The Storm Riders
Writer
Nhiều người dùng thường lầm tưởng một viên pin dự phòng dung lượng 10.000mAh có thể sạc đầy hai lần cho chiếc điện thoại có pin 5.000mAh. Thế nhưng trên thực tế, thiết bị chỉ sạc được khoảng một lần rưỡi là đã cạn kiệt. Liệu các nhà sản xuất có đang "lừa dối" chúng ta?
Nếu bạn từng cảm thấy hụt hẫng vì hiệu suất thực tế của sạc dự phòng – ngay cả những dòng cao cấp nhất – thì bạn không hề cô đơn. Về mặt lý thuyết, việc một viên pin dự phòng 10.000mAh thừa sức sạc đầy hai lần cho một chiếc điện thoại flagship có pin 5.000mAh nghe rất hợp lý.
Tuy nhiên, thực tế phũ phàng của vật lý lại không bao giờ lý tưởng như những con số in trên vỏ hộp.
Thế nhưng, mAh chỉ là đơn vị đo năng lượng mang tính tương đối chứ không phải tuyệt đối. Con số được nhà sản xuất công bố là dung lượng của lõi pin lithium bên trong dựa trên điện áp hoạt động "định mức".
Mức này thường rơi vào khoảng 3,7V - 3,85V đối với pin Li-Ion, tùy thuộc vào công nghệ hóa học cụ thể của từng loại pin. Trong khi đó, một số nhà sản xuất lại công bố mức mAh quy đổi theo dòng ra 5V, 20V hoặc các mức khác tùy vào mục đích sử dụng.
Rào cản đầu tiên nằm ở chỗ: điện áp tham chiếu của sạc dự phòng luôn có sự chênh lệch so với thiết bị cần sạc. Điện thoại của bạn có thể chạy ở điện áp định mức từ 3,6V (đối với pin Lithium-ion) đến 3,9V (đối với pin Silicon-carbon). Trong khi đó, laptop lại cần từ 11V đến 16V tùy thuộc vào số lượng cell pin xếp chồng và độ chai của pin. Máy tính bảng, đồng hồ thông minh hay các món đồ công nghệ khác đều có những yêu cầu điện áp nội bộ riêng biệt.
Đây chính là lý do vì sao một cục sạc 20.000mAh (3,7V) có thể sạc được rất nhiều lần cho chiếc smartphone điện áp thấp, nhưng lại "hụt hơi" nhanh chóng khi cắm vào laptop điện áp cao. Dù vậy, nếu vội kết luận điện áp sạc là nguyên nhân duy nhất khiến sạc dự phòng bị "hao hụt" dung lượng thực tế thì vẫn chưa hoàn toàn chính xác.
Để xác định được dung lượng năng lượng thực tế của sạc dự phòng, chúng ta cần tính theo chỉ số Watt-giờ (Wh). Cách tính rất đơn giản: bạn chỉ cần nhân số mAh với điện áp định mức của cell pin để ra tổng công suất đầu ra trung bình mỗi giờ. Sở dĩ dùng từ "trung bình" là vì điện áp và công suất của sạc dự phòng sẽ biến thiên liên tục theo mức pin còn lại.
* Ví dụ: Một viên pin dự phòng 5.000mAh (3,7V) sẽ cung cấp năng lượng thực tế là 18,5 Wh. Trong khi đó, một viên pin 20.000mAh (3,6V) sẽ cho ra 72 Wh.
Các thương hiệu uy tín luôn in rõ thông số Wh này trên thân máy. Ngược lại, những loại sạc rẻ tiền, chất lượng kém thường mập mờ giấu đi để người dùng không chú ý đến dung lượng thực tế.
Xét thuần túy về mặt toán học, việc chuyển đổi giữa các mức điện áp không hề làm mất đi năng lượng. Do đó, việc điện thoại của bạn sạc ở mức 9V hay laptop sạc ở 20V về bản chất không phải là nguyên nhân cốt lõi gây hao hụt. Vậy dòng năng lượng đã biến đi đâu?
Khi sạc dự phòng biến đổi điện áp lõi pin (3,7V) sang điện áp sạc tương thích với thiết bị (5V, 9V, 20V...), dòng điện sẽ bị hao hụt năng lượng do bộ chuyển đổi và hiện tượng tỏa nhiệt. Chưa dừng lại ở đó, một quá trình chuyển đổi ngược lại (lần thứ hai) sẽ diễn ra ở đầu bên kia sợi cáp khi điện thoại tiếp nhận nguồn điện từ cổng USB-C và hạ áp về mức phù hợp với pin của máy. Sự bất toàn của các IC nguồn bị nhân đôi khiến năng lượng thất thoát đáng kể.
Riêng với sạc không dây, đây chính là "vua lãng phí". Công nghệ này làm thất thoát năng lượng cực lớn do nhiệt lượng tỏa ra từ các cuộn dây và quá trình truyền tải điện qua không khí (vốn là một chất cách điện tự nhiên). Ngay cả các phụ kiện chuẩn Qi2 hay MagSafe đời mới nhất cũng không tránh khỏi quy luật này, người dùng phải chấp nhận đánh đổi khoảng 20% dung lượng (hoặc hơn) để lấy sự tiện lợi không dây.
Tóm lại, việc dùng một viên pin để sạc cho một viên pin khác luôn mang lại kết quả thấp hơn kỳ vọng do các hao hụt kỹ thuật và hiện tượng tỏa nhiệt.
Sau khi trừ đi hao hụt từ bộ chuyển đổi, suy hao trên đường dây và IC sạc của điện thoại, một hệ thống sạc loại tốt cũng hiếm khi vượt quá hiệu suất thực tế từ 85% – 90%. Với các dòng sạc giá rẻ, con số này có thể tụt xuống mức 70%, thậm chí thấp hơn.
Để không phải thất vọng, một quy tắc ngầm khi mua sắm là bạn nên chọn sạc dự phòng có dung lượng lớn hơn khoảng 75% nhu cầu thực tế.
Nghĩa là trong điều kiện tệ nhất:
* Một cục sạc 5.000mAh chỉ cung cấp được khoảng 3.750mAh năng lượng thực tế cho điện thoại.
* Nếu muốn sạc đầy một chiếc điện thoại pin 5.000mAh, bạn sẽ cần một cục sạc dự phòng có dung lượng ít nhất là khoảng 6.700mAh.
Nếu bạn từng cảm thấy hụt hẫng vì hiệu suất thực tế của sạc dự phòng – ngay cả những dòng cao cấp nhất – thì bạn không hề cô đơn. Về mặt lý thuyết, việc một viên pin dự phòng 10.000mAh thừa sức sạc đầy hai lần cho một chiếc điện thoại flagship có pin 5.000mAh nghe rất hợp lý.
Tuy nhiên, thực tế phũ phàng của vật lý lại không bao giờ lý tưởng như những con số in trên vỏ hộp.
Bản chất của con số "mAh" trên sạc dự phòng
Khi chọn mua sạc dự phòng, hầu hết chúng ta đều chỉ chăm chăm nhìn vào thông số mAh được in đậm ngoài vỏ. Đây là thước đo mà người dùng thường tự ước lượng dựa trên trải nghiệm hàng ngày: nếu điện thoại pin 5.000mAh dùng được gần một ngày, thì một viên pin dự phòng tương đương là đủ cho chuyến đi ngắn, còn loại 10.000mAh hay 20.000mAh sẽ thừa sức cân cả chuyến cắm trại cuối tuần.Thế nhưng, mAh chỉ là đơn vị đo năng lượng mang tính tương đối chứ không phải tuyệt đối. Con số được nhà sản xuất công bố là dung lượng của lõi pin lithium bên trong dựa trên điện áp hoạt động "định mức".
Mức này thường rơi vào khoảng 3,7V - 3,85V đối với pin Li-Ion, tùy thuộc vào công nghệ hóa học cụ thể của từng loại pin. Trong khi đó, một số nhà sản xuất lại công bố mức mAh quy đổi theo dòng ra 5V, 20V hoặc các mức khác tùy vào mục đích sử dụng.
Rào cản đầu tiên nằm ở chỗ: điện áp tham chiếu của sạc dự phòng luôn có sự chênh lệch so với thiết bị cần sạc. Điện thoại của bạn có thể chạy ở điện áp định mức từ 3,6V (đối với pin Lithium-ion) đến 3,9V (đối với pin Silicon-carbon). Trong khi đó, laptop lại cần từ 11V đến 16V tùy thuộc vào số lượng cell pin xếp chồng và độ chai của pin. Máy tính bảng, đồng hồ thông minh hay các món đồ công nghệ khác đều có những yêu cầu điện áp nội bộ riêng biệt.
Đây chính là lý do vì sao một cục sạc 20.000mAh (3,7V) có thể sạc được rất nhiều lần cho chiếc smartphone điện áp thấp, nhưng lại "hụt hơi" nhanh chóng khi cắm vào laptop điện áp cao. Dù vậy, nếu vội kết luận điện áp sạc là nguyên nhân duy nhất khiến sạc dự phòng bị "hao hụt" dung lượng thực tế thì vẫn chưa hoàn toàn chính xác.
Cách tính năng lượng thực tế bằng Watt-giờ (Wh)
Để xác định được dung lượng năng lượng thực tế của sạc dự phòng, chúng ta cần tính theo chỉ số Watt-giờ (Wh). Cách tính rất đơn giản: bạn chỉ cần nhân số mAh với điện áp định mức của cell pin để ra tổng công suất đầu ra trung bình mỗi giờ. Sở dĩ dùng từ "trung bình" là vì điện áp và công suất của sạc dự phòng sẽ biến thiên liên tục theo mức pin còn lại.
* Ví dụ: Một viên pin dự phòng 5.000mAh (3,7V) sẽ cung cấp năng lượng thực tế là 18,5 Wh. Trong khi đó, một viên pin 20.000mAh (3,6V) sẽ cho ra 72 Wh.
Các thương hiệu uy tín luôn in rõ thông số Wh này trên thân máy. Ngược lại, những loại sạc rẻ tiền, chất lượng kém thường mập mờ giấu đi để người dùng không chú ý đến dung lượng thực tế.
Xét thuần túy về mặt toán học, việc chuyển đổi giữa các mức điện áp không hề làm mất đi năng lượng. Do đó, việc điện thoại của bạn sạc ở mức 9V hay laptop sạc ở 20V về bản chất không phải là nguyên nhân cốt lõi gây hao hụt. Vậy dòng năng lượng đã biến đi đâu?
Những "hung thủ" âm thầm ngốn sạch pin của bạn
Mặc dù bản thân điện áp của pin không trực tiếp làm giảm dung lượng, nhưng quá trình tăng áp và hạ áp để dòng điện truyền đi thì có. Chính quá trình chuyển đổi này đã "ngốn" không ít năng lượng của thiết bị.1. Hao hụt do chuyển đổi điện áp và tỏa nhiệt
Trong thực tế, không có quá trình chuyển đổi điện áp nào đạt hiệu suất hoàn hảo 100%. Các chip chuyển đổi một chiều thường chỉ đạt hiệu suất từ 85% đến 98%, phụ thuộc rất lớn vào chất lượng của chip, cuộn cảm, điện áp tải và cường độ dòng điện.Khi sạc dự phòng biến đổi điện áp lõi pin (3,7V) sang điện áp sạc tương thích với thiết bị (5V, 9V, 20V...), dòng điện sẽ bị hao hụt năng lượng do bộ chuyển đổi và hiện tượng tỏa nhiệt. Chưa dừng lại ở đó, một quá trình chuyển đổi ngược lại (lần thứ hai) sẽ diễn ra ở đầu bên kia sợi cáp khi điện thoại tiếp nhận nguồn điện từ cổng USB-C và hạ áp về mức phù hợp với pin của máy. Sự bất toàn của các IC nguồn bị nhân đôi khiến năng lượng thất thoát đáng kể.
2. Điện trở trong của pin
Bản thân các viên pin cũng có điện trở trong. Điều này đồng nghĩa với việc ngay cả khi quá trình truyền tải điện có hiệu suất "hoàn hảo" đi chăng nữa, năng lượng lưu trữ cũng không thể chuyển hóa vẹn toàn. Hiệu suất Coulombic khiến điện năng bị lãng phí dưới dạng nhiệt, đặc biệt là khi sạc nhanh hoặc khi pin điện thoại đã đầy trên 80% làm điện áp tăng cao.3. Suy hao trên đường truyền và sạc không dây
Hiện tượng sụt áp còn xảy ra ngay trên sợi cáp USB-C nối từ sạc dự phòng sang điện thoại. Con số này thường nhỏ, chỉ khoảng 1 - 2%, nhưng nếu bạn dùng một sợi cáp rẻ tiền, chất lượng kém để truyền tải dòng điện công suất cao (như sạc 100W cho laptop), mức hao hụt sẽ còn lớn hơn nhiều.Riêng với sạc không dây, đây chính là "vua lãng phí". Công nghệ này làm thất thoát năng lượng cực lớn do nhiệt lượng tỏa ra từ các cuộn dây và quá trình truyền tải điện qua không khí (vốn là một chất cách điện tự nhiên). Ngay cả các phụ kiện chuẩn Qi2 hay MagSafe đời mới nhất cũng không tránh khỏi quy luật này, người dùng phải chấp nhận đánh đổi khoảng 20% dung lượng (hoặc hơn) để lấy sự tiện lợi không dây.
Công thức mua sạc dự phòng "chuẩn chỉnh" không lo thiếu điện
Tóm lại, việc dùng một viên pin để sạc cho một viên pin khác luôn mang lại kết quả thấp hơn kỳ vọng do các hao hụt kỹ thuật và hiện tượng tỏa nhiệt.
Sau khi trừ đi hao hụt từ bộ chuyển đổi, suy hao trên đường dây và IC sạc của điện thoại, một hệ thống sạc loại tốt cũng hiếm khi vượt quá hiệu suất thực tế từ 85% – 90%. Với các dòng sạc giá rẻ, con số này có thể tụt xuống mức 70%, thậm chí thấp hơn.
Để không phải thất vọng, một quy tắc ngầm khi mua sắm là bạn nên chọn sạc dự phòng có dung lượng lớn hơn khoảng 75% nhu cầu thực tế.
Nghĩa là trong điều kiện tệ nhất:
* Một cục sạc 5.000mAh chỉ cung cấp được khoảng 3.750mAh năng lượng thực tế cho điện thoại.
* Nếu muốn sạc đầy một chiếc điện thoại pin 5.000mAh, bạn sẽ cần một cục sạc dự phòng có dung lượng ít nhất là khoảng 6.700mAh.
