Мороз вмешался в физику: почему холод оказался главным врагом смартфона даже при полном заряде

Отключение смартфонов на морозе объяснили — РТУ МИРЭА

Зимой смартфон может подвести в самый неподходящий момент — экран гаснет, устройство отключается, хотя заряд еще был. Для многих это выглядит как сбой или заводской дефект, но на самом деле причина куда прозаичнее и связана с физикой. Мороз напрямую влияет на ключевые компоненты телефона и прежде всего — на аккумулятор. Об этом сообщает РТУ МИРЭА.

Что происходит с аккумулятором на холоде

Современные смартфоны в большинстве случаев оснащаются литий-ионными аккумуляторами. Это высокоэффективные, но чувствительные к внешним условиям электрохимические системы. Их нормальный рабочий режим рассчитан на умеренные температуры, близкие к комнатным.

При уходе температуры в минус внутри батареи замедляются все базовые процессы. Перенос ионов лития между электродами становится менее активным, а внутреннее сопротивление элемента питания возрастает. На практике это означает, что аккумулятор физически не способен отдать энергию с той скоростью, которая требуется системе. Даже если индикатор показывает условные 30-40 процентов, фактическая доступная емкость оказывается ниже критического порога.

"Оптимальная температура работы литий-ионных аккумуляторов — около +20 градусов. При охлаждении ниже нуля резко падает их способность отдавать энергию", — поясняет профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА Алексей Юрасов.

Встроенная система защиты интерпретирует ситуацию как опасный разряд и отключает смартфон, предотвращая повреждение батареи.

Почему разные аккумуляторы реагируют по-разному

На рынке существуют и литий-полимерные аккумуляторы, которые демонстрируют большую устойчивость к холоду и способны функционировать при температурах до -20 градусов. Однако их производство обходится дороже, поэтому в массовых моделях смартфонов они встречаются заметно реже.

Важно понимать, что холод не "выбирает" жертву по возрасту устройства. Новые аккумуляторы также теряют эффективность на морозе. Разница лишь в том, что у старой батареи изначально ниже запас емкости, и до критического уровня она доходит быстрее. В результате гаджет с изношенным аккумулятором может выключиться почти сразу после выхода на улицу, особенно если параллельно используются навигация, камера или мобильный интернет.

Влияние мороза на экран и электронику

Проблемы на холоде не ограничиваются одной батареей. Дисплеи — как жидкокристаллические, так и OLED — при низких температурах теряют эластичность. Это проявляется в замедленном отклике, "шлейфах" и временном ухудшении качества изображения.

Полупроводниковые компоненты, из которых состоят процессор и память, также чувствительны к температуре. Изменение их физических свойств может приводить к задержкам в обработке данных и нестабильной работе системы. В условиях холода возрастает нагрузка на аккумулятор, а дополнительные факторы вроде включённого Bluetooth или открытых сетей усиливают энергопотребление, как и в ситуациях с оставленным активным Wi-Fi.

Корпус смартфона: металл против пластика

Распространено мнение, что смартфон "замерзает" целиком, и в этом есть доля правды. Однако решающее значение имеет скорость охлаждения. Здесь ключевую роль играет материал корпуса.

Металлические корпуса, чаще всего алюминиевые, обладают высокой теплопроводностью. Они быстро отдают тепло окружающей среде, ускоряя охлаждение аккумулятора. Пластик, напротив, хуже проводит тепло и выполняет функцию изолятора, дольше удерживая внутри устройства более стабильную температуру.

"Металлический корпус быстрее передает холод аккумулятору, тогда как пластик работает как тепловой барьер", — отмечает Алексей Юрасов.

Именно поэтому смартфоны в пластиковых или композитных корпусах иногда демонстрируют лучшую выносливость на морозе при прочих равных условиях.

Почему резкие перепады температуры вреднее самого холода

Кратковременное пребывание смартфона на морозе само по себе не является критичным. Гораздо больший вред наносят регулярные циклы "улица — теплый карман — снова улица". Быстрое охлаждение и столь же быстрый нагрев ускоряют деградацию химической структуры аккумулятора.

Дополнительный риск — образование конденсата. При резком перемещении холодного устройства в теплое помещение влага может оседать внутри корпуса и на контактах, повышая вероятность короткого замыкания. Аналогичные эффекты ускоренного износа проявляются и при перегруженной системе, когда устройство постоянно работает на пределе из-за заполненной памяти или фоновых процессов, как это бывает на Android без регулярной очистки системы.

Сравнение: разные условия эксплуатации зимой

Смартфон, лежащий во внешнем кармане куртки, охлаждается значительно быстрее, чем устройство во внутреннем кармане, где температура ближе к температуре тела. Использование навигации или камеры на морозе создает дополнительную нагрузку, ускоряя падение доступного заряда. Гаджет с плотным защитным чехлом сохраняет тепло дольше, чем телефон без какой-либо изоляции.

Плюсы и минусы защитных решений

Использование чехлов и правильного хранения зимой имеет свои особенности. С одной стороны, плотные силиконовые или неопреновые чехлы создают дополнительный изолирующий слой. Они замедляют охлаждение и снижают риск внезапного отключения. Также к плюсам относится защита корпуса от конденсата при перепадах температуры.

С другой стороны, слишком плотный чехол может мешать естественному теплоотводу в помещении, если смартфон активно используется или заряжается. Кроме того, дополнительный слой увеличивает габариты устройства, что не всем удобно в повседневной эксплуатации.

Советы по защите смартфона от мороза шаг за шагом

  1. Перед выходом на улицу убедитесь, что аккумулятор заряжен максимально.

  2. Храните смартфон во внутреннем кармане куртки или сумки.

  3. Используйте защитный чехол из силикона, резины или неопрена.

  4. Старайтесь пользоваться камерой и навигацией короткими сессиями.

  5. После возвращения в тепло дайте устройству прогреться 30-60 минут перед зарядкой.

Популярные вопросы о работе смартфона на морозе

Почему телефон выключается, если заряд еще не нулевой?

Индикатор показывает условный заряд, но на холоде аккумулятор не может отдать энергию в нужном объеме, и система отключается для защиты батареи.

Можно ли заряжать смартфон сразу после улицы?

Нет, сначала устройство должно прогреться до комнатной температуры, иначе возрастает риск конденсата и повреждения электроники.

Что лучше для зимы — металлический или пластиковый корпус?

С точки зрения сохранения тепла пластиковый корпус практичнее, так как он медленнее охлаждает аккумулятор.

Автор Кристина Кузнецова
Кристина Кузнецова — журналист, корреспондент медиахолдинга Правда.Ру