Видання Wired розповіло про те, що відбувається з електронними пристроями при екстремально низьких або високих температурах.

Батареї

Згадайте все гаджети, які вам доводиться регулярно заряджати. Крім таких звичайних речей, як телефон або ноутбук, у вас напевно є фітнес-трекер, розумні годинник, Bluetooth-навушники, цифрова камера, електронна книга, дрон або що-небудь ще. Більшість цих пристроїв працює від літій-іонної батареї. Завдяки своїй здатності справлятися як з низькою, так і високою напругою, цей тип акумулятора став стандартом для персональної електроніки. І це ж властивість викликає проблеми, коли температура падає нижче нуля.

«Літій-іонним батареям стає погано при низьких температурах тому, що у них дуже мало внутрішнього опору», – пояснив  (Hanumant Singh), інженер-електрик з Північно-Східного університету. Сингх займається розробкою морозостійких роботів, які зможуть працювати в Антарктиці або Гренландії. Слабкий внутрішній опір означає, що ці батареї виводять менше надлишкової енергії у вигляді тепла. Брак теплових викидів призводить до того, що акумулятор стає дуже вразливим до перепадів температур.

Чим холодніше стає, тим повільніше протікає метаболізм хімічних реакцій всередині батареї. У підсумку вона сідає швидше. Якщо ви одного разу набирали повідомлення на морозі з телефону, у якого було цілих 25% заряду батареї, і той відключився на середині слова, то ви розумієте про що ми. За словами Сингха, якщо ви винесете смартфон на вулицю, де -37 °, то він повністю розрядиться за п’ять хвилин – приблизно за цей же час ви відморозите руку, в якій його тримаєте.

Пристроям на зразок дронів і електрокарів потрібно величезна кількість енергії протягом коротких проміжків часу. Вони здатні генерувати досить тепла, щоб продовжувати роботу в холодну погоду, однак їх працездатність значно знижується. Особливо до цього недоліку схильний електротранспорт невеликого розміру, наприклад, електроскутери.

Продуктивність кожного пристрою, зрозуміло, залежить від моделі акумулятора, виробника і ступеня зношеності гаджета. Apple рекомендує не користуватися її телефонами при температурі нижче нуля. Такі ж поради дає Amazon для свого Kindle. А ось Fitbit стверджує, що їх браслети здатні працювати при температурі навколишнього середовища не нижче -10 °, тому що вони знаходяться близько до тіла, яке теж виробляє тепло.

Так що якщо ви зібралися на Північний Полюс, то тримайте телефон ближче до тіла, залиште вдома бездротові навушники і знаходьтеся на вулиці не більше п’яти хвилин. Якщо ваш пристрій замерз, не намагайтеся зарядити його на холоді. Дочекайтеся поки він звикне до кімнатної температури. В іншому випадку ви можете запустити іншу хімічну реакцію, яка може назавжди вивести з ладу акумулятор.

Екрани

Батареям на холоді становиться зле, але LCD-екранам не краще. Такі екрани складаються з шару мільйонів різнокольорових пікселів, кожним з яких керує окремий транзистор. При включенні електричний імпульс вражає крихітний рідкий кристал і активує його. Кристал пропускає світло через кілька фільтрів і підсвічується потрібним кольором. У підсумку з мільйонів різнобарвних пікселів складається картинка.

Коли навколо занадто холодно або жарко LCD-технологія починає давати збої. Рідкі кристали найкраще почувають себе при температурі від 0 до 48 градусів. Чим холодніше, тим довше триває перехід від електричного сигналу до зміни пікселя, через що зображення стає розмитим. Деякі екрани здатні працювати й при -51 °, але в більшості гаджетів встановлені LCD-екрани, які працюють при температурі не нижче -40 °.

Сенсори

Крім батареї та екрану, у наших пристроїв є ще гіроскопи, осцилографи та інші датчики, які збирають інформацію про те, куди ми йдемо, скільки кроків ми зробили й так далі. Всі вони визначають положення пристрою і як швидко він переміщається – ці дані потрібні для навігації, визначення часу і записи вашої активності. Коли навколишня температура досягає критичних показників, робота цих сенсорів сповільнюється.

Чим складніше сенсор, тим ширше умови, при яких він може оптимально працювати. При екстремально низькій температурі показання будуть неточними. Щоб скоротити витрати більшість виробників оснащує свої пристрої досить посередніми датчиками.

Наприклад, практично в будь-яких цифрових годинниках – будь це Apple Watch або якісь дешеві – встановлений осцилограф, відкалібрований на роботу при температурі 37 °. Задня кришка годин являє собою металеву пластину, яка проводить тепло людського тіла. Якщо зняти годинник і помахати ними при температурі -45, то він буде відставати на кілька секунд, а то і хвилин.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

Джерело: Wired