هل تساءلت يومًا عن مقدار الطاقة اللازمة لإعادة شحن بطارية هاتفك الخلوي كل عام؟ كيف تؤثر إعادة الشحن الكامل على استهلاكك الشهري للطاقة؟ في هذه المقالة ، سنقوم ببعض الحسابات لتقدير هذا الرقم.
أولاً ، لنفترض أن بطارية هاتفك الخلوي أيونات الليثيوم، لديه القدرة الاستيعابية 3000 مللي أمبير، قيمة عالية حتى بالمعايير الحالية. الوحدة امبير (مللي أمبير - ساعة) يجب أن يتم تحويلها أولاً إلى أمبيرمراتثانيا، أو كولوم، من خلال عملية حسابية بسيطة نسبيًا: يجب أن نتذكر أن اختصارملي بقيمة 10-3 وهذه الساعة 3600 ثواني (3.6.103)، بشرط 1 ساعة لديه 60 الدقائقوكل دقيقة 60 ثانية. لذلك علينا:
لذلك يمكننا تقريب مقدار شحنة كهربائية داخل بطارية الهاتف الخلوي 11.103 أ ، وهذا هو ، 11000 ج.
شاحن أحدث الأجهزة أكثر كفاءة من أجهزة الشحن القديمة ، حيث تسخن بدرجة أقل ويمكن استخدامها التيارات الكهربائية من الى 2.0 أ. لذلك ، يمكننا تقدير متوسط الوقت من البضائع:
كمبلغ الشحن (ΔQ) هو 11000 درجة مئوية ، والتيار الكهربائي 2 أ، متوسط وقت إعادة الشحن هو تقريبًا:
ملاحظة: يمكن أن يتأثر وقت إعادة الشحن بعوامل متنوعة أخرى مثل درجة الحرارة وطاقة الشاحن.
وبالتالي ، لدينا أن متوسط إعادة الشحن ، في ظل الظروف المحددة ، يجب أن يأخذ متوسطًا 1.5 ساعات، منذ كل ساعة 3600 ثواني.
الآن من الضروري أن نتذكر تعريف القوة ، وهو السبب بين ال كمية الطاقة المنقولة، أو المستهلكة ، و الفاصل الزمني. وحدتك هي واط، وهو ما يعادل جوللكلثانيا:
في هذه الحالة ، P هو شاحن الطاقة الكهربائية، والذي يتم تحديده بواسطة منتج القدرهكهربائي (U) ، بالفولت (V) ، بالتيار الكهربائي (i) ، في أمبير (ال). لذلك علينا أن:
بافتراض الجهد الكهربائي (U) المستخدم بواسطة شاحن الهاتف الخلوي على أنه 5 فولت والتيار الكهربائي 2 أ، يجب علينا:
كم ننفق سنويا على إعادة شحن الهاتف الخليوي؟
بضرب شروط المعادلة أعلاه ، لدينا أن الطاقة المستهلكة في إعادة الشحن الكامل هي 15 واط أو 0.015 كيلو واط ساعة (نقسم على عامل ألف لاستخدام البادئة ك). وبالتالي ، فإننا نستهلك سنويًا ، في المتوسط ، 365 أضعاف هذه القيمة ، مما يؤدي إلى 5،457 كيلوواط ساعة سنوي. بتقدير سعر kWh كـ 0.50 ريال برازيلي ، يكون الاستهلاك حوالي 2.75 ريالاً برازيليًا.
العوامل التي يجب مراعاتها في التحليل
هناك عوامل أخرى يجب أخذها في الاعتبار بالطبع ، وأهمها كفاءة شاحن الهاتف الخلوي وهي لن يكون أبدا في 100%. بالإضافة إلى ذلك ، بمرور الوقت ، وبعد عمليات إعادة الشحن المتتالية ، تفقد بطارية الهاتف الخلوي بعضًا من سعتها التخزينية ، لذلك قد تختلف هذه القيمة.
استنتاج
تزداد الطاقة المستهلكة لإعادة شحن هاتف خلوي واحد لمدة عام تافهة استهلاك الكهرباء السكنية. وطنيا ، بمتوسط هاتف خلوي واحد لكل ساكن، هذا الاستهلاك يتجاوز نطاق 1 مليار كيلوواط ساعة، ذات قيمة صغيرة مقارنة بأكبر جزء من إجمالي الاستهلاك (السكنية والتجارية والصناعية) وهي عبارة عن 380 مليار كيلوواط ساعة ¹
بالإضافة إلى ذلك ، هناك طرق أخرى لإجراء نفس العملية الحسابية ، على سبيل المثال ، باستخدام طاقة الوضع الكهربائي المخزنة في البطاريات ، مما يؤدي إلى عمليات حسابية أبسط.
¹ للوصول إلى البيانات ، انقر فوق هنا.
بقلم رافائيل هيلربروك
تخرج في الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/quanto-custa-para-recarregar-bateria-seu-celular.htm
