Почему телефоны и другие гаджеты перестают работать на холоде

Батареи

Вспомните все гаджеты, которые вам приходится регулярно заряжать. Помимо таких обычных вещей, как телефон или ноутбук, у вас наверняка есть фитнес-трекер, умные часы, Bluetooth-наушники, цифровая камера, электронная книга, дрон или что-нибудь еще. Большинство этих устройств работает от литий-ионной батареи. Благодаря своей способности справляться как с низким, так и высоким напряжением, этот тип аккумулятора стал стандартом для персональной электроники. И это же свойство вызывает проблемы, когда температура падает ниже нуля.

«Литий-ионным батареям становится плохо при низких температурах потому, что у них очень мало внутреннего сопротивления», — объяснил Ханумант Сингх, инженер-электрик из Северо-Восточного университета. Сингх занимается разработкой морозоустойчивых роботов, которые смогут работать в Антарктике или Гренландии. Слабое внутреннее сопротивление означает, что эти батареи выводят меньше избыточной энергии в виде тепла. Нехватка тепловых выбросов приводит к тому, что аккумулятор становится очень уязвимым к перепадам температур.

Чем холоднее становится, тем медленнее протекает метаболизм химических реакций внутри батареи. В итоге она садится быстрее. Если вы однажды набирали сообщение на морозе с телефона, у которого было целых 25% заряда батареи, и тот отключился на середине слова, то вы понимаете о чем мы. По словам Сингха, если вы вынесете смартфон на улицу, где –37°, то он полностью разрядится за пять минут — примерно за это же время вы отморозите руку, в которой его держите.

Фото: Unsplash

Устройствам вроде дронов и электрокаров нужно огромное количество энергии в течение коротких промежутков времени. Они способны генерировать достаточно тепла, чтобы продолжать работу в холодную погоду, однако их работоспособность значительно снижается. Особенно этому недостатку подвержен электротранспорт небольшого размера, например, электроскутеры.

Производительность каждого устройства, разумеется, зависит от модели аккумулятора, производителя и степени изношенности гаджета. Apple рекомендует не пользоваться ее телефонами при температуре ниже нуля. Такие же советы дает Amazon для своего Kindle. А вот Fitbit утверждает, что их браслеты способны работать при окружающей температуре не ниже –10°, потому что они находятся близко к телу, которое тоже вырабатывает тепло.

Так что если вы собрались на Северный Полюс, то держите телефон поближе к телу, оставьте дома беспроводные наушники и проводите на улице не более пяти минут. Если ваше устройство замерзло, не пытайтесь зарядить его на холоде. Дождитесь, пока оно привыкнет к комнатной температуре. В противном случае вы можете запустить иную химическую реакцию, которая может навсегда вывести из строя аккумулятор.

Экраны

Батареям на холоде приходится худо, но LCD-экранам не лучше. Такие экраны состоят из слоя миллионов разноцветных пикселей, каждым из которых управляет отдельный транзистор. При включении электрический импульс поражает крохотный жидкий кристалл и активирует его. Кристалл пропускает свет через несколько фильтров и подсвечивается нужным цветом. В итоге из миллионов разноцветных пикселей складывается картинка.

Когда вокруг слишком холодно или жарко, LCD-технология начинает давать сбои. Жидкие кристаллы лучше всего чувствуют себя при температуре от 0 до 48 градусов. Чем холоднее, тем дольше длится переход от электрического сигнала до смены пикселя, из-за чего изображения становится размытым. Некоторые экраны способны работать и при –51°, но в большинстве гаджетов установлены LCD-экраны, которые работают при температуре не ниже –40°.

Фото: Unsplash

Сенсоры

Помимо батареи и экрана, у наших устройств есть еще гироскопы, осциллографы и другие датчики, собирающие информацию о том, куда мы идем, сколько шагов мы сделали и так далее. Все они определяют положение устройства и как быстро оно перемещается — эти данные нужны для навигации, определения времени и записи вашей активности. Когда окружающая температура достигает критических показателей, работа этих сенсоров замедляется.

Чем сложнее сенсор, тем шире условия, при которых он может оптимально работать. При экстремально низкой температуре показания будут неточными. Чтобы сократить расходы, большинство производителей оснащает свои устройства довольно посредственными датчиками.

Например, практически в любых цифровых часах — будь это Apple Watch или какие-нибудь дешевые — установлен осциллограф, откалиброванный на работу при температуре 37°. Задняя крышка часов представляет собой металлическую пластину, которая проводит тепло человеческого тела. Если снять часы и помахать ими при температуре –45, то они будут отставать на несколько секунд, а то и минут.

Источник.

Материалы по теме:

Как узнать, замедляет ли Apple ваш iPhone

Вредно ли спать рядом со смартфоном? Отвечают эксперты

Люди верили, что технологии вредят здоровью еще 200 лет назад

Качество связи зависит от того, в какой руке вы держите телефон