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【プレゼントあり♪】何メートルまで繋がるのか?!USB延長コードの限界に挑戦!【マイネ王YouTubeチャンネル】(9月13日まで)

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皆さん、こんにちは。ケーブル類はスマートに収納したい派の湯王子@調査員です。

さて、みなさんの素朴な悩みや挑戦事を解決する「みんなのマイネ王調査団@YouTube出張所」。
今回は、「USB延長コードの限界」を調査しました!
さらに、視聴者プレゼントもございますので、ぜひ最後までご覧ください♪

〜 本文は省略されました 〜

りきぞーさんのコメント
③ケーブルの抵抗は、「ケーブル自体」の抵抗と「接触抵抗」の2つで考えます。
「ケーブル自体」の抵抗値は一般的に1mあたり0.15Ω~0.5Ωのようです。
(たとえばhttps://www.mi-take.biz/system72/DAC_3/USB_cable_regs.htmlを参考)
「接触抵抗」は端子の金メッキの有無や差し具合で0.02Ωから数Ω程度まで変わります。
最小値としてケーブル1m当たり0.15Ω、接触抵抗0.02Ωとしましょう。今回のケーブルは全て直列繋ぎなので、
(長さ m)×0.15Ω+(接続箇所)×0.02Ωが全ケーブルの抵抗Rです。


④USB充電器は規格では5V±0.25Vとされていて、規格の電流値は実は最大電流なので常に0.5Aなどになるわけではありません。電流値をIとして実際は計算していく必要があります。電流値は充電時間に直結します。実際のスマホでは充電に必要な電流の下限値がいくつになっているかわかりません。下限が分からないので電流と電圧を掛け算した電力W=IVで計算する必要があります。

⑤理想的限界長の計算
充電器5V~ケーブルR~スマホ(3V)の間の電力を中学でやったオームの法則で計算すると5(V)×I (A)= RI×I + 3×I
となります。これを整理するとIR=2と簡単になります。通常スマホの充電には0.5Aが必要になりますがこの時はR=4Ωとなります。
仮に全て2mのケーブルを使たったとしての理想的限界長を③の式で計算すると
(2m)×(n本)×0.15Ω+(n+1箇所)×0.02Ω<4.0Ω
を計算するとn=12が最大整数なので理想的には24mになると思います。
ただし実際には市販のケーブルの平均抵抗は0.3Ω/mくらいと
接触抵抗ももっと大きいのでせいぜい5m~10mくらいが
実際に実用的な充電できる限界長になると思います。
実際のスマホ運用を考えても電流値は0.4Aが現実的な下限でだいたいこの辺りが限界だと思います。

次に続く