原來“不能充著電打電話”說法太片面了,真正的原因在這裡

前些日子看了一篇關於火電、水電、核電、風電、太陽能發電對發燒音質影響的段子,看了哈哈一笑之後,感觸頗多。我國的科學文化教育基本都是普及型教育,涉獵很淺,偏向於應試,而不是偏向於應用,所以多數學生畢業之後在本專業也是雛得很,況且很多很多人,壓根就沒有機會學習專業科學知識。所以造成了很多人在科技方面人云亦云,自己不明就裡,很多偽科學知識傳播甚廣。

原來“不能充著電打電話”說法太片面了,真正的原因在這裡


舉個大家在朋友圈常見的例子:不能插著充電器打手機。相信很多人都深信不疑,因為中央臺都報道過,這個還有假嗎?下面我就簡單介紹一下這其中的奧秘。

大家現在給智能手機充電的充電器塊頭都比較小,常見的都是外殼是小小的塑料方塊,一個方向是市電插頭,另一個方向是USB插座,插充電線連接手機用的。這個充電器屬於一個降壓設備,它的作用是把危險的220V交流市電轉換成安全的5V直流電供給手機充電使用,俗稱“變壓器”,在類型上屬於開關電源。大家熟悉的變壓器,就是以前那種鐵芯繞著線包很大很重的那種,那種鐵芯變壓器降壓整流的直流電源叫做“線性電源”,現在為了降低成本,便於攜帶,也提高轉換效率,手機充電器普遍採用了“開關電源”,下面舉一個簡單的例子,說說線性電源和開關電源的基本區別。

假設說,我們在一個杯子的底部鑽了一個孔,有水的話就會以恆定的速度流出,那麼要保持這個杯子裡指定的水位,做為線性電源的話,就是把自來水變換成小細管,讓水注入的速度等於下面水流出的速度,這樣就可以基本保持水面高度(水位)的恆定;而開關電源則是換了一個思路,我可以每間隔很小一段時間向杯子快速開一下水龍頭,水面剛低於要求水位開水龍頭,剛高於要求水位水龍頭就關,這樣一直不停的開關水龍頭,也可以保持水位的相對恆定。


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上圖為變壓器線性電源

在上面的例子裡,要求的水位相當於輸出電壓,杯子下面水流出的速度相當於用電電流,杯子就是儲能元件(起電能緩衝作用),控制水龍頭開關的東西就相當於開關控制電路。這就是開關電源的基本工作原理。當然,這僅僅是原理而已,大家可不要自己去用手去做通斷試驗啊,因為開關電源的開關頻率都達到幾百KHz,你用手最快也就是2個Hz吧,會出人命的。

說完了基本原理,大家可能會注意到,開關電源是直接控制市電通斷的,雖然電壓降低了,但是如果直接輸出的話,在接通的瞬間也是會電死人的,這種開關電源叫做非隔離式開關電源(下面注意,重點來了),而我們日常用的,都是隔離式開關電源。隔離式開關電源增加了一個前後級隔離變壓器,電能依靠變壓器隔離傳遞,二是為了防止電路板上高壓側對低壓側空氣擊穿、感應、潮溼電阻導致的市電串入低壓側輸出,國家強制性要求電路板上前後級必須有物理隔離距離,通常是中間切割一個數MM的縫隙。這是正規廠家生產隔離式開關變壓器的兩個基本安全措施。而非正規廠家生產的隔離式開關變壓器,除了元件質量低劣,最重要的是設計不科學,製作不精細,導致在新的時候,或者不充電的時候工作正常,但是一旦大電流狀態或者使用時間長就會出問題。


原來“不能充著電打電話”說法太片面了,真正的原因在這裡


上圖為常見的手機充電器(隔離型開關電源)

現在終於可以解釋為什麼“充電的時候不能打電話”了。新聞上說,在充電狀態下打電話,有的電死人了,有的手機起火了,甚至有的在充電狀態手機起火了。這是因為,現在手機充電器輸出基本都是1000MA(也就是1個安培),有的達到2000MA,輸出電流越大,則充電器功率越大,這都是與手機的充電電流相匹配的,手機充電假設是1000MA,打電話時屏幕亮起需要額外的幾百MA,而打電話的通信模塊瞬間消耗的電流也能達到幾百個MA,這樣在打電話的時候充電,手機充電器確實要承受比較大的衝擊,好在正規的廠家早就預料到了這一點,所以正規的手機充電器設計餘量都是比較大的,在通話時即使手機屏幕亮著打電話也是不會超過設計值的,所以可以放心打電話。

但是一些非正規的充電器(那些只看便宜不看質量和牌子的朋友們懺悔吧),在設計的時候功率餘量都很小或者根本達不到設計值,這樣普通充個電或許還湊合,但是一旦屏幕長時間亮著,再打個電話,消耗功率上升,隔離變壓器線圈漆包層會逐漸發熱燒燬,這就相當於前後級線圈直接連接在一起,造成要命的220V市電直接通過手機充電線竄入手機,如果你的手機是塑料外殼會燒壞手機,如果是金屬外殼,燒燬手機就是小事了,你可能會當場觸電死亡(現在明白為什麼報道電死人的都是蘋果手機了吧)。還有關於前後級物理隔離間隙的問題,有的山寨充電器壓根就沒有隔離間隙,有的很小,這樣在電路板受潮、有灰塵的時候,會形成一個等效電阻,市電就會通過這個等效電阻串入後級,輕的會產生“麻電”的感覺,嚴重的也會電死人。

看這些關於手機充電打電話電死人的新聞時,大家注意一個問題了沒有,電視上播的新聞後面都有記者調查,最終結果都是使用了非原廠、非正規廠家生產的充電器,說白了就是山寨充電器才出事的,但是網絡上流傳的那些新聞,基本上都把後面的記者調查部分截掉了,為的就是危言聳聽,多賺點擊量,而點擊量後面,是巨大的廣告投放利益鏈。還有大家注意那些“高仿”,外面看不出來,賣都跟正品一個價,或者便宜一點點,這些充電器真的是坑死人。

除了充電器,還有充電線。大家真的以為20塊錢一條的線跟3塊錢一條的線看起來一樣粗細就沒有區別了嗎?大家可以買回去對比充電試試。雖然一條線不至於引起危險,但是20塊錢一條的線,1個半小時能充滿手機,3塊錢一條的,一個晚上你也充不滿。把這兩條線用剪刀剪開你自己看看裡面的銅絲就啥都明白了。為什麼線細的充電慢?因為充電的過程中,充電線上要通過1A以上的電流,假設好的線電阻0.2歐姆,那麼消耗在線上的電壓就是0.2V,這樣到達手機的電壓就是5-0.2=4.8V,而如果差的線電阻可以達到1歐姆,那麼達到手機的電壓就是5-1*1=4V,而4V電理論上是永遠充不滿手機電池的,因為手機電池的充電截止電壓是4.2V(也就是充滿電的電壓)。

那有的朋友問:你囉嗦了這麼多,就直接說怎麼買充電器吧。

不少朋友問過我這個問題,其實,手機自帶的原裝充電器非常耐用,也是最安全充電最快的,原裝充電器是給手機充電的最佳選擇,所以,奉勸我的朋友們,原裝充電器,千萬千萬千萬別弄丟了。

如果很不幸原裝充電器丟了,第一選擇當然是到專賣店或者某東或者某貓等網店的品牌旗艦店去購買原裝充電器,退而求其次的選擇,購買國產大品牌生產的副廠充電器,比如某勝這個牌子的就很不錯。


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