近年來(lái),智能手機整體硬件發(fā)展迅猛,但電池技術(shù)卻缺乏突破。所以我們只好沒(méi)日沒(méi)夜的充電,移動(dòng)電源(充電寶)背包里、數據線(xiàn)纜帶身邊。一部智能手機一年要消耗多少電量呢?合著(zhù)電費是多少元,怕是沒(méi)多少人知道吧?
作為一個(gè)初中物理學(xué)的還可以的人,小編決定來(lái)計算一下。為了避免廣告嫌疑,也為了具有代表性,下面我們以iPhone 6為例,看看它一年到底要用多少度電。
一、1度電是多少能量? 為了計算一度電能充滿(mǎn)多少塊電池,我們首先要把兩者轉成同樣的單位,這樣才有可比性。最基本的能量單位是焦耳(J)。 首先是家庭用電,單位是度,也就是千瓦時(shí),是一種能量單位:1度=1千瓦時(shí)=1KW·h。下面就用千瓦時(shí)來(lái)作為計算單位,比如電吹風(fēng)的功率是1千瓦,那它開(kāi)一個(gè)小時(shí)至少耗電1度(還有損耗)。 根據公式:功等于功率乘以時(shí)間(W=Pt),我們將能量單位都換算成焦耳(J),以便比較。 W1=1度=1KW·h=1000w·3600s=3600000J 我們把一度電的能量記為W1,下面我們將一塊iPhone 6手機電池的能量記為W2。
二、1塊電池有多少能量? 手機電池的單位是“毫安時(shí)”(mAh),其實(shí)毫安時(shí)不是能量單位,而是電量單位。中學(xué)物理告訴我們,電量=電流x時(shí)間,電量的單位是庫倫(C)。1庫倫等于1安培乘以1秒,1mAh=0.001A·3600s=3.6C。 其實(shí)手機電池的容量單位是電量單位,之所以用mAh這個(gè)單位,實(shí)際上是為了計算使用時(shí)間時(shí)候的方便,比如1500mAh的電池,我們可以輕松計算出當輸出電流為150mA,這塊電池可以用10個(gè)小時(shí)。 要計算電池的能量,還需要用到電池的另一個(gè)參數:電壓。普通智能手機,以iPhone4為例,電池電壓為3.82V,電池容量為1810mAh,就可以計算出iPhone 6電池的能量。 W2=Pt=UIt=3.82V·1810mA·1h=3.82V·1.81A·3600s=24891.1J 然后我們用一度電的能量來(lái)除一下: n=W1/W2=3600000J/24891.1J=144.63 也就是說(shuō)一度電可充滿(mǎn)144塊iPhone 6電池。按一塊電池差不多用一天來(lái)計算,一度電可以讓我們的手機用144天,F在市面上主流的智能手機,電池參數與iPhone 6都差不多,電壓從3.7V到5V,容量一般為2500mA時(shí)左右,我們也可以用同樣的計算方法。 再來(lái)看看我們1kW的電吹風(fēng),電吹風(fēng)吹一秒耗能1000W×1s=1000J。一塊手機電池的能量夠吹幾秒呢?24891.1/1000J=24.89s,也就是不到25秒。
三、充電的損耗不可忽略 兩度電就可以讓我們的智能手機用380天么?這中間還有一個(gè)過(guò)程并未考慮:充電器的損耗。充電器的轉換率并不是百分之百。 很多人可能并不知道的是,充電器實(shí)際上只是一個(gè)把220V交流電變成5V直流電的電源,控制充電過(guò)程的電路實(shí)際上在手機里,而不在充電器里。 現在的手機充電器的效率非常高,一般在90%以上。充電的過(guò)程有約10%的電能變成了熱能損耗,體現在充電器會(huì )微微發(fā)熱。 我們按照90%的效率來(lái)計算,一度電從插頭出來(lái),經(jīng)過(guò)充電器,充到電池內,還剩0.9度,那也足夠用144.63×0.9=130.1天了。也就是說(shuō),3度電就足夠手機用一年了。
四、簡(jiǎn)單粗暴的結論 1、一度電的能量相當于144多塊iPhone4電池的能量; 2、按一塊電池用一天來(lái)計算,一度電可以讓我們的手機用130天; 3、算上充電器的損耗,iPhone 6使用一年,只用不到3度電; 4、一度電按照北京的價(jià)格0.485元計算,iPhone 6用一年電費不到2元; 5、一塊充滿(mǎn)的手機電池,如果用來(lái)驅動(dòng)一個(gè)1KW的電吹風(fēng),只能吹不到25秒。 |