Question

Сколько Ватт электроэнергии нужно для полной зарядки сотового телефона?

С нуля до 100%.

Answer 1

Для начала нужно определить энергетическую емкость аккумулятора, измеряемую в ватт-часах (или в мегаджоулях). Обычно она указывается на аккумуляторе вместе с емкостью в ампер-часах, если же таковая не указана -- ее можно приблизительно определить, умножив емкость на среднее напряжение, которое для литий-ионных аккумуляторов составляет 3,7-3,8 В.

КПД литий-ионного аккумулятора -- 95%. Также нам надо оценить КПД зарядного устройства, встроенного в сам телефон. Обычно в смартфонах зарядное устройство построено по принципу линейного регулятора и его КПД равен отношению напряжения на аккумуляторе к напряжению на входе. Однако напряжение на аккумуляторе переменное: оно сначала растет от 3,3 В (условно полностью разряженный аккумулятор) до 4,35 В (у большинства современных аккумуляторов), а затем остается на этом уровне до окончания заряда. Первый этап длится ~70% времени, второй -- ~30%. В первом приближении рост напряжения при заряде можно считать линейным, так что за этот этап среднее напряжение 3,825 В и КПД 76,5%. За второй КПД 87%. Средний по циклу КПД 79,7 ~ 80%.

КПД сетевого блока питания обычно составляет ~ 80%. Осталось перемножить эти значения, что дает 61%.

Итого, пусть у нас аккумулятор на 4000 мА*ч, что равно 15,2 Вт*ч. С учетом КПД от сети будет потреблена энергия 25 Вт*ч.

Для комментаторов про "поколение ЕГЭ": ватт-час равен 3600 Дж.

Answer 2

Упрощенно говоря, чтобы найти искомое значение, нужно количество ампер.часов, которое потребил аккумулятор во время зарядки, умножить на среднее напряжение заряда, которое составляет около 4.0 вольт. Но этого мало. Нужно еще учесть КПД самого процесса заряда, который в современных устройствах равняется около 80%. Теперь можно посчитать. Возьмем для примера совершенно новый и очень качественный аккумулятор емкостью 6000 мА.ч. Для упрощения примем емкость в ампер-часах.

6 • 4 : 0,8 = 30 Вт.ч.

Совершенно понятно, что этот расчет приблизительный. Более точное значение можно получить, если подключить зарядное устройство через электронный измеритель мощности.

<hr />

Answer 3

Напряжение батареи сотового телефона чаше всего 3,7 вольта. Емкость её тоже известна (она, между прочим, сильно разная и для каждого телефона своя, так что дать однозначный ответ на этот вопрос по определению невозможно). Ну возьмём для круглого счёта 4000 мА-часов. Это даёт заряд в 14400 Кл. Вот если этот заряд умножить на напряжение, то и получится "чистая" энергия, которая потребуется для полной зарядки вот этой батареи от нуля: 53,3 кДж.

Ясное дело, что от розетки придётся откушать больше, потому что кпд как зарядрного устройства, так и контроллера батареи (да и самого процесса заряда) меньше единицы.

Answer 4

Я не физик, но думаю так, что тут речь нужно вести о затраченной электроэнергии не в Ваттах (телефон может заряжаться зарядными устройствами, имеющими разную мощность), а Ватт/часах. Помножьте мощность зарядного устройства (в Ваттах) на всё необходимое время (в часах) заряжания телефона и получите нужное значение.