تفاوت ظرفیت اسمی و واقعی پاوربانک و نحوه اندازه گیری آن

غیرقابل انکار است که پاوربانک‌ها با افزایش عمر باتری دستگاه‌های قابل حمل، به ویژه گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها، تا حد زیادی زندگی ما را آسان کرده‌اند. اما اگر برای مدت طولانی کاربر یک پاوربانک باشید، ممکن است متوجه شده باشید که بین ظرفیت اسمی باتری و شارژ واقعی منتقل شده به دستگاه تفاوت وجود دارد که البته دلیلش تفاوت پاوربانک ها در برخی مشخصه‌های فنی و ساختاری آن ها است.

ظرفیت اسمی باتری ظرفیتی است که از لحاظ تئوری شرکت سازنده برای پاوربانک ذکر می‌کند. در حالی که ظرفیت واقعی ظرفیت شارژی است که پاوربانک به صورت عملی قادر به انتقال آن است. ممکن است قدری گیج کننده به نظر برسد که چرا ظرفیت پاوربانک ها اعلام شده توسط شرکت سازنده با آن‌چه در عمل رخ می‌دهد متفاوت است.

درک ظرفیت واقعی یک پاور بانک

اکثر پاوربانک‌ها دارای باتری‌های لیتیوم یون (Li-Ion) یا لیتیوم پلیمر (Li-Po) و مدارهای الکترونیکی هستند. این باتری‌ها از سلول‌هایی با ولتاژ 3.7 ولت استفاده می‌کنند. انواع دیگری از باتری‌های لیتیومی وجود دارند که با ولتاژهای مختلف مانند 3.6 ولت، 3.8 ولت عرضه می‌شوند. باتری‌های لیتیومی ممکن است از یک سلول یا چند سلول ساخته شوند. اگر باتری از یک سلول ساخته شده باشد، نرخ ولتاژ همان سلول خواهد بود. اگر باتری لیتیومی از چندین سلول ساخته شده باشد، نرخ ولتاژ بر اساس پیکربندی اتصال سلول‌ها به یکدیگر  مشخص می‌شود. با این حال، اغلب پاوربانک‌ها با باتری های لیتیومی 3.7 ولتی عرضه می‌شوند. این عدد ولتاژی است که سازندگان برای محاسبه ظرفیت تئوریک پاور بانک‌های خود استفاده می‌کنند. بنابراین وقتی یک پاوربانک با ظرفیت 10000 میلی آمپر ساعت می‌بینید، این عدد ذکر شده بر اساس مقدار 3.7 ولت است.

با این حال، هنگامی که از پاور بانک‌ها برای شارژ دستگاه‌های الکترونیکی از طرق پورت‌های USB مورد استفاده قرار می‌گیرند، ولتاژ 3.7 ولت را تامین نمی‌کنند. بلکه ولتاژی معادل 5 ولت که استاندارد USB است را به دستگاه منتقل می‌کنند. اگر به یکی از پورت‌های خروجی هر پاوربانکی نگاه کنید، به احتمال زیاد یکی از مقادیر زیر را در کنار آن خواهید دید: 5V/1A، 5V/2A، 5V/2.4A و غیره. 5V نشان دهنده ولتاژی معادل 5 ولت است و نه 3.7 ولت. بنابراین وقتی 3.7 ولت اصلی به 5 ولت عرضه شده تبدیل می‌شود، ظرفیت نیز کاهش می‌یابد. همین طور در پاوربانک فست شارژ 20000 وارتا به عنوان یکی از بهترین شارژر همراه با ظرفیت بالا می‌توان با انجام محاسباتی ساده متوجه شد که در اصل چقدر ظرفیت داشته و تا چند بار می‌تواند دستگاه شما را شارژ کند. ظرفیت متناسب با 5 ولت را می‌توان با فرمول زیر محاسبه کرد:

ظرفیت بر اساس 5 ولت: (3.7 ولت x ظرفیت اسمی) / 5 ولت

به عنوان مثال، اگر بخواهیم یک پاوربانک 10000 میلی آمپری را محاسبه کنیم، ظرفیت واقعی آن خواهد بود:

ظرفیت 5 ولت: (3.7 ولت x 10000 میلی آمپر ساعت) / 5 ولت = 7400 میلی آمپر ساعت

همانطور که مشاهده می‌کنید، ظرفیت عرضه شده در واقع 26 درصد کمتر از ظرفیت اسمی و تبلیغ شده است. اما این همه ماجرا نیست! ظرفیت واقعی پاوربانک ها حتی از این عدد نیز کمتر است. این مساله به دلیل عامل دیگری رخ می‌دهد که معمولا در نظر گرفته نمی‌شود: تلفات برق.

تاثیر تلفات برق بر قدرت پاوربانک

همانطور که قبلا ذکر شد، پاور بانک‌ها دارای ولتاژ 3.7 ولتی هستند، اما در واقع برای شارژ گوشی هوشمند شما نیاز به تامین 5 ولت دارند. بنابراین ولتاژ از طریق یک مدار مبدل که بین باتری پاوربانک و دستگاه شارژ شده قرار دارد، افزایش می‌یابد و تلفات اولیه برق را متحمل می‌شود. علاوه بر این، باتری‌های دستگاه‌های الکترونیکی که با پاوربانک شارژ می‌شوند لیتیومی بوده و با ولتاژ 3.7 ولت کار می‌کنند، که به این معنی است که تبدیل برق دیگری از درگاه USB تاباتری گوشی انجام می‌شود و تلفات برقی دیگری را رقم می‌زند. و نکته آخر اینکه کابل USB نیز به دلیل مقاومت داخلی خود باعث افزایش تلفات برق می‌شود. البته که تهیه یک کابل و شارژر مناسب و استاندارد می‌تواند تا حد زیادی از آسیب رسیدن به دستگاه شما جلوگیری کند. بنابراین برای سنجش توان شارژدهی یک پاوربانک از رتبه بازدهی آن سخن می‌گویند. به طور کلی این بازدهی بین 80 تا 90 درصد است. رتبه بازدهی و کارایی از یک پاوربانک به پاوربانک و از یک برند به برند دیگر متفاوت است، اگرچه بسیاری از تولیدکنندگان ترجیح می‌دهند چنین اطلاعاتی را در دفترچه راهنما در اختیار مشتریان قرار ندهند و آن را فاش نکنند.

موارد تاثیرگذار بر میزان تلفات برق

• کیفیت باتری

کیفیت باتری بسیار در میزان دوام آوردن شارژ مهم است. اگر باتری پاوربانک یا گوشی شما کیفیت پایینی دارد، پس از چند دوره شارژ، تلفات برق بیشتر خواهد شد. باتری با گذشت زمان انرژی کمتری را ذخیره و ارائه می‌کند.

• مدار الکترونیکی

به دلیل  تبدیل ولتاژ، مقدار مشخصی از توان به شکل گرما از بین می‌رود. هرچه کیفیت مدار الکتریکی و جنس رساناهای آن کمتر باشد، میزان تلفات برق بیشتر خواهد بود.

• عمر باتری

هر چه بیشتر از پاوربانک استفاده کنید باتری ضعیف‌تر می‌شود. باتری‌های قدیمی که از چرخه شارژ خود فراتر رفته‌اند نسبت به باتری‌های جدید تلفات برق بیشتری خواهند داشت.

• ذخیره سازی

برق به شکل گرما اتلاف شده و از بین می‌رود. اگر از پاوربانک در محیطی با دمای بالا استفاده می‌کنید، نرخ بهره‌وری باتری آن کاهش می‌یابد. این بدان معناست که پاور بانک در تلاش برای تبدیل ولتاژ، توان بیشتری را از دست خواهد داد. بهتر است از پاوربانک در یک منطقه با دمای خنک استفاده کنید.

بنابراین، ظرفیت واقعی باتری به کیفیت پاوربانک شما بستگی دارد. هرچه پاوربانک بهتر باشد، انرژی کمتری در طول تبدیل ولتاژ از دست می‌رود، که به آن نرخ بازده نیز می‌گویند. هر چه میزان بازده بالاتر باشد بهتر است. میانگین راندمان یک پاور بانک 85 درصد است. پاوربانک‌های باکیفیت معمولا بازدهی‌ای بالاتر از 85 درصد دارند.

نحوه محاسبه ظرفیت واقعی پاوربانک

همان‌طور که دیدیم، هم تبدیل ولتاژ و هم رتبه بازده فاکتورهایی هستند که در هنگام بررسی توان شارژدهی و ظرفیت واقعی پاوربانک باید در نظر گرفته شوند. سپس، ظرفیت و توان  واقعی پاوربانک را می‌توان با استفاده از فرمول ساده زیر بدست آورد:

ظرفیت واقعی: 3.7 ولت x ظرفیت تبلیغاتی x راندمان (به صورت اعشاری) / 5 ولت

اجازه دهید یک نمونه را با یکدیگر مورد بررسی قرار دهیم. برای مثال پاور بانک 10000 میلی آمپر Xiaomi Mi Power Bank PRO را در نظر بگیرید. منتقدین رتبه بازدهی این پاوربانک را 93 درصد ذکر کرده‌اند که در میان پاوربانک‌ها ظرفیت خوبی به حساب می‌آید. این عدد در واقع در مشخصات فنی تحت عنوان “نرخ تبدیل” آمده است:

اگر به عنوان مثال در نظر گرفته شود، محاسبه ظرفیت واقعی به شرح زیر است:

ظرفیت واقعی: (3.7V x 10000 mAh x 0.93) / 5V = 6882 mAh

این محاسبه نشان می‌دهد که تنها 68.82 درصد از ظرفیت اسمی‌ای که شرکت سازنده اعلام کرده، از لحاظ عملی در دسترس است و قابلیت ارائه شارژ به گوشی و تبلت شما را دارد. بنابراین یک پاوربانک با ضریب کارایی 0.9، تنها 0.666 ظرفیت خواهد داشت. به عبارت دیگر، تنها دو سوم از ظرفیت اسمی را می‌توان در نظر گرفت. بنابراین، اگر می خواهید ظرفیت واقعی یک پاوربانک را بدانید و بفهمید هر پاوربانک چند بار گوشی را شارژ می کند ، اما ضریب کارایی آن بی‌خبرید، می‌توانید تخمین بزنید که در بهترین حالت حدود دو سوم از ظرفیت اسمی آن به صورت واقعی در اختیار شما قرار دارد. با این حال، ظرفیت واقعی از سازنده‌ای به سازنده دیگر متفاوت خواهد بود. به صورت میانگین با در نظر گرفتن طیف وسیعی از انواع پاوربانک‌های موجود در بازار، یک مطالعه نشان داده است که شما می توانید تا 40 درصد تفاوت بین ظرفیت آگهی شده و ظرفیت واقعی یک پاوربانک پیدا کنید.

تست ظرفیت پاوربانک

بدون باز کردن دستگاه نمی‌توان تفاوت ظرفیت اسمی و واقعی پاوربانک را به صورت دقیق دانست، اما صرف نظر از این امر، اندازه گیری خروجی USB با روش‌هایی امکان‌پذیر است. برای انجام این روش، یک کابل USB به یک پاوربانک با شارژ کامل متصل می‌شود. در حالی که کابل دیگر قطع است و چهار سیم رنگی دیگر عایق می‌شوند. سپس یک مقاومت 5 اهم به ترمینال سیاه و قرمز، پایه شماره 1 و 4 متصل می‌شود. در این حالت جریان 1 آمپر یا 1000 میلی آمپر از آن عبور می‌کند زیرا 5 ولت خروجی استاندارد USB است. ولتاژ با یک ولت متر برای چند ساعت تعیین شده با توجه به ظرفیت پاوربانک مورد نظارت قرار می‌گیرد. اگر باتری پاوربانک به همان تعداد ساعتی که در ظرفیت ذکر شده دوام بیاورد، ظرفیت واقعی آن است. در واقعیت این ظرفیت به دلیل تلفات برق و توان بازدهی کمتر از حد انتظار خواهد بود. به عنوان مثال، برای یک پاوربانک 12000 میلی آمپر ساعت، جریان ثابت 1 آمپر در ساعت به مدت 12 ساعت باید دوام بیاورد. با این حال، ولتاژ زودتر از آن‌چه بر اساس اطلاعات دستگاه اعلام شده به محدوده‌ 4 الی 3 ولت کاهش خواهد یافت. یعنی تقریباً دو سوم ظرفیت (8 ساعت)، که نشان دهنده ظرفیت واقعی پاوربانک است. با دانستن ظرفیت اسمی و ظرفیت واقعی پاوربانکی که در اختیار دارید میتوانید به خوبی برنامه ریزی داشته باشید.

نحوه محاسبه رتبه بازدهی پاوربانک

گفتیم از دلایلی که می‌توان برای تفاوت ظرفیت اسمی و واقعی پاوربانک در نظر گرفت، رتبه بازدهی است. برای اینکه بتوانیم رتبه بازدهی را محاسبه کنیم سراغ فرمول ذیل با استفاده از ظرفیت واقعی می‌رویم:

بازدهی (به صورت اعشاری) = )ظرفیت واقعی x (5V / (V3.7 x ظرفیت اسمی)

برای مثال اگر یک پاوربانک به مدت 8 ساعت برق 5 ولت را تامین کند، رتبه بازدهی چنین محاسبه می‌شود:

راندمان (به صورت اعشاری) = (8000 میلی آمپر ساعت  x 5V)  / (V 3.7 x 12000 میلی آمپر ساعت) = 0.90

همان‌طور که دیدیم ظرفیت واقعی پاوربانک به عوامل متعدد و متنوعی بستگی دارد. تولیدکنندگان نمی‌توانند ظرفیت واقعی و نرخ بازدهی دقیق آن را از پیش ذکر کنند زیرا برخی از عوامل موثر بر تلفات انرژی باتری وابسته به دستگاه یا دمای محیطی است که پاوربانک با آن شارژ خواهد شد. بنابراین در عوض، فقط ظرفیت باتری داخلی را اعلام می‌کنند. اما عواملی مانند نرخ بازده و دوام ظرفیت شارژدهی در نسبت با عمر پاوربانک، وابسته به کیفیت ساخت شرکت تولید کننده است. هنگام خرید احتمالا ملاک‌هایی چون وزن، ابعاد و زیبایی و همچنین ظرفیت پاوربانک و تنوع پورت‌ برای شارژ دستگاه‌های مختلف را از پیش در ذهن داشته‌اید. اکنون با مطالعه این مقاله دانستیم نرخ بازدهی پاوربانک از عوامل مهم و تاثیرگذار در خرید پاوربانک و برآورده کردن رضایت خاطر کاربران در تجربه کاربری و تعداد دفعات شارژ است. پاوربانک وارتا محصولی معتبر از یک برند آلمانی مطرح است که طیف متنوعی از پاوربانک را با ظرفیت‌های شارژ مختلف و امکاناتی چون پورت‌های متنوع و یا شارژ وایرلس در اختیار کاربران قرار می‌دهد. اما همه این‌ها مزیت اصلی برند وارتا نیست. آن‌چه که وارتا را از سایر برندها متمایز می‌کند، کیفیت ساخت باتری درونی دستگاه، سیستم پیکربندی، جنس مدار و مواد رسانای آن است. همه این موارد در نرخ بازدهی مطلوب یک پاوربانک مطلوب موثر است که شما به صورت یک‌جا در برند معتبر وارتا و از سایت آنارام می‌توانید آن را بیابید.

جمع‌بندی

به طور کلی، برای انتخاب پاوربانکی که مطابق با نیازهای فردی باشد، مهم است که ظرفیت بیشتری نسبت به ظرفیت دستگاه در نظر بگیرید و درمورد تفاوت ظرفیت اسمی و واقعی تولید آن ها نیز مطالعه و دانش قبلی داشته باشید. اما این تنها شاخص نیست. در واقع، کاربران باید از نرخ بازدهی و تبدیل انرژی الکتریکی آن آگاه باشند تا تنها فریب ظرفیت اسمی دستگاه را نخورند. اما به صورت کلی می‌توانید درصد 66.6 را به عنوان میانگینی از ظرفیت واقعی یک پاوربانک در نظر بگیرید. هرچه پاوربانکی که خریداری می‌کنید درصد بیشتری از این میانگین را برآورده کند، کیفیت بالاتری دارد.