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Standbystrom von Handynetzteilen Messen

In diesem Post gehe ich im Detail darauf ein, wie ich die Werte in “Energieverbrauch von Handynetzteilen” gemessen habe. Da das Strommessgerät aus dem Baumarkt nicht ausreicht verwende ich ein digitales Multimeter. Leider verfügt es nicht über einen TRMS Modus, was für Messungen an Schaltnetzteilen sinnvoll wäre. Die Größenordnung der Messwerte sollten aber stimmen.

Ein Digitales Multimeter ist in Serie mit einem Handynetzteil geschalten und in die Steckdose eingesteckt. Es zeigt 0,05mA.

Strom, Leistung und Energie

Vom gemessenen Strom zu Leistung:

Von der Leistung über einen Zeitraum zur Energie:

Belastungstests

Wenn ich schon mit Messen anfange, dann teste ich auch gleich noch die Effizienz der Netzteile. Dazu werden sie mit einem Widerstand belastet. 100% Leistung entsprechen laut der USB2.0 Spezifikation einem Strom von 500mA bei 5V.

Teilweise können die Netzteile auch größere Spannungen und Ströme abgeben, wenn über die Datenleitungen ermittelt wurde das ein kompatibles Gerät angeschlossen ist. Dies ermöglicht einerseits die Schnelladefunktionen, welche inzwischen in fast alle Smartphones integriert sind. Es führt aber auch dazu, dass ein Smartphone mit dem original Ladegerät deutlich besser lädt, als mit dem Gerät eines anderen Herstellers und hebt so ein Stück weit die von der EU vorgesehene Standardisierung für Smartphonenetzteile auf. Mit USB-C wird das jedoch wieder etwas besser.

Nahaufnahme eines Netzteils von Asus.

Wie man sieht kann das Asus Netzteil wahlweise bis zu 2A bei 5V oder 1,2A bei 15V liefern. Die sind offensichtlich notwendig da mit den welche die USB2.0 Spezifikation vorsieht ein Tablet mit 10” Bildschirmdiagonale nicht zu betreiben wäre.

Um die Netzteile entsprechend zu belasten wird ein einfacher ohmscher Widerstand verwendet. (Praktisch wird der benötigte Wert durch eine Serienschaltung mehrerer kleinerer Widerstände erreicht.) Dieser berechnet sich folgendermaßen:

Da die Ausgangsspannung der Netzteile nicht exakt 5,0V beträgt, sondern etwas variiert, wird die Spannung am angeschlossenen Widerstand gemessen.

Ein Handynetzteil ist in die Steckdose eingesteckt. Über ein aufgeschnittenes USB Kabel ist ein Widerstand angeschlossen. Am Widerstand ist mit Krokoklemmen ein Spannungsmessgerät angeschlossen.

Berechnung des Wirkungsgrades

Bestimmung der Auslastung

Unsicherheiten

  • Mein digitales Multimeter verfügt über keinen TRMS Modus, entsprechend können die Messwerte verfälscht sein. Die Größenordnung sollte jedoch korrekt sein.
  • Die Standbyströme der Netzteile von Samsung und Apple sind selbst für das Multimeter sehr gering. Entsprechend ist die Messunsicherheit etwas größer.
  • Der Energieverbrauch wurde nur bei einem einzigen Wasserkocher gemessen. Andere Geräte könnten besser oder schlechter sein. Erhebliche Abweichungen sind jedoch nicht zu erwarten.
  • Der Wirkungsgrad wäre nur bei ähnlichen Auslastungen sinnvoll vergleichbar.