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Perché i caricabatterie per computer hanno bisogno di quei grandi adattatori? Perché non puoi semplicemente collegare i dispositivi alla presa di corrente con un cavo?

Bentornati ad un'altra fantastica edizione delle domande di cultura generale!

294 utenti della rete avevano questa curiosità: Spiegami: Perché i caricatori per computer hanno bisogno di quei grandi adattatori? Perché non puoi semplicemente collegare i dispositivi alla presa di corrente con un cavo?
Spiegami: Perché i caricabatterie per computer hanno bisogno di quei grandi adattatori? Perché non puoi semplicemente collegare i dispositivi alla presa di corrente con un cavo?

Ed ecco le risposte:

La corrente che esce dalla presa è corrente alternata (AC). La potenza utilizzata dal computer è la corrente continua (CC). Il power brick del tuo laptop sta convertendo AC in DC. Sta anche abbassando la tensione da 40 V è qualcosa di più adatto per caricare il tuo laptop batteria. Tipicamente 12V a 19V.

(davvero Spiegami)

L'energia proveniente dalla presa è come un idrante antincendio. Hai mai visto un idrante antincendio sgorgare? Questo è un sacco di potere! Ma i computer oi telefoni non possono sopportare quella quantità di energia, un po'come se non potessi bere direttamente da un idrante antincendio: verresti sbalzato in aria!

Quindi i caricabatterie sono adattatori, che possono richiedere solo un po'di energia alla volta in un modo che i computer possono effettivamente utilizzare senza friggere dal sovraccarico.

Inoltre, l'alimentazione dal muro è “AC” (corrente alternata). Si muove avanti e indietro, un po'come la catena di una bicicletta in cui muovi i pedali, non completamente. Questo è un modo utile per trasferire energia perché è facile cambiarla a tensioni più elevate (come la forza della trazione della catena), utile per l'alimentazione a lunga distanza. Ma i computer hanno bisogno di corrente continua (DC), come tirare la catena costantemente in una direzione. La CC è più facile da utilizzare per l'elettronica e le batterie dei telefoni o dei computer possono funzionare solo con la CC. Gli adattatori eseguono la trasformazione necessaria.

La corrente alternata cambia la direzione del flusso di energia elettrica molte volte al secondo, insieme alla tensione. La corrente continua rimane alla stessa tensione e non cambia direzione. L'alta tensione AC è più facile da trasportare su linee elettriche a lunga distanza, ma il modo in cui i computer funzionano è impostando tensioni specifiche all'interno dei loro componenti, che altri componenti possono rilevare. Differenziano tra il rilevamento di una tensione specifica o una tensione prossima allo 0 e impostano la loro tensione di uscita in base a ciò che rilevano (gli 1 e gli 0 di cui le persone parlano provengono da qui). Questa distinzione ha bisogno della corrente continua per funzionare.

Il power brick, come altri hanno già detto, converte AC in DC e alla tensione specifica il esigenze del dispositivo. I computer desktop hanno la stessa configurazione, tranne per il fatto che il loro power brick si trova all'interno del case e invece di un singolo cavo di uscita che alimenta il computer, ne ha più. Un laptop alimenta tutto attraverso la scheda madre, un desktop alimenta direttamente alcuni dei suoi componenti più affamati di energia

Molto tempo fa alcuni laptop avevano il trasformatore all'interno caso, ma hanno presto deciso di spostarlo sul cavo per ridurre spessore e peso e rendere più facile l'uso del laptop in ogni paese indipendentemente dalla forma e dal voltaggio dell'alimentatore CA prevalente.

Oltre alle altre risposte, uno dei motivi per cui il power brick è così grande non è per la tensione più bassa, ma in realtà per la corrente assorbita alla tensione più bassa di cui ha bisogno un laptop.

C'è un 'triangolo' utilizzato nei calcoli di fisica, ovvero:

Potenza (Watt)

oltre

Tensione Corrente (Amp)

Questo è un modo rapido per convertire uno qualsiasi di loro – 2112 potere diviso per tensione ti darà corrente, diviso per corrente ti darà tensione ecc. E aiuta anche a illustrare una cosa sull'elettricità: tutti e tre i valori sono direttamente correlati tra loro. Se la potenza è costante, ridurre uno degli altri valori significa che l'altro deve aumentare. (NB. il simbolo della corrente è I, non A). Wattaggio (Potenza) è la misura di quanto “lavoro” può fare l'elettricità, quindi puoi regolare gli altri due valori su e giù ma ottenere comunque la stessa quantità di potenza.

Ogni laptop ha una potenza nominale diversa, ma tendono a una media di circa 20-55 Watt per un computer economico tuttofare. Alla tensione di rete, 40 i watt non sono niente – a 120V, è mezzo amp, e a 240V, è un quarto di ampere (vedi come funziona il triangolo? Raddoppia la tensione, dimezza la corrente). Tuttavia, i laptop utilizzano in media 19-20V. Quindi 40 I watt a bassa tensione richiedono un assorbimento di corrente di 3 ampere.

Il fatto con la corrente è che provoca un effetto di riscaldamento. Una corrente più alta produce più calore. I caricabatterie per piccole cose come torce/torce elettriche sono spesso molto piccoli perché il dispositivo richiede solo poche centinaia di milliampere, il che significa che non produce molto calore durante la ricarica. Anche se il caricabatterie produce una tensione molto bassa, il che significa che c'è una grande differenza tra l'ingresso e l'uscita, se la corrente di uscita è molto bassa, il caricabatterie può essere molto piccolo – per qualche motivo ricordo quanto piccolo fosse il caricabatterie per il mio Game Boy era, in parte perché era trasparente e potevo vedere il piccolo gruppo di elettronica all'interno dell'involucro, ed era sorprendentemente pulito. Da un ingresso 240V a un'uscita 3V, emette solo 300mA, quindi era abbastanza piccolo da stare nel palmo della mia mano.

I laptop che necessitano di molti amplificatori, tuttavia, devono prestare molta attenzione a come progettano gli alimentatori. Se stipati i componenti troppo vicini tra loro, possono surriscaldarsi facilmente. Quindi gli alimentatori sono più grandi per consentire ai componenti di essere distanziati a sufficienza per rimanere freschi.

Scoprirai che la quantità di corrente necessaria a un laptop influisce direttamente sulla dimensione del suo caricabatterie: il mio laptop da lavoro raggiunge il massimo a 55W, ma il mio grande laptop da gioco ha bisogno di un enorme 255W a pieno carico. Il power brick per quest'ultimo è il doppio delle dimensioni anche se entrambi funzionano a 19.5V. Questo serve, ancora una volta, per garantire che il mattone non si surriscaldi quando sta tirando al massimo.

È anche il motivo per cui i laptop funzionano a tensioni relativamente elevate per qualcosa alimentato a batteria: se la tensione si abbassa, la corrente aumenta per svolgere la stessa quantità di lavoro, quindi genererebbe più calore. L'esecuzione del tuo laptop medio a 5 V, o 3 V, farebbe sprecare così tanta energia quanto calore che non funzionerebbe a lungo con la batteria. 20V è diventato un valore confortevole – abbastanza alto da limitare la corrente dal surriscaldamento delle cose, ma anche abbastanza bassa da essere al sicuro se qualcosa va storto. Puoi essere gravemente ferito dalla tensione di rete, ma nel complesso, 20V è sicuro per gli umani e non ne otterrai un brutto colpo. Ci sono molti componenti di sicurezza elettrica nel power brick per assicurarsi che la tensione di rete non esca mai dall'estremità a bassa tensione se qualcosa si rompe, il che occupa anche spazio nel caricabatterie, ma ogni caricabatterie per laptop li ha. La differenza di dimensioni è principalmente per la quantità di energia che devono produrre.

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