¿Cómo se puede calcular el tiempo de carga de la batería de un teléfono celular? [duplicar]

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Supongamos que tengo una batería de 20 AmpHour a 4 V (como en, la capacidad real de la batería es de 80 vatios por hora). Y estoy usando un cargador de 10V 2A para cargarlo (este es un cargador de 20 vatios). ¿Cómo se puede calcular el tiempo de carga?

¿Son 4 horas?

Nota: El tiempo de carga definitivamente no es 20Ah / 2A = 20h como lo indica mucha gente, ya que estos números están cerca de los valores reales para la mayoría de los teléfonos inteligentes de carga rápida hoy en día, y el tiempo de carga debería ser del orden 1 hora).

Nota 2: explique utilizando los fundamentos de la física, en lugar de fórmulas oscuras.

Dado que el cargador está a 10 V y la batería a 4 V, ¿cómo afecta esto a la carga?

    
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No nos dice qué voltaje se requiere para cargar su batería de 4 V, por lo que supongamos que es de 5 V.

Regulador / cargador lineal

  • Si usamos un regulador de voltaje lineal o un cargador, podemos bajar los 10 V a 5 V y podemos extraer 2 A de la fuente de alimentación. La energía en la batería será 5V x 2A = 10 W. La potencia disipada en el regulador será 5V x 2A = 10 W. La eficiencia será del 50%.
  • El tiempo de carga sería \ $ \ frac {Ah ~ capacidad} {actual} = \ frac {20Ah} {2A} = 10 ~ h \ $ si la batería pudiera almacenar toda la energía. Como la batería se calienta durante la carga, sabemos que parte de la potencia de entrada se está perdiendo, por lo que 12 h puede ser una mejor estimación.

Buck charger

El uso de un convertidor de voltaje inverso es más eficiente y, al reducir el voltaje, se puede aumentar la corriente. Supongamos que podemos obtener uno con un 85% de eficiencia.

$$ V_O \ cdot I_O = \ eta V_I \ cdot I_I $$ donde \ $ \ eta \ $ es la eficiencia. A partir de esto podemos calcular la corriente de salida máxima

$$ I_O = \ eta \ frac {V_I \ cdot I_I} {V_O} = 0.85 \ frac {10 \ cdot 2} {5} = 3.4 ~ A $$

El tiempo de carga ideal será \ $ \ frac {Ah ~ capacidad} {actual} = \ frac {20Ah} {3.4A} = 5.9 ~ h \ $ así que diga 7 horas permitiendo pérdidas de calor.

Espero que las fórmulas no fueran demasiado oscuras. ; ^)

    
respondido por el Transistor

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