スマホの充電ケーブルは長さによって変わるのか
鈴木です。スマートフォンの充電が1秒で終わって欲しい時はありませんか。
スマートフォンの充電はバッテリーが入れ替えられないので理論上不可能なことは十分わかっていますが、パッと充電できると嬉しいですよね。
逆に早く充電してほしいのにいつもよりも時間がかかって出かけるのが心配な時もあります。どうしてなんだ！！！とやり場のない怒りを抱えることもあるでしょう（？）
さて、以前スマホの充電はほどほど残っているうちにこまめに充電した方が充電の持ちが良いという記事を書きました。
その時もう一つ思っていたことがあり、スマホのケーブルの長さによって充電の長さは変わるのではないかということです。
HDMIケーブルは5m以上になると通信が不安定になり、それ以上だとLANケーブルに変換するか、中間にリピーターというものを挟んで電気信号を増幅することでそれを解決しています。
充電ケーブルでも同じことが言えるのではないかと思いました。おそらく電気の勉強をしっかりやっている方からすれば当たり前なことだと思いますが、僕は物理から逃げまくった側なので今さらになってやっておけばよかったと後悔しています泣
そもそも、5m以上の充電ケーブルを市販で見たことがなかったので、もしやと思っていました。V(電圧)は確か減衰しないがA(電流)は減衰する、というのをなんとなく覚えてはいたので、Aが減っていくのではないか、と予想しています。
というわけで調べてみました。
スマホの充電の仕組みはコンセント側でA、スマホ側でΩをいじる
コンセント側？？？となりますが便宜上その方がわかりやすいかと思いました。家庭用コンセントでは電圧が100Vと決められているので、充電器側ではAを変えられます。スマホの急速充電可能！という充電器はAを2.4Aなどにして1Aのものより高く充電できているようにしているわけですね。
さて、スマホ側では何もしていないのかというと面白いサイトがありました。
僕も冷静に考えて変だなと思っていたところがあったのですが、このサイトが解決してくれました。
電圧V（Vボルト）=抵抗R（Ωオーム）×電流I（Aアンペア）
理科で習った頭が痛くなる式がありますね。Aを大きくすることで急速充電をできます！というのはなんとなくわかった気持ちになっていましたが、この式があるということはAを変えるとVもしくはΩも変わらなければいけないのです。
仮にですがこちらの充電器を使ったとします。
出力：5V/4.8A(各ポート最大2.4A)
入力：AC 100 - 240V/0.7A、50 - 60Hz
と記載されているので、１ポートで最大2.4A/5Vの出力となっています。
コンセントの100Vは関係ないやんけ！となってきますが、まずなんらかの基準がないと本当に意味がわからなくなってしまうので、コンセントの100Vから5V分を充電器に使い、そこから2.4Aの電流を流す、と考えます。
それではこちらの充電器を見てみると、出力は1A/5V となっています。
同じくスマホは充電できるはずです。ですがAが違うので、先程の式でいくとΩが変わらないといけないはずです。
なんかすごい力が働いてΩも同じ、、とはならないので、どうなっているのか気になっていましたが、やはり上の記事の通り、急速充電の際はスマホ側でΩ＝抵抗を下げているようでした。
１つ値を変えるともう一つ何かが変わる、という不変の式があるので、こちらの疑問がずっと残っていましたが解消できてよかったです。
一つ疑問が解消したところで、本題に戻ります。
スマホの充電はケーブルの長さが長くなるほど弱くなる
それではケーブルの長さが長くなるとどうなるか、Aが減衰していくようです。
ちなみに、どうしてケーブルの長さが長くなるとAが減衰していくのか、
言葉を変えると人間が電流=A、電圧=V と名付けたもののうちAの方が減っていく仕組みは何があるのかと調べてみましたが、踏み込むとかなり難しそうなのであきらめました。。
こちらのサイトでは実験により、ケーブルの長さが長いほど、充電の力は弱くなる、ということが判明しました。
おそらくケーブルが長くなるほど抵抗により電流が弱くなっていくのだろうと思いますが、それはなぜか、と聞かれるとしっかり専門的になりそうなので有識者のご教授をお待ちします涙
つまり、元が2.4Aのように強い充電器を使っていても、長いケーブルがあると充電は1A程度かそれ以下まで弱くなる、ということです。
実際に充電に最低必要なAがどれくらいかはわからないのですが、市販のものを見ていると
スマホ充電ケーブルの充電機能がギリギリ持つ限界が5m
なのではないかと予想できます。
それでは、5m以上はもう伸ばせないのか、、と思いますが、簡単なことでコンセントから延長ケーブルを使えば実質10mやそれ以上には可能です。
純粋に電力を運ぶ延長コードと、スマホの充電に特化した充電ケーブルでは、電力のロスが違うのであろう、という考察ができました。
普段あまり一生懸命考えることではないのではと思いましたので、この機会に調べることができてよかったです。