Apple güç kaynağı: kalın AC kablosu, ince DC kablosu - neden?

Apple güç kaynağı çok kalın, esnek olmayan bir AC kablosu (duvar prizinden dönüştürücüye) ve çok ince, esnek bir DC kablosundan (dönüştürücü bilgisayardan) oluşur:

Neden? Kablolardaki akımlar karşılaştırılabilir olmalıdır, değil mi?

EDIT: dönüştürücü üzerindeki etiket diyor:

• giriş: 110-240V ~ 1.5A 50-60Hz
• çıkış: 16.5V = maksimum 3.65A

EDIT2: bkz. ThinkPad güç adaptörü (hp / dell & c'ye benzer tipik kablolar)

Daha kalın (Apple'dan) DC kısmı ve daha ince (Apple'dan) AC kısmı vardır ve derecelendirilmiştir

• giriş: 100-240V ~ 1.5A 50 / 60Hz
• çıkış: 20V = 3.25A

Karakteristikler benzer gibi görünüyor - kablolar neden DC cable thickness/ oranında bu kadar farklı AC cable thickness?

EDIT3: bkz. AC Adaptörde System76 Pangolin için AC adaptörü (toprak dahil olmak üzere 3 telli)

Yukarıdakine benzer olarak derecelendirilmiştir ve Apple kablosundan daha kalın bir DC parçasına ve daha ince bir AC parçasına sahiptir.

EDIT4: Lenovo / ThinkPad kabloları yetersiz tasarlanmış gibi gözüküyor , bu da gözlemlenen kablo kalınlığı tutarsızlığını açıklıyor!

Kabloların boyutu, içindeki bakır iletkenin boyutuna bağlı değildir - bu kablonun oldukça küçük bir kısmıdır. Yığınların çoğu elektrik yalıtımından gelir.

Kısa devre olmaması için elektrik kablosunun yalıtılması gerekir. Voltaj ne kadar yüksek olursa, gereken yalıtım o kadar kalın olur.

Kalın şebeke güç kablonuz, şebeke voltajına dayanacak şekilde yalıtılmıştır. Ülkenizde bu 110 VAC; ülkemde 230 VAC. Bunun üzerine, yalıtım geçici voltaj yükselmelerine ("dalgalanmalar") dayanmalıdır - AS1660.3 , çok damarlı esnek bir kablonun beş dakika boyunca 3.000V AC hi-pot testine dayanması gerektiğini belirtir, bu nedenle yalıtım, 3.000V RMS veya 4.200 V pik değerine dayanır .

Diğer yandan, ince DC kablosu sadece 12 VDC'ye dayanmalıdır. Bu hatta voltaj yükselme şansı yoktur, çünkü güç kaynağının tasarımı onlara izin vermez. 12 VDC'den minimal elektrik çarpma riski vardır. Bu nedenle bu kablonun çok fazla yalıtıma ihtiyacı yoktur ve oldukça ince olabilir.

Gerilim ve yalıtım kalınlığı arasındaki ilişkiyi vurgulamak için aşağıdaki gibi kablolar alabilirsiniz:

Bakır iletken, kablonun toplam çapına göre nispeten küçüktür. Yalıtımın kalınlığına dikkat edin (beyaz malzeme). Kablonun bu kısa devre kesimi herhangi bir işarete sahip değildi, ancak bu en az 132.000 VAC için derecelendirildi ve yalıtım daha kalın.

DC kablosundan geçen akım aslında AC kablosundan birkaç kat daha fazla akım olacaktır (açıklama biraz takip eder), ancak AC kablosunun daha kalın olmasının nedeni akım taşıma kapasitesinden ziyade operatör güvenliği ile ilgilidir.

Şebeke teli, tekrar tekrar bükülme, aşınma veya darbe ve sonuçta oluşan kablo hasarı durumunda ek güvenlik sağlamak için çok daha kalın bir yalıtıma (ve tamamen tesadüfen daha kalın iletken kesitine) sahiptir .

Temel olarak, eğer iletken bir şekilde yalıtım hasarı nedeniyle açığa çıkarsa, bir kişi şebeke voltajı taşıyan bir iletkenle temas ederek ciddi şekilde zarar görebilir. DC kablo ile temas, daha düşük voltaj nedeniyle elektrik çarpması riski taşımaz.

Akım Tahmini:

Güç ana kablo vasıtasıyla güç dönüştürücü etkinliği olacak x DC tarafında enerji sarfiyatı, ayrıca genel / durgun güç bir parçasıdır. Yani, 110 Volt'luk bir şebeke kaynağı,% 80 verimlilik, ihmal edilebilir durgun güç ve cihaza 5 Watt güç sağlayan 5 Volt DC çıkışı varsa, o zaman:

• P = V x I, böylece DC akımı I = 5/5 = 1 Ampere
• AC tarafından çekilen güç: 5 / 0.8 = 6.25 Watts
• AC kablo akımı I = 6.25/110 = 0.0568 Amperes = 58.6 mA

Bu yüzden kesinlikle AC tarafındaki mevcut taşıma kapasitesi ile ilgili değil!

DC tarafındaki akım çok daha yüksek olacaktır. Ama aynı zamanda güç tuğlası ile sınırlı ve çok daha düşük bir voltaj. AC kablosunun kalın olması gerekir, çünkü dayanıklı olması gerekir. Kalınlığın çoğu yalıtım olacaktır.

Bir elma ürünü olduğu için cevap muhtemelen tasarımdır. Mümkün olduğunca ince olacak ve yine de yasal gereklilikleri yerine getirecek şekilde tasarlanmıştır.

Aslında, AC kablosunda akım daha düşük olacaktır. Muhtemelen daha yüksek hat voltajı taşıyan AC kablosunun dayanıklılık (fiziksel hasara karşı direnç) gereksinimleriyle daha fazla ilgilidir.

UL gereksinimleri, özellikle güç adaptörünün AC tarafı için geçerlidir ve AC ev voltajlarını ileten herhangi bir kablo için karşılanması gereken belirli bir set veya gereksinimleri belirtir . Apple, bu kabloyu mümkün olduğunca ince hale getirirken, mevcut taşıma kapasitesi, yalıtım, yüksek potansiyel yaylar ve arızalar ve kesim, ısı, esneklik ve aşınma direnci de dahil olmak üzere fiziksel dayanıklılık.

Tek gereksinim, 120VAC RMS'ye ark olmadan dayanmak ve 1 ampere kadar hareket etmek olsaydı, çok daha ince yapabilirlerdi.

UL gereklilikleri oldukça titizdir.

DC kablosunun minimum boyutunda dört kısıtlama vardır:

1. anma gerilimi
2. Anma akımı
3. bozulma derecesi (ürünün ömrü boyunca aşınma ve yıpranma / kötüye kullanım nedeniyle% x'den fazla voltaj / akım taşıma kapasitesini kaybetmesini beklemiyoruz)
4. kablo kullanılabilirliği

AC kablosunun minimum boyutu üzerinde dört kısıtlama vardır ve burada şok edici, tam olarak aynı dört sınırlamadır. Farklar tamamen voltaj ve akım değerlerinde. Her iki durumda da kablo güç kaynağı tarafından boyutlandırılmalıdır. DC durumunda kaynak güç kaynağıdır (bu da yük tarafından boyutlandırılır). Ac durumunda kaynak çıkıştır. NEC'nin sıkı bir şekilde yorumlanmasıyla, çıkış 115 voltta 20 amper sağlayabilir, ancak güç kaynağı 220 volt olarak derecelendirildiğinden, kablonun bir adaptör fişine takıldığını ve 30'a 20 amp priz takan kurulumlar olduğunu varsaymalısınız. amp devreleri (hapishaneler ve okullar bunu sever). Böylece kablo 220 volt 30 amperdeki bir arızayı idare edebilmelidir.

110 volt veya 220 voltluk bir kabloyu hiç görmedim. 300 volt ve 600 volt kablo yaygındır. Genellikle düşük voltaj kablolaması için 300 volt kablo ve ac tarafı için 600 volt kullanırlar. 14 ayar teli 20 amper taşıyabilir, ancak ısınabilir ve muhtemelen 30 amperlik bir dalgalanma altında başarısız olmaz.

Küçük cihazlar için esnek elektrik kablolarının boyutu esas olarak güvenlik hususları ile belirlenir. Çekirdekler mekanik gerilimlerden kopmayacak kadar kalın ve kısa devre olması durumunda sigorta / kırıcıdan önce buharlaşmayacak kadar kalın olmalıdır. Yalıtım ve kılıf, uzun yıllar yıpranma ve yıpranma sonrasında bile hala yeterli yalıtım sağlayabilecek kadar kalın olmalıdır.

Apple kablosunda bir topraklama kablosu vardır (garip bir şekilde güç tuğlasını kablo olmadan kullanmanıza izin veren adaptör peices açığa çıksa bile). Daha büyük anahtarlamalı güç kaynaklarında bir topraklama kablosu arzu edilir, çünkü temas akımlarının önemli ölçüde azaltılmasına izin verir.

Garip konektörün de bir etkisi olduğundan şüpheleniyorum. Apple, farklı kablo türleri için bu konnektörün varyantlarını tasarlamak istemeyebilir ve bunun yerine her yerde kabul edilebilir bir tip / boyut seçmeyi tercih edebilir. Diğer taraftan yonca yaprağı kabloları muazzam miktarlarda üretilmiştir, bu nedenle her ülkenin özellikleri için varyantlar tasarlamak daha mantıklıdır ve commoditisatoin, Çin'deki tehlikeli satıcılar için uyumlu olmayan ürünleri itmek için çok daha fazla alan sağlar.

Öte yandan DC çıkış kablosu önemli bir güvenlik riski olarak kabul edilmez, bu nedenle boyutu çoğunlukla satıcıların verimlilik ve iyi görünüm arasında uzlaşmasına bağlıdır. Apple, makinelerinin mağazada şık görünmesini istiyor, bu kadar ince kablo.