Домашний компьютер № 7 (121) 2006 - Домашний_компьютер (онлайн книги бесплатно полные .txt) 📗

Поэтому с инженерной точки зрения выносной блок представляется очень изящным решением, к тому же резко удешевляющим разработку: габариты уменьшаются, предохранителей можно не ставить, испытания на прочность изоляции не проводить и т. д. Со всех сторон замечательно, кроме одной — потребительской. «Ноутбучные» блоки питания, которые соединяются с сетью проводом с вилкой, тоже не слишком удобны, но все ж не в такой степени, как блоки питания со встроенной вилкой. Последние еще уместны для мобильных устройств, но решительно не вписываются в стационарные. Мало того, что «встроенные вилки» занимают кучу места, так еще и производятся по самым причудливым стандартам, — в результате блок либо не достает до контактов розетки, либо вываливается оттуда. Но блоки такие распространены, так что ворчать попусту, — давайте лучше посмотрим, как они выглядят с точки зрения основного назначения — преобразования переменного тока в постоянный.

На нижней ступени иерархии находятся дешевенькие нестабилизированные источники, которые, судя по их начинке, монтируются изящными ручками китайских женщин во мраке шанхайских трущоб. Не уверен, существуют ли еще шанхайские трущобы, но то, что изделия такого класса отечественный монтажник советской выучки просто не решился бы продемонстрировать мастеру — это факт. Тем более поразительно, что в отличие от изделий упомянутых монтажников китайские блоки питания весьма надежны.

Построены такие источники по классической схеме: трансформатор — выпрямительный мост — сглаживающий конденсатор. При этом трансформаторы маломощны, и такой блок не требует даже предохранителя: при перегрузке первичная обмотка трансформатора, выполненная из тонюсенького провода диаметром 0,02-0,04 мм, сама является неплохим предохранителем. Правда, указанное на шильдике номинальное напряжение соответствует тому, что вам покажет тестер приблизительно при 70-80% номинальной же нагрузки. На холостом ходу это напряжение может превышать номинальное раза в два, а под полной нагрузкой блок может и не справиться.

Так вот, для современной электроники все эти недостатки не имеют ровным счетом никакого значения. Копеечный стабилизатор на входе девайса — и любое напряжение в пределах от 6 до 18 В превратится в весьма качественное пятивольтовое питание. Поэтому для потребителя устройства, использующие подобные дешевые блоки, — самые удобные: в случае чего можно взять любой подобный блок (лишь бы не меньший по мощности), и все заработает (часто их даже специально делают с универсальным «паучком» разъемов на конце). Могут вам попасться блоки, имеющие переключатель полярности — их лучше от греха подальше не использовать: 99% всех устройств имеют конфигурацию, при которой с плюсом соединен внутренний контакт штыревого разъема.

Куда сложнее, если это фирменный блок со стабилизацией — тут его никаким 100-рублевым китайским не заменишь: стабилизатор встроен в сам блок, а не в устройство. Наиболее надежный способ отличить такие блоки — померить напряжение на холостом ходу: если оно, с небольшими отклонениями, равно указанному на шильдике, — это стабилизированный блок. Тогда, в случае чего, необходимо либо добиваться замены фирменного (стоящего, зачастую, заоблачных денег — надо же как-то компенсировать содержание сервисной сети!), либо подыскивать аналогичный, не меньшей мощности по току, но того же напряжения. Стоят такие блоки гораздо дороже нестабилизированных, но все же существенно меньше фирменных.

Есть еще один распространенный вариант — выносное зарядное устройство: чаще всего «народные массы» сталкиваются с ними в мобильниках. Зарядники разных фирм, как правило, несовместимы (по разъемам), что доставляет кучу неудобств: мы с женой с самого начала «мобильной жизни» на пару покупаем аппараты одного производителя только затем, чтобы не путаться в этих зарядниках. Маркетологи могут потирать руки: они добились, чего хотели. Ведь никаких технических препятствий к тому, чтобы сделать, по крайней мере, мобильные телефоны, КПК и прочие гаджеты совместимыми по зарядникам — нет 13, что и доказывает отечественное устройство D-421 от компании Vegavolt. Различные универсальные зарядники предлагают сегодня и другие компании — в частности, хорошо известная на российском рынке Acme Power. Например, модель AP MF1828 работает на солнечных батареях, то есть готова заряжать любую мобильную технику хоть в центре пустыни Такла-Макан.

Сам я эти штучки в руках не держал, но многолетний опыт работы в качестве руководителя службы КИП заставляет меня сомневаться, что кардинальное решение проблемы совместимости лежит на пути создания универсальных зарядных устройств с кучей хвостиков и переходников. Никакие приборы, даже предназначенные для специалистов, не должны иметь существенных частей, которые приходится хранить отдельно — последние имеют способность безо всяких дополнительных усилий с вашей стороны исчезать бесследно, причем скорость исчезновения обратно пропорциональна их физическим размерам. Освободившись от кучи зарядников, вы приобретаете новую головную боль — гарантированный многочасовой поиск именно того хвостика, что позарез нужен именно в данный момент…

Связь между энергией, временем и электрическими величинами была установлена еще в первой половине XIX века Джоулем (вы наверняка помните его закон сохранения энергии). Для начала нужно твердо вызубрить, что мощность есть количество энергии в единицу времени. Если энергию измерять в джоулях (Дж), то мощность будет в джоулях в секунду (Дж/с), эта величина получила название ватт (Вт или W). Разницу между энергией и мощностью легко проиллюстрировать на примере фотовспышки, развивающей мощность до нескольких киловатт, но всего на 1/1000 долю секунды — энергия затрачивается при этом мизерная, эквивалентная той, что выделяется при горении всего одного (не поверите!) миллиграмма бензина.

Уяснив таким образом понятие мощности, можно перейти к основным способам измерения электрических параметров источников питания. Так, надпись на компьютерном блоке питания «350 W» означает то, что он может питать нагрузку с такой (или меньшей) мощностью. Если мощность нагрузки будет выше, то БП или сгорит, или напряжение на его выходе упадет до неприемлемой величины, отчего компьютер начнет сбоить. Здесь все просто и очевидно.

Куда сложнее обстоит дело с автономными (электрохимическими) источниками. Для них важна не столько мощность, сколько общее количество запасенной в них энергии, которое и определяет продолжительность работы девайса. Эту энергию можно расходовать по крупицам (в наручных часах с ЖК-дисплеем) или расточительно (на цветной TFT-экран какой-нибудь «пальмы») — меняется только время работы, а количество израсходованной энергии остается постоянным.

Считать энергию можно, разумеется, в джоулях, но на практике это неудобно. Удобнее считать, например, в ватт-часах — подчеркиваю, что это не ватты в час, то есть не дробь, а именно ватт-часы, то есть произведение. Емкость в 50 Втч означает, что нагрузка 50 Вт будет работать ровно 1 час, или нагрузка в 10 Вт будет работать 5 часов. В ватт-часах принято считать емкость, например, аккумуляторов для ноутбуков. Кстати, и в быту электрическую энергию измеряют в тех же величинах — вы платите за истраченные киловатт-часы.

Для батареек и пальчиковых аккумуляторов все еще хитрее. Их емкость принято считать в миллиампер-часах (мАч). Откуда взялась эта единица, и как она связана с энергией? Самым непосредственным образом: тот же Джоуль установил, что мощность в электрических цепях есть произведение тока на напряжение, то есть ампер на вольты, которые дадут те же ватты. И если мы поделим ватт-часы на вольты номинального напряжения источника (что для батареек есть, грубо говоря, величина постоянная и, как мы знаем, равная примерно 1,5 В), получим ампер-часы. Измеренная в них емкость источника пропорциональна истинной емкости в единицах энергии. Таким образом, аккумулятор 2000 мАч, может отдавать ток 2000 мА (2 А) в течение часа, что эквивалентно емкости приблизительно в 3 Втч.