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May 28 手机与电源适配器——请将它们远离有段时间不写技术文章了,这篇文章其实很早就想发;稿子也不是今天写的,在我电脑里躺着有段日子了。
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我知道很多人看题目不知道我想要说什么,手机我想我不用多做解释;电源适配器通俗讲就是变压器、稳压器之类,对于我们来说主要是指笔记本电脑的电源适配器;
在这里我有必要简单介绍一下电源适配器的工作原理:简单来说,我们可以把笔记本电脑这种简单家电的小型电源适配器看做一个变压器,最简单的变压器是高二物理课中所提到的双绕组变压器,主要由两个绕组和穿过这两个绕组的共同磁路构成。与电源相连取得电功率的绕组称为一次绕组或主绕组,相应的与负载电路相连的输出端绕组称为二次绕组或副绕组。两个绕组都缠绕在铁芯上。
变压器的工作原理即通过电磁感应原理,利用2次电磁转化达到“变压”的目的;主绕组通电产生感应磁场,感应磁场作用于副绕组,在接通负载电路时即产生感应电流。铁芯在这里起到了加强磁场,增加效率的作用。通过调整主绕组和副绕组缠绕匝数的不同,便可以得到不同的输出电压:
设主绕组电压相量为Ua,匝数为Na;副绕组电压相量为Ub,匝数为Nb,则有:
Ua : Ub = Na : Nb
与普通变压器不同的是,电源适配器往往多一个过程,即在变压过程完成之后,低压电流再经过一个整流稳压电路(类似二极管原理,将交流电的震荡稳流),即得到了我们需要的低压直流电。
以上情况均为理想情况下,在实际工作过程中还有许多问题,比如磁漏,电路损耗等等,而我们要特别拿出来讨论的是副绕组的逆向感应电流所引起的问题。
在看上面的分析的时候我想有同学已经在想一个问题了:既然主绕组的电流可以产生感应磁场影响副绕,那么当副绕组接通外部负载电路产生电流之后是否也会对主绕组产生影响呢?
答案是肯定的,电流确是变化的,根据副线圈的变化电流而变化,只有感应电流的产生与原线圈的电流有关系;在理想的等匝数系统中,副线圈产生的电压虽然都是220V(这也是理想的电压,实际电压是变化的),负载大电流就大,负载小电流就小,副线线圈的电流产生的感应电流反过来影响原线圈中的电流,也就有了理想情况下的,输入功率等于输出功率。
用简单的话说,主副绕组之间的电流关系在实际情况下与诸多因素有关,磁场的相互影响主副绕组中的感应磁场/电势;
我知道有人快看疯了,进入正题:
经过我的亲自试验——华硕、宏基、惠普、联想的笔记本电源适配器,在正常工作过程中,如果在其附近施加强磁场干扰,会导致其产生“休眠”。这其实算是笔记本适配器的一种自我保护方式,也是保护笔记本的一种方式。近距离的强磁场干扰会引起变压器主副绕组磁场发生紊乱,从而导致输出发生相应问题,当这种紊乱程度达到足以伤害适配器或笔记本的时候,电源适配器就会自动出于保护性目的暂时停止工作;
于是又有人会问了:这和我有什么关系?我寝室哪里来的强磁场干扰?
我相信现在再看题目大家就都明白了,没错,我们的手机其实就是一个极强的辐射干扰源,其辐射干扰足以使电源适配器进入“休眠”状态。
更严重的,当产生这种状态的过程中,由于两个辐射源磁场相互强作用,我们无从知晓是否会有更严重的辐射危害出现。并且,现在越来越频发的笔记本电脑电源适配器损伤也与此有关。
在此,希望同学们在使用笔记本电脑时将手机尽量远离电源适配器,尤其在来电和短信高峰期。这点对于平常使用笔记本时取下电池的同学尤为重要,因为对于你们来说一旦电源适配器进入“休眠”状态,笔记本就会直接关机,有可能导致无法估量的数据损失。
另外,电源适配器在进入“休眠”之后在同一插座上会暂时失效,即使你拔下插头重新插上电源适配器也毫无反应。正确的“唤醒”方式是将电源适配器的两端都拔下(电源插头和连接笔记本的输出插头),静置2~5分钟后其会自动恢复正常;如果你比较着急,也可以将电源适配器两端都拔下之后,插在另外的插座中即可快速恢复正常(跑到隔壁寝室插一下就行)。
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物理一直是我最喜欢的学科,07、08年新疆的高考理综卷我还都一一认真做过;这其实涉及到的都是高二物理的内容,还好没忘记。不过我觉得这是一个很不错的切入点,我物理止步在高中水平,在这个问题中其实还有很多细节问题值得探讨,比如电磁辐射的具体相互作用过程,保护电路的分析等等,我是心有余而力不足了,学物理或者电子的同学可以试着做成一个小课题研究。
另外,关于手机辐射我在收集资料,希望能整理成一个完整的关于手机辐射的相关问题合集。这其实是为我自己做的,手机辐射在我身上已经有一些明显症状了,我不希望再出现在其他人身上。健康,比什么都重要。
以上
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