USBコネクタ(メス)から充電、あるいは給電すると仮定します。
ここで a と言う名前のUSBコネクタ(メス)が、5Vの500mAh。
ここで b と言う名前のUSBコネクタ(メス)が、5Vの1000mAh。
ここで c と言う名前のUSBコネクタ(オス)が、5Vの500mAhで動作する機器だとします。
このように考えた時、c を a に接続する分には、問題がないという事はわかります。
問題は、スマホなどの充電も「兼ねた」USBコネクタ(メス)である、b に c を接続する場合です。
この場合は、1000mAhの電流を500mAhの機器に流すことになりますが、USBと言う規格はこのような事を想定しているのでしょうか。故障したりしてしまわないでしょうか。
自分で調べたところ、本来USBは電圧がほんのわずかな変動を除いて常に 5V 、電流は 500mAhで動かす事が規格で決められているようですが、電圧や電流がまったく違うという事もあり得るのでしょうか(電流は先に述べたようにすでに違うようですが)。
No.6ベストアンサー
- 回答日時:
まぁ~ USB-A(メス)が、PCに付いているコネクタなので、意地悪でしたか・・・・・
お礼の内容で説明が楽になりました。
>スマホ充電用やスマホ「も」充電出来ると銘打った製品の中には、1000mAh、果ては2000mAhを取り出せるものもあり、(質問時点ではmAhについてはよくわからなかったため)1時間あたりで2000mAも電気が流されてしまうのかと考えてしまったりしていました。
USB出力は、mAが単位。 充電池系の単位がmAhですので、書き込みに注意しましょう。
スマホ用充電池の規格が5v1000mAhとします。
スマホ用充電池をUSBコネクターから、使い切った状態からフル充電にかかる時間を調べる。(充電時間はスマホ用充電池の仕様に書いてあるのが普通)
2時間と書いてあったら、1000mAh÷2時間=500mAと言う事で、USB電源の使用は5v500mAです。
5時間と書いてあったら、1000mAh÷5時間=200mAと言う事で、USB電源の使用は5v200mAです。
こんな感じで、2000mAhの充電池でも時間をかければUSBポートから充電できて使えます。
USBの電源は5v500mAが標準規格で、セーフティーにポリスイッチが一番良く使われています。
ポリスイッチは、その規格により多種類ありますが、100~250mA規格が一番多いです。
ポリスイッチの性格上、100mA規格の物は200mAで完全遮断。 250mAなら500mAで完全遮断。
遮断方法は、抵抗値増加+発熱です。 完全遮断と言っても数μAは流れています。
通電を機械的に止めて(USBコネクタを抜く)発熱が常温になると、完全復帰します。
Win95時代はヒューズだったりしたので、1Aヒューズが多かったです。 ヒューズなので5v1A以上流せばUSB電源は使えなくなります。 当時は修理=マザー交換が主流でした。
これで、疑問点は解決したでしょうか?? 電子回路を分かっている人なら斜め読みで理解できる感じに書いてしまいましたが・・・・ m(_ _)m
ご回答有難うございます。
どうやら、私が充電池で使われる単位などを途中で混同してしまっていたようですね。
電気関係自体には深い知識がないため、しっくりきていないところもありましたが、今回の回答でだいたいの仕組みは把握できました。
これで本質問は締め切らせていただきます。皆さま、ありがとうございました。
No.5
- 回答日時:
USBコネクタ自体の出力が5v500mAですので、5v1000mAのコネクタは自分で何かしらを改造する必要があります。
もしくは、USB-Aコネクタが2個ついているUSBケーブルを使い、5v1000mAを取り出します。
5v500mAで動作する機器だと、電源は5v1000mAで使用する方が一般的です。
一般的な質問とは逆の質問をかましてます。
またUSBコネクタ(メス)とは、USB-A(メス)なのかUSB-B(メス)なのか分かりませんので、勝手な理解で書いてます。
USBポートから5v1000mAを取り出す方法はきちんと分かっていますか??
>500mAhで動かす事が規格で決められているようですが、電圧や電流がまったく違うという事もあり得るのでしょうか
充電器と仮定すると、常に500mAを必要としているわけではありません。
ご回答有難うございます。
USBコネクタ(メス)はUSB-Aと仮定していました。普段USB-Bが使われるのが機器との接続で、基本USBをつなぐコネクタと言うとUSB-Aをよく見ていたからです。
他の電源などを変換してUSBの電源として取り出すアクセサリーなどが売られていますが、普段は5Vの500mAhと言うのが一般的ですが、スマホ充電用やスマホ「も」充電出来ると銘打った製品の中には、1000mAh、果ては2000mAhを取り出せるものもあり、(質問時点ではmAhについてはよくわからなかったため)1時間あたりで2000mAも電気が流されてしまうのかと考えてしまったりしていました。
質問をわかりやすく噛み砕く過程で、ややこしい表現になってしまった事をお詫びいたします。
No.4
- 回答日時:
質問のことは AhではなくAです、AとAhの違いは勉強してください
USB規格は 電圧 と 電流の最大値 が規定されています
電源供給側の電圧は規定の範囲内でなければなりません
電流は、規定値以上である必要があります、多い分には問題はありません(とは言ってもあまり多すぎるのは芳しくはありません)
ご回答有難うございます。
電流が規定値以上と言うのは、規格で500mAと示されているように、500mAを時間単位で必ず流せる仕様(500mAh以上)にするためなのですね。
時速はkm/hと書いてあるためピンときたのですが、時間単位の電流はmA/hではなくmAhと書かれているため、いまいちよくわかりませんでした。
No.3
- 回答日時:
5V/500mAという値は、電圧はかなり厳格に守らないと機器の焼損や誤動作が起きるため、±5%程度の範囲に収まるはずですが、電流の方は「500mAは流せるようにしておいてね」程度の実装になっていると思っていれば、そう間違いではないでしょう。
現に、USB接続の2.5インチHDDでは、500mAだとHDD単体で使い切ってしまったり、あるいはすでに超えている場合がほとんどです。例:WD5000BPVTの仕様表(2.5インチ500GBのドライブ)
http://www.wdc.com/global/products/specs/?driveI …
しかもUSB接続にするためにUSB<-->SATA変換回路が必要で、この分の消費電力も加わりますから、どう考えても500mAで足りるはずがないのです。しかしたいていの場合動いているという現実がある。つまり、500mAを超えた分をどこまで許すかというのは、設計者の考え方次第であるわけです。ノートPCではバッテリー駆動を考慮しないといけない分だけ余裕が少なめ、デスクトップでは多めになっているであろうことは想像できますが。
ただ、極端に大きな電流が流せるようになっているPCはないでしょう。USBコネクタやケーブルが大電流に耐えられるようになっていないし、それに大きくしすぎるとPC側の電源容量が足りないという問題が出てきます。なのでどんなに流せても、二倍の1000mA以内が現実的な線でしょうね。
普通はUSB端子にはリセッタブルヒューズが入っていて、許容する電流を超えた場合は自動で遮断します。これは一定時間後に勝手に復帰するので、ユーザーがリセットしたり、何かを交換したりする必要はありません。
ご回答有難うございます。
電圧について静電気は回路をダメにすると言われている事で考えてみると、静電気は電流が低くても電圧が高いため回路にダメージを与えると聞いたことがあり、なるほどそういう事で電圧はほぼ固定された範囲内からわずかな誤差で収まるようになっているのかと納得しました。
リセッタブルヒューズなるものが入っているとは知りませんでした。逆に言うと、もし接続した機器が正しく動作しなかったり、電源が入らないという事が起きるようだったら、このヒューズが作動していると言う事も疑った方が良いのですね。
No.2
- 回答日時:
乱暴な説明ですが、メスコネクタに機器(≒抵抗)をつなぐと
オームの法則の計算式 I=E/R による電流が流れます。
>ここで a と言う名前のUSBコネクタ(メス)が、5Vの500mAh。
>ここで b と言う名前のUSBコネクタ(メス)が、5Vの1000mAh。
給電側のこれらの数字は、「それだけの電力を供給する能力がある」という事です。
流れる電流は、その時に繋ぐ機器がどれだけ電力を消費する機器なのか、によって異なります。
なので、これ
>この場合は、1000mAhの電流を500mAhの機器に流すことになりますが、
は違います。
>ここで c と言う名前のUSBコネクタ(オス)が、5Vの500mAhで動作する機器
この機器は10Ωの抵抗器に相当します。 P=IE=2.5ワットの電力を消費するわけです。
機器の抵抗が 10Ωの場合は、a 、bどちらにつないでも 500mA流れます。
(b は供給能力をフルに発揮していない状態です。)
が、5Ωの場合(5ワットの電力を消費する)は、
・bに繋ぐと 1A 流れ、P=IE=5ワットの電力を消費しますが、
・aに繋いだ場合はaは供給能力が足りない為、1A も流れません。
どうなるか、は内部の構造によりますが、給電自体がストップするとか、
給電電圧が5Vよりも低くなると思います。
もとより、USB規格の「5V500mA」とは。
「機器側は500mAより少ない電流で動作すること。供給側は500mAの供給能力を持つこと」
との取り決めにより、電流不足が生じない規格上の数字で、
足りなければバスパワーでなくセルフパワー(ACアダプタなどを使う)で対処します。
が、市場の各種製品には、
・500mAでは足りないので給電側のUSBコネクタを複数使う
・外見はUSB用コネクタだが、充電時には500mAより大きな電流を流す
という機器や充電器などが多々存在します。
実際に流れる電流は、繋いだ機器がどれだけ電力を消費するか(≒抵抗がどれだけか)により異なり、
大抵は 500mA よりずっと小さい値であり、常にフルパワーで供給・消費してるわけでは
ありません。
ご回答有難うございます。
あくまでも500mAは規格として決められた最大値であってそれ以下、それ以上で使うかはUSB機器等が決める事で必ず500mAが常に流れる設計になっているわけではないのですね。
No.1
- 回答日時:
電圧は供給する側が決定しましが
電流は供給「される」側が決定します。
オームの法則:E=IRを変形してI=E/Rとします。
E:電圧、I:電流、R:抵抗です。
電流を変更するには、電圧もしくは抵抗を変える必要があります。
供給側で変更できる要素は電圧のみです。
5Vというのは接続する機器に対して供給できる電圧を示し
1000mAhというのは1000mA(=1A)を1時間供給「することができる」ことを示しています。
電流が半分になれば、供給できる時間は2倍になります。
ご回答有難うございます。
1000mAhと言うのは供給する側から見ると1000mAを1時間流せると言うような意味なのですね。供給される側が500mAhなら供給する側から500mAを2時間流せると言うように解釈できるのですね。
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