手机只剩1%的电还能用多久？看到都已经汗流浃背了……

执笔情长

如果你身边
有人在玩手机时
突然惊叫着站起来
并快速冲向电源
请不要惊讶
很可能是因为
他的手机发出提示
——
即将关机

有朋友好奇
为什么有的手机
在剩余1%的电量时
还能游刃有余
而有的
很快就进入关机状态
其实
手机所显示的剩余电量
并不是精确的
电池剩余电量
想要弄清楚这一点
要先说一说
手机电量是怎么回事


1


手机怎么知道
还剩多少电？

我们都知道，手机电池之所以能供电，靠的是电池中发生的化学反应。从理论上来说，我们只要测量一下反应物还剩多少，就能精确知道还剩多少电量了。


这个过程听起来就像测一测水箱里还有多少水一样简单，但实际上非常困难。现在的手机是没有办法直接测量电池内部的反应物多少的，只能通过检测电路中的一些参数，对手机电量进行推测。


所以我们看到手机上显示的剩余电量其实是一个推测值。


手机需要检测的电池参数非常多，在这里主要介绍两个跟手机推测剩余电量有关的参数。


2


电压


如果你在网上搜手机电池，可能会看到很多电池上标注了一个参数——标准电压（也有写作“标称电压”的），这个电压一般在3.7V上下，但实际上手机中的锂电池在工作时，并不是从头到尾一直稳定地输出这个电压。



锂电池标注的标准电压（图片来源：某网店截图）


比如，这张图片显示的就是某型号的锂电池在放电过程中的电压变化情况。在刚刚开始放电的时候，电压接近4.2V，在电池放电将结束时，电压迅速下降。

某型号锂电池放电电压变化，图片来源：参考资料


所以，手机也可以通过检测内部的电池电压变化，来判断电量的多少。比如，可以定义电池电压4.2V时候为满电状态，即100%，定义3.3V时候为电量耗尽状态，即0%，这时候手机就自动关机了（一般手机很少会真的把电池电压用到3V）。


基于这样的曲线，手机就可以向我们显示剩余电量了。这个方法听起来很简单直接，但是也会有一些问题。


最明显的一个问题是，在使用过程中，电压的下降并不是一个线性过程，从图中的曲线也能看出来，在电量快要用尽的时候，电池电压下降得比较快。如果严格按照这个曲线来显示，可能电量会突然从15%掉到0%，这可能会带来很多麻烦。


不过这个问题还算比较好解决的，只要对显示的数据进行一些修正就可以。除此之外，光靠电压判断电量还会面临一个问题，那就是它会受到很多因素的影响。


比如，在不同工作电流的条件下，电压下降的曲线也是不同的。不同工作电流的条件下，电池的放电曲线不同，我们称之为倍率性能，下面图片中就是在不同倍率条件下，电池电压的下降情况。

不同倍率条件下电池电压变化，图片来源：参考资料


假如现在正在用手机聊天，电池工作电流比较小，根据当前的情况估出一个剩余电量就可能偏高。而当你打开手机游戏，手机工作电流将变大，手机重新估算之后，会发现剩余电量没有那么高了，显示的电量就可能会变来变去。


因此，除了检测电池电压，手机可能还需要检测其它参数。


3


电荷

在很多手机的内置芯片中有一种叫做库仑计的东西，它能帮手机更精确地判断剩余电量。


虽然很多人已经把高中电学知识还给物理老师了，但相信大家对“毫安时”这个单位并不陌生，毕竟手机电池容量都是用毫安时（mAh）做单位的。一般说来，毫安时越大，储存的电荷量就越多。


“库仑计”名字中的“库伦”也是电荷量的单位，库仑计能够检测电池在使用的过程中释放出了多少电荷。用电池能够储存的电荷量减去已经消耗的电荷量，就能知道还剩多少电了。


在库仑计的帮助下，手机也能够做出更加准确的电量预测，但即便如此，依然会存在误差。所以，我们看到的剩余电量只是一个估算值，并不是精确值。


4


产品考量




既然预测手机电量会存在误差，不同的手机厂商也会有自己的考虑。


比如，有些厂商会考虑到，既然电池电量估测并不那么精确，干脆让手机尽早显示1%，这样一来，可以让用户尽早给手机充电，避免造成不必要的麻烦。


而且，在电量快耗尽的时候，很多手机也会自动进入低电量模式，调低屏幕亮度，停止后台不重要的程序运行，这些都会让最后的1%显得更加耐用。



还有一些厂商，采取的策略就是在电量进入2%的时候，让你进行一次30秒冲刺，冲向充电器。


因此，有的手机1%电量能用很久，而有的手机2%只能用30秒，并不具有可比性，不能说谁最后的电量更抗用。


来源：科普中国

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