¿Porqué los portátiles utilizan un voltaje relativamente alto?
(Es una mera duda existencial)
En los portátiles tanto las baterías como los transformadores utilizan tensiones cercanas a los 20v, sin embargo, los USBs y HDMI usan 5v el procesador y gráfica ≈1'5v dejando solo a la iluminación de la pantalla y al lector de CDs con 12v la pregunta es ¿por qué la batería no es de 5v y la pantalla, ventilador y lectora se diseñan para funcionar a esta corriente haciendo así más eficiente el uso de batería y su vida mayor? ¿Acaso existe algún ordenador portátil que funcione ya así. Alguno cómo el último macbook?
Gracias por sus aportaciones👌
3 Respuestas
El empleo de una tensión relativamente alta a la entrada de los portátiles, responde al hecho de que cuando hay que suministrar cierta potencia eléctrica y al mismo tiempo, ahorrar energía al máximo, resulta mejor que la corriente no sea muy intensa (recuerde que la potencia es igual al producto de la tensión por la corriente).
Por otra parte, cualquier ordenador debe cumplir con los estándares establecidos para las conexiones con el exterior del mismo, como el USB.
En cuanto a las bajas tensiones que se utilizan en los procesadores, hay una razón fundamental para que así sea: La rapidez con que tienen que funcionar. Me explico:
En los circuitos de conmutación (unos y ceros), el gasto de energía tiene 3 partes.
1) Las pérdidas por saturación de los transistores cuando conducen.
2) Las pérdidas por fugas de los transistores cuando están bloqueados.
3) Las pérdidas por la conmutación, es decir por el paso de uno a otro estado.
La tecnología de los materiales semiconductores ha avanzado tanto, como para que las dos primeras sean cada vez menos importantes, pero la tercera resulta más importante que ellas, debido a la cada vez más alta frecuencia de trabajo de los procesadores. Esto unido a que la densidad de elementos activos (transistores) en los "chips", es cada vez más grande, de utilizar una tensión más alta, el calor generado en los mismos elevaría la temperatura demasiado para un buen funcionamiento, a pesar de estar siempre refrigerados.
Por fortuna, pasar de una tensión a otra, puede hacerse ahora fácilmente con pocas pérdidas, mediante los reguladores por conmutación.
No se inquiete, el ahorro de energía al máximo en los ordenadores portátiles, para que la batería dure más, es la principal preocupación de los diseñadores desde su primeros modelos, y las soluciones adoptadas son muy estudiadas para ello.
Tratare de eliminar tu "duda existencial"
En electricidad,... existen unos principios básicos, que "mandan" sobre los parametros que se utilizan en todos los circuitos eléctricos,... son éntre otros,... las leyes de Ohm. .. Watt . Kirchoff,... y según se comportan las diferentes magnitudes, como són,.. los voltios,.. ohmios, .amperios,.. watios,... éstas magnitudes són interdependiente unas de otras,... por ejemplo,... te lo expongo facil y sencillo.
Los voltios que precisa tu ordenador, dependen de la resistencia que tenga el circuito,.. por los amperios que necesite (V = I * R) y/o de la potencia del PC éntre los amperios que necesita (V = W / I) a sú vez, la potencia del Pc. Está en función de los voltios que utiliza por los amperios que necesita el Pc (W = V * I) o bien, de los voltios que utiliza (al cuadrado) entre los Ohmios de sú resistencia,.. (W = V^2 / R ) ... en "Roman "Paladino" como ejemplo,... si quieres tener una carretera para que circulen muchos coches cada hora por élla,... .ésta debe de ser,... Ancha con buen firme,... y no Estrecha y con baches.
Puertos USB,... en efecto, como bien dices, éstos puertos son de 5 Volt. Pero, por normativa técnica solo entregan hasta 500 mA. De corriente, (excepcionalmente, otros especiales entregan hasta 1.000 mA ) por tanto, cualquier dispositivo que tenga mayor consumo no se puede utilizar en USB ... aparte, que un mayor consumo IMPLICA una mayor tensión (voltios) para la misma resistencia del circuito.
No debemos confundir los alimentadores, con las baterias ... utilizan diferentes principios,... aunque pudieran entregar similar corriente y tensión.
Pedro,... no se si continuarás con tu duda "existencial" de ser asi,.. está claro que no me supe explicar,... por éllo te pediria disculpas y,.. quizás otro colega sepa comunicartelo más facil para tu mejor entender.
Perdona, ... pero se me olvidó decir algo sobre tu referencia hacia el último macbook.
No se a que tensión trabaja éste nuevo ingenio, pero lo cierto es, que las leyes sobre las magnitudes que se dan en todas las clases de circuitos eléctrico - electrónicos son fijas e invariables,... como te decía más arriba,...
Si un dispositivo consume los mismos Amperios/hora a 12 voltios, que otro a 19 volt. Es sencillamente porque el circuito completo de los 12 V. ofrece menor resistencia al paso de la corriente (intensidad - Amperaje) y... ¿por qué ofrece menos resistencia? ... Aquí ya tenemos los nuevos diseños electrónico - tecnológicos, que permiten emplear materiales conductores con un indice menor de resistividad, aplicando tecnologías para que dicha resistividad no aumente en el tiempo por efecto Joule, ya que,... la resistividad de los conductores aumenta con el calor,... (Ohm. * m.* t. ) En parte también por la influencia de los campos magnéticos, que duda cabe, si logramos tener menor disipación de calor, tendremos más ahorro energético en ese circuito,... para ello,
... Las nuevas generaciones de disipadores, pasivos y activos (nuevos ventiladores) y nuevos materiales,... contribuyen a mantener el efecto Joule "controlado" ... obteniendo éntre otras ventajas, ... (tu duda) la de utilizar menores voltajes, ... pudiendo óbtener mayor potencia, al disminuir la resistencia,... es decir ... W = V^2 / R
Va una aclaracion extra:
Las baterias de las portatiles, son todas de Litio (ion litio, polimero de litio, etc...) tienen dos caracteristicas basicas:
-Son capaces de almacenar hasta doce veces mas energia en el mismo tamaño y peso de otras baterias o pilas (Niquel Cadmio, o pilas alcalinas, por ejemplo)... Asi que para usos en moviles, son practicamente "unica opcion" si no queremos que el movil sea pesado como un ladrillo.
-La curva de tension de salida en funcion de la descarga de las baterias de Litio... es PESIMA por decirlo de algun modo: Mientras que una pila alcalina entre plena carga y descarga total varia apenas un 10%, una de Litio baja en forma constante el votaje... hasta un 60% del valor de "Carga completa". Asi que, por ejemplo, en un Smartphone, a "carga completa" tiene casi 5 voltios, y cuando el telefono te indica "poca carga"... ya cayo a solo 3,1 voltios... y el telefono se apaga solo.
Entonces, para una Computadora Portatil, con una bateria de Litio de 20 Voltios "a plena carga", cuando este "casi descargada", tendra 13 o 14 voltios... y eso sera apenas suficiente como para que la fuente pueda mantener los 12 voltios de algunas partes de la maquina.
Por eso se ven obligados a usar una tension APARENTEMENTE muchisimo mayor a la necesaria.
Ahora... si usases una bateria antigua de Plomo-Acido, podrias poner una de solo 12 voltios sin problemas... pero eso si: La maquina "portatil" te pesaria unos 20 kilos.
Uoh uoh, esa es la respuesta. Las demás son fantásticas, sin duda; gracias a You el super y Botijo Antiguo. Pero esta a sido sencilla de entender y eficaz. Gracias de verás