为什么 iPhone 的包装说明「电源适配器仅限海拔 2000m 以下安全使用」?

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这是一个所有开关电器都必须遵守的规则。
1)关于空气击穿电压
由于开关电器,包括家用电器和低压电器在内,导电材料和触头之间的绝缘介质一般都是空气,因此,空气的绝缘能力和空气的击穿电压成为一个极为重要的问题。
早在1889年,著名科学家巴申(Paschen)就从实验中总结出多种气体的击穿特性。
我们来看下图(摘自《低压开关电器手册》:
图中,纵坐标是击穿电压,横坐标是压强与电极间隙的乘积。
我们发现,对于特定气体而言,它的击穿电压与pd有很密切的关系,并且存在最小值。
当pd大于或者小于它的最小值时,击穿电压降随之升高。
由此可见:
如果加大电极间隙的气压,或者将间隙抽成真空,都能提高气体的击穿电压。
2)关于散热能力
海拔越高,空气越稀薄,电器的散热能力也越差。
3)关于宇宙射线
海拔越高,宇宙射线越强,紫外线当然也越强,空气也越容易出现非自持性放电。
看下图:
这是我绘制的有关气体放电的曲线,蓝色的区域就是非自持放电区域,C点的电压就是击穿电压。
结论:
由于以上三个原因,国家标准中把海拔2000米定为限制值。一般的电器在2000米以下使用不会有任何问题,之上使用就要降容。
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提一个问题:
家用电器,例如微波炉、电冰箱、空调器和照明灯,在海拔2000米之上使用时,需要降容吗?
回答:
是否降容由绝缘能力、能力,散热能力和灭弧能力决定的。
(1)凡带有电机的家用电器,在高海拔地区散热困难,因此需要降容。
这是因为电机有线圈,线圈需要散热。高原地区散热困难,因此电机类电器需要降容。
(2)凡带有控制触点的开关电器,例如断路器、继电器和接触器,由于触头灭弧困难,因此需要降容。特别是继电器,其触头本来就不具备灭弧能力,在高海拔地区灭弧就更加困难,因此要用两个同类触头去串联,以期提高电弧长度,以此实现电弧的降温和熄灭。
所以,不管是洗衣机也好,是电饭锅也好,是微波炉也好,都存在控制系统更新问题。生产厂家一般会有使用在高原地区的产品。
(3)对于照明灯,由于灯具的发光器件一般都是密封在玻璃管内,与气压无关,因此照明灯具无需降容。不过,由于控制电器(例如微断)需要降容,所以控制电器所带的灯具数量需要减少。
(4)金属材料的温度越高,它的机械强度就越低。
上图是《低压电器手册》中的附图。我们从左图的曲线1中可以看到铜材料的机械强度\sigma 与温度\theta 的关系曲线。
右图曲线3是铝,5是钢。这是两种和常见的材料。我们看到它们也是如此。
对于绝缘材料,例如陶瓷,情况也类似。温度越高,它的击穿电压越低,机械强度也越低。
(5)最后就是电缆。因为高原地区散热困难,电缆也需要降容。
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至此,相信大家都能对题主的问题作出判定了。
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看了评论区的评论,许多知友说小电器似乎对海拔高度不敏感,其中特指手机充电器。我来解释一下。
电器在使用上存在工作制的问题。电器的工作制,包括长期工作制、8小时工作制、短时工作制和短时周期工作制等等。
长期工作制下,电器长期工作下,电器的温升达到稳态值并长期运行,一旦停用降温又能降到环境温度;短时工作制下,电器短暂地使用,它的温度不会升高到长期使用温度,而停用时间又很长,使得温度降低到环境温度;反复短时工作制下,电器工作周期时间较短,虽然首次工作周期下温度并未升高到稳定温升就停机降温,但温度还高于环境温度时又开始下一周期的工作升温,就这样反反复复,使得电器的温度越来越高。
对于短时工作制,理论上讲,电器的使用功率可以加大。
在高原条件下,按长期工作制工作的电器,例如电冰箱必须降容,否则要使用高原产品;按短时工作制工作的电器,在高原地区使用时,只要能确保它停机时温度能够降低到环境温度,则可以继续使用而无需降容;按反复短时工作制工作的电器,则必须降容。
所以许多小电器,特别是手机充电器,满足短时工作制的工作条件,因此电器的“高原反应”不是很明显。
提个醒:电器的工作制所涉及的问题被称为开关电器的温升。
iphone随配的电源适配器是需要进行CCC认证的,而检测的依据就是GB4943.1-2011(于2012年12月1日开始实施)。这个标准是一个强制性标准,标准范围内的产品是必须符合的。
标准里面的条款1.7.2.1提到了对海拔和气候的特殊要求
引用如下:



这个也就是iphone包装上「电源适配器仅限海拔 2000m 以下安全使用」的由来
而且大家注意观察的话,会发现有的充电器还会标注“仅限非热带地区使用”,或者有如上的警告标识。

具体海拔对产品的影响,鄭紫陽回答了一部分;其实不仅是变压器,所有元器件内部或元器件之间的绝缘距离(术语叫电气间隙)要求都会随着海拔的上升而增大。

ps:不要买淘宝上的山寨充电器,真的很危险;为了美观、好玩而殒命,不值
想想那个被电死的空姐……