संक्षिप्त जवाब:
हाँ; आप हमेशा कम से कम दीवार से अधिक बिजली के साथ यूएसबी पावर के लिए भुगतान करेंगे । न केवल ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों की आवश्यकता है, यह बिजली आपूर्ति के काम के तरीके में भी निहित है।
दीर्घ उत्तर:
हम कंप्यूटर की पूरी प्रणाली, इसकी आंतरिक बिजली आपूर्ति, इसके ऑपरेटिंग सर्किट और USB पोर्ट सर्किट्री को एक बड़ा, ब्लैक बॉक्स कहेंगे जिसे आपूर्ति कहा जाता है। इस चित्रण के प्रयोजनों के लिए, पूरे कंप्यूटर में दो आउटपुट के साथ एक ओवरसाइज़्ड यूएसबी चार्जर होता है: कंप्यूटर ऑपरेटिंग पावर, जिसे हम पीसी कहेंगे , और आउटपुट यूएसबी पावर, जिसे हम पु कहेंगे ।
एक रूप से शक्ति परिवर्तित करना, (वोल्टेज, करंट, फ्रीक्वेंसी), दूसरे से, और सर्किट के एक भाग से दूसरे भाग में शक्ति का संचालन करना, ये सभी शारीरिक प्रक्रियाएं हैं जो पूर्ण से कम हैं। यहां तक कि एक आदर्श दुनिया में, सुपरकंडक्टर्स और अभी तक आविष्कार किए गए घटकों के साथ, सर्किट सही से बेहतर नहीं हो सकता है। (इस सूक्ष्म संदेश का महत्व इस उत्तर के लिए महत्वपूर्ण होगा)। यदि आप एक सर्किट से 1W चाहते हैं, तो आपको कम से कम 1W में रखना चाहिए , और सभी व्यावहारिक मामलों में 1W से थोड़ा अधिक होना चाहिए । यह थोड़ा अधिक रूपांतरण में खो जाने वाली शक्ति है और इसे नुकसान कहा जाता है । हम लॉस पावर पीएल को कॉल करेंगे, और यह सीधे आपूर्ति द्वारा वितरित बिजली की मात्रा से संबंधित है। हानि लगभग हमेशा गर्मी के रूप में स्पष्ट होती है, और यही कारण है कि इलेक्ट्रॉनिक सर्किट जो बड़े बिजली के स्तर को ले जाते हैं, हवादार होना चाहिए।
कुछ गणितीय फ़ंक्शन है, (एक समीकरण), जो बताता है कि आउटपुट पावर के साथ नुकसान कैसे भिन्न होता है। इस फ़ंक्शन में आउटपुट वोल्टेज या करंट का वर्ग शामिल होगा जहां पावर प्रतिरोध में खो जाता है, एक आवृत्ति आउटपुट वोल्टेज या करंट से गुणा होती है जहां पावर स्विचिंग में खो जाता है। लेकिन हमें उस पर ध्यान देने की ज़रूरत नहीं है, हम उस अप्रासंगिक विवरण को एक प्रतीक में लपेट सकते हैं, जिसे हम f (Po) कहेंगे , जहाँ Po कुल आउटपुट पावर है, और इसका उपयोग आउटपुट पावर को नुकसान से बचाने के लिए किया जाता है। समीकरण Pl = f (Pc + Pu) ।
बिजली की आपूर्ति एक सर्किट है जिसे संचालित करने के लिए बिजली की आवश्यकता होती है, भले ही यह बिल्कुल भी उत्पादन शक्ति न दे रहा हो। इलेक्ट्रानिक्स इंजीनियर इसे विलक्षण शक्ति कहते हैं, और हम इसे Pq के रूप में संदर्भित करेंगे । उत्पादन शक्ति को वितरित करने के लिए बिजली की आपूर्ति कितनी कठिन काम कर रही है, इसके बारे में चौकस शक्ति निरंतर है, और बिल्कुल अप्रभावित है। इस उदाहरण में, जहां कंप्यूटर USB चार्जर को पॉवर देने के अलावा अन्य कार्य कर रहा है, हम Pq में अन्य कंप्यूटर फ़ंक्शन की ऑपरेटिंग शक्ति को शामिल करते हैं ।
यह सभी शक्ति दीवार के आउटलेट से आती है, और हम इनपुट पावर को कॉल करेंगे, Pw , ( Pi Pl की तरह भ्रामक दिखता है , इसलिए मैंने Pw को वॉल-पावर के लिए स्विच किया )।
तो अब हम उपरोक्त को एक साथ रखने के लिए तैयार हैं और यह वर्णन करते हैं कि ये शक्ति योगदान कैसे संबंधित हैं। अच्छी तरह से सबसे पहले हम जानते हैं कि बिजली का हर माइक्रोवेव, या नुकसान, दीवार से आता है। इसलिए:
Pw = Pq + Pl + Pc + Pu
और हम जानते हैं कि Pl = f (Pc + Pu) , इसलिए:
Pw = Pq + f (Pc + Pu) + Pc + Pu
अब हम इस परिकल्पना का परीक्षण कर सकते हैं कि यूएसबी आउटपुट से बिजली लेना यूएसबी पावर की तुलना में दीवार शक्ति को बढ़ाता है । हम इस परिकल्पना को औपचारिक रूप दे सकते हैं, यह देख सकते हैं कि यह कहां जाता है, और देखें कि क्या यह कुछ बेतुका भविष्यवाणी करता है, (जिस मामले में परिकल्पना झूठी है), या कुछ यथार्थवादी भविष्यवाणी करता है, (जिस मामले में परिकल्पना प्रशंसनीय बनी हुई है)।
हम परिकल्पना को पहले लिख सकते हैं:
( यूएसबी लोड के साथ दीवार शक्ति ) - ( यूएसबी लोड के बिना दीवार शक्ति ) <(यूएसबी पावर)
और गणितीय रूप में:
[Pq + f (Pc + Pu) + Pc + Pu] - [Pq + f (Pc) + Pc] [पु
अब हम माइनस साइन के दोनों किनारों पर समान शर्तों को समाप्त करके और कोष्ठक हटाकर इसे सरल कर सकते हैं:
f (Pc + Pu) + Pu - f (Pc) <पु
तब असमानता के दोनों ओर से पु को घटाकर (<साइन):
f (Pc + Pu) - f (Pc) <०
यहां हमारी गैरबराबरी है। सादे अंग्रेजी में इस परिणाम का मतलब क्या है:
आपूर्ति से अधिक बिजली लेने में शामिल अतिरिक्त नुकसान नकारात्मक है
इसका मतलब है कि नकारात्मक प्रतिरोधक, अर्धचालक जंक्शनों पर गिराए गए नकारात्मक वोल्टेज, या प्रेरक के कोर से दिखने वाली जादुई शक्ति। यह सब बकवास है, परियों की कहानियां, सदा-गति वाली मशीनों की इच्छाधारी सोच, और बिल्कुल असंभव है।
निष्कर्ष:
यह एक कंप्यूटर यूएसबी पोर्ट से बिजली प्राप्त करने के लिए शारीरिक रूप से संभवतः, सैद्धांतिक रूप से या अन्यथा, दीवार आउटलेट से आने वाली समान शक्ति से कम मात्रा में नहीं है।
@Zakinster को क्या याद आया?
@ ज़ाकिंस्टर के सबसे बड़े सम्मान के साथ, उन्होंने दक्षता की प्रकृति को गलत समझा है। दक्षता इनपुट शक्ति, हानि और आउटपुट पावर के बीच संबंध का परिणाम है, न कि भौतिक मात्रा जिसके लिए इनपुट शक्ति, हानि और आउटपुट पावर परिणाम हैं।
उदाहरण के लिए, आइए अधिकतम 900W की अधिकतम बिजली उत्पादन के साथ बिजली की आपूर्ति के मामले को लेते हैं, Pl = APo where + BPo द्वारा दिए गए नुकसान जहां A = 10 ^ -4 और B = 10 ^ -2, और Pq = 30W। एक्सेल में ऐसी बिजली आपूर्ति की दक्षता ( पीओ / पाई ) को मॉडलिंग करना और इसे आनंद टेक वक्र के समान पैमाने पर रेखांकन करना, देता है:
इस मॉडल में आनंद टेक की आपूर्ति की तरह एक बहुत ही प्रारंभिक प्रारंभिक वक्र है, लेकिन ऊपर के विश्लेषण के अनुसार पूरी तरह से मॉडल किया गया है जो मुफ्त बिजली को बेतुका बनाता है।
आइए इस मॉडल को लें और केस 2 और केस 3 में दिए गए उदाहरण @zakinster देखें। अगर हम Pq को 50W में बदलते हैं , और शून्य नुकसान के साथ आपूर्ति को सही बनाते हैं , तो हम 200W लोड पर 80% दक्षता प्राप्त कर सकते हैं। लेकिन इस सही स्थिति में भी, हम 205W में सबसे बेहतर 80.39% दक्षता प्राप्त कर सकते हैं। 80.5% तक पहुंचने के लिए @zakinster सुझाव देता है कि एक व्यावहारिक संभावना के लिए एक नकारात्मक हानि फ़ंक्शन की आवश्यकता होती है, जो असंभव है। और 82% दक्षता प्राप्त करना अभी भी अधिक असंभव है।
सारांश के लिए, कृपया ऊपर दिए गए संक्षिप्त उत्तर को देखें ।
