Je ti zima, smartfónik?

Hoci z astronomického hľadiska zostáva do začiatku zimy ešte viac ako mesiac, teploty sa najmä v ranných hodinách pohybujú okolo nuly. A to sú teploty, ktoré smartfóny nemusia.

Ideálna izbová teplota, ktorú ľudia považujú za komfortnú, sa pohybuje v rozmedzí 18 – 24 °C. Smartfóny sú v tomto smere ako ľudia – najlepšie im je v izbovej teplote. Keď ju nemajú, môže nastať problém. Proti chladu človek bojuje teplým oblečením, no mobilu sveter neoblečieš. Vedia to aj samotní výrobcovia smartfónov, a tak správnu funkčnosť zariadenia zaručujú len v určitom rozsahu teplôt, ktoré sú pre elektroniku bezpečné. Tento rozsah teplôt sa najčastejšie označuje ako prevádzková teplota a nájdete ho v každej používateľskej príručke mobilného telefónu či tabletu. V manuáli sa tiež môžeme dočítať o skladovacích teplotách, ktoré sa pohybujú aj niekoľko stupňov pod bodom mrazu. Pod týmto pojmom sa však rozumie skladovanie vypnutého a nepoužívaného prístroja.

Lacnejší, ale odolnejší

Nie je náhoda, že výrobcovia smartfónov uvádzajú prevádzkovú teplotu nad 0 °C, mráz je totiž nepriateľ elektroniky. Nemusí však platiť, že by automaticky elektroniku ničil.

S nízkymi teplotami má najväčšie problémy batéria, ktorá sa pre módu tenkých telefónov stále stenčuje, navyše od zimného okolia ju oddeľuje len hliníkový kryt. Paradoxne tak teplotám lepšie odolávajú lacnejšie telefóny, ktoré bývajú vyrobené z plastov. Drahší hliník má vysokú tepelnú vodivosť, čo je súčasne jeho kladom i záporom. Pozitívom je jednoduchý a rýchly odvod tepla zo zahrievajúcich sa komponentov ako batérie či procesor, na druhej strane však pomáha prieniku chladu do útrob zariadenia. A rozsvietený displej to naozaj nevytrhne, pretože nestačí na vytvorenie dostatku tepla, ktoré by tenké akumulátory chránilo pred premrznutím. A keďže vysoké teploty smartfónom tiež nesvedčia, nebudeme preháňať, keď povieme, že technológia sa v tomto smere vyvíja pomalšie než v iných segmentoch, a tak sú akumulátory prinajmenšom krôčik za súčasným hardvérom.

Od klesania k zničeniu

Kapacita všetkých typov batérií pri nízkych teplotách dramaticky klesá. Miera percentuálneho poklesu závisí od výšky okolitej teploty. Čím nižšia je teplota vonku, tým rýchlejšie akumulátor stráca svoju kapacitu, takže prenikavý tón signalizujúci vybitú batériu vás prekvapí skôr, ako čakáte. Napríklad kapacita akumulátora pri bežnej izbovej teplote je na úrovni 100 %. Keď teplota stúpne o 40 °C, klesne kapacita o asi 9 %. Keď však teplote klesne na 0 °C, klesne kapacita o 20 %, keď znížime izbovú teplotu o 40 °C na -20 °C, kapacita padne až o 40 %.

Nízke teploty môžu okrem rýchleho vybitia batérie a celkového poklesu kapacity viesť aj k jej úplnému zničeniu. Ak je batéria vystavená chladu len dočasne, tak defekt nie je trvalý. Pri zahriatí na izbovú teplotu bude pracovať opäť tak, ako sme zvyknutí. Pokiaľ však batéria bude vystavená nízkym teplotám dlhodobo, môže byť jej poškodenie nezvratné.

Elektrochemický článok

Základom batérie je elektrochemický článok, známy aj ako galvanický článok, čo je chemický zdroj elektrického napätia. Tvoria ho dve elektródy – záporná anóda (napríklad zinok, lítium, kadmium) a kladná katóda (oxidy rôznych kovov, napríklad mangánu alebo niklu) – obklopené elektrolytom, teda kvapalným alebo tuhým roztokom vedúcim elektrický prúd. Elektrolyt, najčastejšie zo zmesi alkyluhličitanov a lítiových solí, by mal byť nevodivý, aby sa zabránilo samovybíjaniu článkov. Elektrické napätie je dané rozdielom elektrických potenciálov na elektródach, čo platí nielen pre galvanické články. Elektrický potenciál na elektródach vzniká v prípade galvanických článkov chemickou reakciou medzi elektródou a elektrolytom. Po zapojení galvanického článku do elektrického obvodu prebiehajú vnútri článku chemické reakcie, ktorými sa postupne znižuje elektrická energia uložená v článku. Článok sa tak vybíja. Tieto reakcie môžu byť buď nevratné, pri nich sa napätie článku po vybití nedá obnoviť (tzv. primárne články), alebo vratné, pri ktorých sa článok dá znova nabiť (tzv. sekundárne články čiže akumulátory). Pri vybíjaní klesá koncentrácia elektrolytu a, naopak, pri nabíjaní jeho koncentrácia rastie.

R
Foto Pixabay