер может нагреваться сильнее допустимого. Производительность ноутбука может быть автоматически снижена.
Можно ли использовать блок питания выше указанной на ноутбуке мощности (Ватт, значение W)?
Да, можно. Ноутбук возьмет от адаптера необходимую мощность. К примеру, ноутбук потребляет 65W, а будет подключен блок питания 120W. Большая мощность адаптера НЕ ВЫВЕДЕТ ИЗ СТРОЯ ноутбук (распространенные заблуждения что ноутбук сгорит, перегреется, взорвется). Устройство возьмет только необходимую ему мощность согласно номиналу. Кроме того, блок питания будет меньше греться и дольше прослужит.
Можно ли использовать блок питания меньше указанной на ноутбуке мощности (Ватт, значение W)?
Блок питания меньшей мощности использовать нельзя. К примеру, ноутбук потребляет 65W. Если подключить адаптер на 45W, ваш ноутбук не сможет взять необходимую ему мощность. Это приведет к выключению во время ресурсоёмких операций, постоянной перегрузке и нагреву блока питания.
Тема: вопрос от чайника по блокам питания
Обратные ссылки
Опции темы
вопрос от чайника по блокам питания
и поэтому вопрос.
необходимо подключить программатор. требования к питанию: 12V или 15V DC, min 300 mA
Имеется импульсный блок питания от сканера с выходными параметрами:
15В, 1А.
Подойдет? И в связи с этим вопрос, который возникает в связи с позорным непониманием основ 
Сила тока на блоке питания указывается для чего? Это максимальная, которую он может обеспечить? А в принципе, сила тока будет зависеть от сопротивления нагрузки и напряжения на блоке питания, разве нет?
Аналогично, параметры квартирной сети: 220В, 5А.
Если я совсем ошибаюсь, и объяснение слишком длинное, отошлите к источникам плиз. Или порекомендуйте книгу, материал онлайн.
Re: вопрос от чайника по блокам питания
и поэтому вопрос.
необходимо подключить программатор. требования к питанию: 12V или 15V DC, min 300 mA
Имеется импульсный блок питания от сканера с выходными параметрами:
15В, 1А.
Подойдет? И в связи с этим вопрос, который возникает в связи с позорным непониманием основ
Сила тока на блоке питания указывается для чего? Это максимальная, которую он может обеспечить? А в принципе, сила тока будет зависеть от сопротивления нагрузки и напряжения на блоке питания, разве нет?
Аналогично, параметры квартирной сети: 220В, 5А.
Если я совсем ошибаюсь, и объяснение слишком длинное, отошлите к источникам плиз. Или порекомендуйте книгу, материал онлайн.
Да Вы все вроде правильно понимаете. На блоках питания указывают обычно максимальный ток, который он способен отдавать в нагрузку длительное время (не выходя из строя). А реальная зависит от сопротивления нагрузки. И если он получается больше максимального, то либо блок сгорит, либо сработает защита (если он есть).
9 ошибок при выборе блока питания для ПК
Содержание
Содержание
Качественный блок питания — залог долгой, стабильной и безопасной работы вашего компьютера. Давайте разберемся, чем чреваты распространенные ошибки при его покупке. Например, недостаточная или избыточная мощность БП, неподходящий форм-фактор и размеры, малое количество разъемов, недостаточная длина кабелей, погоня за брендом или высокой мощностью в бюджетных моделях.
Блок питания — уникальный компонент компьютера, который не влияет на производительность, но от него зависит не только качественное питание дорогостоящих комплектующих, но и их жизнь. Выход из строя блока питания чреват повреждением видеокарты, материнской платы, процессора и накопителей. При этом он мало подвержен моральному устареванию и может прослужить много лет, пережив несколько апгрейдов ПК.
Это делает выбор блока питания ответственной задачей, которой стоит уделить особое внимание. При покупке мы можем узнать только сухие данные — максимальный ток и мощность блока питания, а другие важнейшие потребительские характеристики производители зачастую не указывают: стабильность напряжений, температура и уровень шума вентилятора. Их чаще всего можно узнать только из обзоров или от владельцев на форумах.
Не помогают в выборе устойчивые мифы и заблуждения пользователей насчет блоков питания, а также «сарафанное радио», которое обеспечило некоторым сомнительным моделям устойчивый спрос. Поэтому ошибки при выборе блока питания — обычное явление среди начинающих пользователей. Сегодня мы рассмотрим самые основные из них, а также предложим способы их исправить, если они имеются.
Недостаточная мощность блока питания
Очень часто начинающий пользователь покупает блок питания «на сдачу», тем более, что даже самые бюджетные модели иногда имеют в названиях цифры в 400 ватт и более и включают нужный набор разъемов. Иногда маломощный блок питания остается после апгрейда, и пользователь решается запитать им новое «железо». К примеру, если блок питания ZALMAN Wattbit II 400W поставить в ПК с видеокартой GeForce RTX 2070 SUPER с TDP, равным 215 ватт, и процессором Ryzen 7 3700X с TDP 65 ватт, в лучшем случае блок питания уйдет в защиту и отключится при нагрузке. В худшем — выйдет из строя, повредив остальные комплектующие скачком напряжения.
Это произойдет, во-первых, из-за того, что реальную мощность блока питания обычно указывают на наклейке, а не в названии, а ZALMAN Wattbit II 400W по самой важной в современном ПК линии 12В способен отдать только 360 ватт. Во-вторых, реальное потребление современных комплектующих может заметно превышать цифры, указанные в параметрах TDP. Процессор Ryzen 7 3700X в тяжелых тестах может потреблять до 180 ватт без разгона и, если добавить сюда потребление видеокарты, материнской платы, ОЗУ, накопителей, вентиляторов и периферии, мы получим цифры в 450 ватт и более.
В-третьих, бюджетные блоки питания не рассчитаны на долгую работу при пиковых нагрузках, при которых резко повышается температура внутри устройства, напряжение 12В проседает, иногда выходя за рамки стандарта ATX, а КПД может опускаться ниже 80%.
Повышенная температура при высокой загрузке вызывает быструю деградацию конденсаторов, которые обычно не самого высокого качества, и уже через два-три года напряжения начинают «гулять», резко повышаются пульсации тока и устройство выходит из строя, иногда повреждая комплектующие. Ситуация усугубляется тем, что в бюджетных моделях используется только базовый набор защит.
В бюджетных блоках питания обычно используют тонкие провода с сечением 20 AWG в отличие от используемых в качественных устройствах 16 и 18 AWG. При высоких нагрузках они начинают заметно нагреваться. А хлипкие колодки разъемов быстро расшатываются и не могут обеспечить полноценный контакт, что чревато перегревом, искрением и даже оплавлением при высоких нагрузках.
По этим причинам в ПК с мощными комплектующими категорически не рекомендуется использовать бюджетные блоки питания, а выбирая качественную модель, стоит взять ее с запасом мощности в 20-30%. Это позволит блоку питания работать без перегрева, выдавать стабильные напряжения и максимально возможный КПД. Рассчитать требуемую мощность блока питания можно с помощью специальных онлайн-калькуляторов.
Видеокарты и процессоры за последнее время резко прибавили в энергопотреблении, несмотря на постоянно уменьшающийся техпроцесс. Топовые видеокарты семейства GeForce RTX 3000 ставят антирекорды по энергопотреблению, которое доходит до 320-350 ватт, и требуют мощных блоков питания.
Столь высокое энергопотребление породило и еще одну проблему: даже мощный блок питания воспринимает резкий скачок загрузки видеокарты как короткое замыкание и уходит в защиту. Некоторые производители были вынуждены даже выпустить новые ревизии мощных моделей для работы с топовыми видеокартами GeForce RTX 3000.
Возросло энергопотребление новейших процессоров Intel поколения Rocket Lake. При отключении лимитов, что позволяет процессорам показать максимум, на который они способны, Core i9-11900K потребляет свыше 250 ватт, а Core i5-11400F — до 150 ватт. Эти тенденции должны подтолкнуть к особо тщательному выбору блока питания в производительный ПК, а от экономии на нем стоит отказаться.
Избыточная мощность блока питания
Иногда комплектующие с не самыми высокими производительностью и энергопотреблением запитываются дорогим блоком питания с избыточной мощностью на 700, 800 или даже 1000 ватт. Это случай, когда не подходит поговорка «запас карман не тянет», ведь покупка дорогого блока питания заметно бьет по карману, а сумма, потраченная на мощность, которая никогда не пригодится, могла бы обеспечить покупку более производительного процессора и видеокарты.
Блок питания с избыточной мощностью большую часть времени будет работать в зоне низкого КПД, впустую тратя электричество, ведь офисная нагрузка или интернет-серфинг практически не нагружают процессор и видеокарту. Включение блока питания сопровождается зарядом входного конденсатора, который имеет большую емкость на мощных моделях, что сопровождается резким скачком потребления тока и даже может вызывать срабатывание систем защиты в распределительном щитке 220 В.
Защита от перегрузки по току — OCP, в мощных блоках питания имеет высокий порог срабатывания и иногда может принять короткое замыкание в цепи питания материнской платы или видеокарты за допустимую нагрузку, что чревато выгоранием зоны VRM.
Покупка мощной, но недорогой модели, когда можно купить качественную модель средней мощности
На первый взгляд, Aerocool VX PLUS 800W предпочтительнее, а учитывая, что он может отдать 744 ватта по линии 12В, его должно хватить даже для мощного ПК. Но если присмотреться к соперникам повнимательнее, можно заметить между ними огромную разницу.
Aerocool VX PLUS 800W построен на бюджетной платформе Andyson с групповой стабилизацией напряжений, он использует бюджетные конденсаторы JunFu и даже не имеет сертификата 80 PLUS. Еще он отличается очень высокими пульсациями напряжений и довольно шумным вентилятором, достигающем 1000 об/мин уже при нагрузке в 250 ватт.
Неподходящий форм-фактор или длина блока питания
Современные блоки питания делятся на несколько форм-факторов. Самый распространенный, используемый в большинстве ПК — форм-фактор ATX, имеющий габариты 8,6х15х14 см. Есть и более компактные форм-факторы для небольших корпусов — SFX, SFX-L, TFX и совсем крохотные Pico-PSU. Довольно частая ошибка начинающих пользователей — покупка блока питания форм-фактора ATX в компактный корпус. Путают пользователи и компактные форм-факторы блоков питания между собой.
Мощные блоки питания зачастую имеют длину, превышающую стандарт ATX. Например, у EVGA 850 GQ она больше на 40 мм, что может создать проблемы даже в обычных корпусах. Длинный блок питания может не влезть в корпус, перекрыть нижнее вентиляционное отверстие или отверстие для укладки проводов за задней стенкой. Поэтому перед покупкой блока питания обязательно уточните характеристики вашего корпуса.
Недостаточно разъемов, например, для подключения видеокарты или накопителей
Нередки ситуации, когда бюджетный блок питания куплен и установлен в ПК, после чего выясняется, что на нем не хватает нужных разъемов питания, например, видеокарты, накопителей или процессора. Например, есть только один разъем питания 6 пин PCI-E, а видеокарта требует 6+2 пин PCI-E. Или на блоке питания есть один разъем 6+2 пин PCI-E, а видеокарта требует два разъема питания 6+2 пин PCI-E.
С подобной проблемой можно столкнуться и при покупке довольно мощных блоков питания вместе с производительными комплектующими: топовые видеокарты, например, GeForce RTX 3080, могут требовать трех разъемов питания 6+2 пин PCI-E, а многоядерный процессор для разгона — 8+4 пин.
При использовании бюджетного железа с низким энергопотреблением проблему недостачи разъемов можно решить с помощью переходников питания, но полностью безопасным можно признать только использование переходников Molex—SATA. И если на вашем блоке питания не хватает разъемов — это сигнал для его замены, так как в этом случае и мощности, скорее всего, тоже не хватает.
Недостаточная длина кабелей
С тех пор, как блоки питания в корпусах ПК стали переезжать вниз, пользователи столкнулись с недостаточной длиной проводов даже на качественных моделях. Чаще всего не хватало длины для провода питания процессора, ведь его в большинстве корпусов надо проложить за поддоном материнской платы и вывести к разъему. Производители начали выпускать новые ревизии блоков питания с удлиненными проводами, но и сейчас можно встретить ситуацию, когда у бюджетной модели провод не дотягивается до разъема питания процессора.
Если ваш процессор потребляет мало энергии, можно решить эту проблему с помощью удлинителя, но лучше заменить блок питания, ведь пользователи подобных переходников жалуются на обугливание проводов и выход из строя комплектующих. А если не хватает длины кабелей питания накопителей, можно смело использовать переходник-удлинитель.
Внимание только на сертификаты 80 PLUS и мощность в названии
Сертификаты 80 PLUS показывают энергоэффективность блока питания, его способность работать при определенной загрузке с определенным КПД. Чем выше КПД блока питания, тем меньше мощности уходит в потери и тем меньше он греется. Сертификаты 80 PLUS косвенно указывают на качество изготовления блока питания, и топовые модели обычно имеют сертификат 80 PLUS Gold и выше. Среди бюджетных моделей сертификаты 80 PLUS и 80 PLUS Bronze стали обычным делом, поэтому полагаться только на них при выборе блока питания не стоит.
Не стоит полагаться и на мощность в названии блока питания, ведь в наше время наиболее загруженной и важной линией питания является линия 12 вольт, а возможность устройства отдать по ней мощность обычно отличается от цифр в названии. Особенно высок этот разрыв в бюджетных моделях с устаревшими схемами. Там можно наблюдать ситуацию, когда блок питания с «450W» в названии по линии 12 вольт может выдать только 360 ватт.
Покупка модели с высоким уровнем шума
Со всей тщательностью стоит подойти к выбору блока питания по шумовым характеристикам, особенно если остальные комплектующие в вашем ПК работают тихо. Вентилятор обычно повышает свои обороты с ростом энергопотребления, и чтобы понять, насколько шумным будет устройство, нужно найти его обзор с графиком работы вентилятора, узнать, каково будет энергопотребление вашего ПК в простое, работе и играх.
Если вы играете в наушниках или остальные компоненты вашего ПК не отличаются тишиной под нагрузкой, стоит обратить внимание только на обороты вентилятора при небольшой нагрузке — 100–150 ватт. Очень тихим режимом работы можно считать обороты вентилятора примерно до 600 в минуту, тихим — до 800, умеренным по шуму — до 1000.
А вентилятор с 1200 об/мин и выше обычно уже заметно выделяется на фоне остальных вентиляторов в ПК. Уровень шума зависит и от типа подшипника вентилятора — гидродинамические работают тихо, а вот потрескивающий шум от шарикоподшипника может выделяться на фоне тихого ПК даже на низких оборотах.
Еще один источник шума — дроссели в блоке питания, которые могут жужжать под определенными нагрузками или в сочетании с определенными комплектующими. Есть серии блоков питания с тихими вентиляторами, пользователи которых жалуются на шум дросселей, узнать такую особенность можно, только изучив отзывы владельцев.
Выбор только по бренду
Еще одна ошибка при выборе блока питания — приверженность определенному бренду. Пользователи часто считают определенный бренд топовым и рассчитывают получить высокое качество, покупая даже бюджетное устройство. Но «начинка» подавляющего количества блоков питания изготавливается лишь несколькими производителями, а потом продается под другим брендом. Поэтому «начинку» от Channel Well Technology (CWT) можно встретить в блоках питания Chieftec, Deepcool, Thermaltake, а от FSP и HEC — в блоках питания be quiet! или Cooler Master.
При этом цена за практически одинаковые модели может различаться чуть ли не вдвое, а переплачиваем мы за нюансы устройства кабельной системы блока питания, вентилятор, упаковку, дополнительный срок гарантии и, конечно же, за бренд. Поэтому не стоит безоговорочно доверять какому-либо из брендов. Читая обзоры блоков питания, стоит разобраться в том, можно ли купить подобную начинку еще дешевле. Узнать производителя платформы, которую используют многие популярные модели блоков питания, можно на сайте realhardtechx.com.
Выводы
Как видим, количество характеристик, которые стоит учесть при выборе блока питания, намного больше, чем его цена, мощность и сертификат 80 PLUS. А чтобы не совершить ошибку, надо подойти к выбору блока питания со всей тщательностью: читать обзоры и отзывы владельцев, либо спрашивать совета у опытных пользователей на форумах. А наградой станет качественный и надежный блок питания, который переживет не один апгрейд вашего ПК.
Резюмируя, можно отметить главное: не стоит экономить при покупке блока питания. При выборе бюджетных моделей стоит отдать предпочтение современным схемам на преобразователях DC-DC, встречающимся, например, в сериях Cooler Master MWE, CHIEFTEC Core BBS, Chieftec Proton. Сертификат 80 PLUS Bronze и выше лишь косвенно говорит о качестве устройства, а вот в сочетании со сроком гарантии более трех лет уже является неплохим маркером качественной модели.
И главное — не забывать о запасе по мощности, который позволит блоку питания работать тише и меньше греться.
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?