Lexikon

Ein USB-Hub ist ein Gerät, das einen einzelnen USB-Port (Universal Serial Bus) in mehrere Ports erweitert und mehr Ports für den Anschluss von Geräten an das Hostsystem verfügbar macht. Somit ähnelt dieser einer Steckdosenleiste. Alle über einen USB-Hub verbundenen Geräte teilen sich die (für diesen Hub verfügbare) Bandbreite. USB-Hubs gibt es in vielerlei Formen. Von externen Boxen (ähnlich wie Ethernet- oder Netzwerk-Hubs), bis hin zu kleinen Designs, die direkt an einen USB-Anschluss angeschlossen werden. Hubs mit „kurzen Kabeln“ verwenden normalerweise ein integriertes 15 cm langes Kabel, um den Hub etwas entfernt vom physischen Port zu platzieren, sodass andere Ports am "Host Gerät" nicht blockiert werden.

Eine Batterie ist eine Vorrichtung, die chemische Energie in elektrische Energie umwandelt und somit als Stromquelle dient. Batterien bestehen aus mehreren Zellen, die jeweils aus einem positiven und einem negativen Pol sowie einem Elektrolyten bestehen. Durch chemische Reaktionen im Inneren der Zellen wird eine elektrische Spannung erzeugt, die an den Polen der Batterie abgegriffen werden kann.

Batterien gibt es in verschiedenen Größen und Ausführungen. Die bekannteste Form ist die Einwegbatterie, die nach der Entladung entsorgt werden muss. Es gibt jedoch auch wiederaufladbare Batterien, wie zum Beispiel Akkus, die nach der Entladung wieder aufgeladen werden können und somit mehrfach verwendet werden können.

Batterien finden in vielen Bereichen Anwendung, wie zum Beispiel in der Elektronik, der Automobilindustrie oder auch in der Raumfahrt. Sie sind eine praktische und mobile Stromquelle und somit auch für den Einsatz in tragbaren Geräten wie Mobiltelefonen oder Laptops unverzichtbar.

Allerdings sollten Batterien umweltbewusst entsorgt werden, da sie schädliche Stoffe enthalten und sonst die Umwelt belasten können. Daher empfiehlt es sich, Batterien in speziellen Sammelbehältern zu entsorgen oder bei Wertstoffhöfen abzugeben.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien können Akkus wiederaufgeladen werden und sind somit eine nachhaltigere Alternative. Akkus bestehen aus verschiedenen Materialien wie zum Beispiel Lithium, Nickel oder Blei. Diese Materialien sind in der Regel in einer Schale aus Metall oder Kunststoff eingebettet. In der Schale befindet sich eine Elektrolytlösung, die die positiven und negativen Pole der Batterie verbindet. Beim Laden wird die elektrische Energie über einen externen Stromanschluss in die Batterie geleitet und dort gespeichert. Beim Entladen wird die gespeicherte Energie wieder freigegeben und kann zur Stromversorgung von elektrischen Geräten wie Laptops, Smartphones oder Elektroautos genutzt werden. Akkus haben den Vorteil, dass sie im Vergleich zu herkömmlichen Batterien eine höhere Energiedichte aufweisen und somit mehr Energie auf kleinerem Raum speichern können. Allerdings haben sie auch Nachteile wie zum Beispiel eine begrenzte Lebensdauer und eine höhere Empfindlichkeit gegenüber Überladung und Tiefentladung. Insgesamt ist der Akku eine wichtige Technologie für die Stromversorgung von mobilen Geräten und Elektrofahrzeugen und wird auch in Zukunft eine große Rolle spielen.

Die Kapazität wird bei kleineren Geräten in Milliamperestunden (mAh) angegeben. Wenn beispielsweise ein Akku eine Kapazität von 100Ah und eine Spannung von 12 Volt hat, kann er für 1 Stunde 100 Ampere, für 2 Stunden 50 Ah, für 4 Stunden 25 Ampere usw. abgeben.

Powerbanks werden häufig auf Reisen oder im Freien verwendet, wo eine zuverlässige Stromquelle nicht verfügbar ist. Eine Powerbank besteht aus einer Lithium-Ionen-Batterie, einem Laderegler und einem Schaltkreis, der die Leistung an den angeschlossenen Geräten reguliert. Es gibt verschiedene Arten von Powerbanks auf dem Markt, die sich in Größe, Kapazität und Funktionsweise unterscheiden. Einige sind klein und leicht und können nur ein Gerät aufladen, während andere größer sind und mehrere Geräte gleichzeitig aufladen können. Die meisten Powerbanks werden über USB aufgeladen und können je nach Kapazität mehrere Ladungen für ein einzelnes Gerät bereitstellen. Powerbanks können in verschiedenen Umgebungen sehr nützlich sein, beispielsweise auf langen Flügen oder Campingausflügen. Es ist wichtig, eine qualitativ hochwertige Powerbank zu wählen, die sicher und zuverlässig ist und die richtige Kapazität für die Anforderungen des Benutzers bietet.

USB-C ist ein 24-poliger Stecker, der eine Verdrehsicherung aufweist und somit sehr praktisch und bequem in der alltäglichen Nutzung ist. Ein weiterer Vorteil von USB-C ist die Maximalleistung von 100 Watt bzw. 240 Watt mit Extended Power Range (EPR), was USB-C auch zur Leistungsspitze der USB-Ports macht. Aufgrund dieser Vorteile hat die EU-Kommission beschlossen, USB-C ab 2024 als Standard für Elektronikgeräte festzulegen.

Der USB-A Stecker sollte wohl der bekannteste unter den USB Steckern sein. Er ist rechteckig und kann sowohl Strom, als auch Daten übertragen. Seit 1996 auf dem Markt hat sich der USB-A-Anschluss weiterentwickelt, um höhere Geschwindigkeiten und mehr Strom zu liefern. 2000 wurde USB 2.0 eingeführt, was die Übertragungsraten auf bis zu 480 Mbit/s erhöhte. 2014 wurde USB 3.1 eingeführt, was die Geschwindigkeit weiter auf bis zu 10 Gbit/s erhöhte. Es gibt auch USB-3.2-Anschlüsse, die Übertragungsraten von bis zu 20 Gbit/s ermöglichen.

Neben der schnellen Übertragung von Daten ermöglicht der USB-A-Anschluss auch das Laden von Geräten. Ein USB-A-Anschluss mit Quick Charge 3.0 kann bis zu 18 W Leistung liefern, was im Vergleich zum herkömmlichen USB-A-Anschluss eine deutliche Steigerung darstellt.

Neben Smartphones können auch andere Geräte wie Tablets, Laptops und E-Reader von der höheren Ladegeschwindigkeit profitieren.

Heutzutage ist es möglich, eine Vielzahl von Geräten an einen USB-A-Anschluss anzuschließen, darunter Festplatten, Drucker, Kameras, Smartphones, Tablets und viele andere Geräte. Der USB-A-Anschluss ist auch rückwärtskompatibel, was bedeutet, dass ältere Geräte mit älteren USB-Versionen an einen USB-A-Anschluss angeschlossen werden können.

Zusammenfassend ist der USB-A-Anschluss ein wichtiger Steckertyp in der Computer- und Technologiebranche, der sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt hat, um höhere Geschwindigkeiten und mehr Strom zu liefern.

Micro-USB wurde entwickelt, um kompakte tragbare Geräte wie Smartphones, MP3-Player, GPS-Geräte, Drucker und Digitalkameras anzuschließen. Es gibt vier Arten von Micro-USB-Anschlüssen: Micro-USB Typ A, Micro-USB Typ B, Micro-USB 2.0 und Micro-USB 3.0. Micro-USB 3.0 ist Micro-USB Typ B sehr ähnlich, verfügt jedoch über zusätzliche Pins an der Seite für die doppelte Anzahl von Kabeln, wodurch die Geschwindigkeit auf USB 3.0 erhöht wird. Genauso wie Standard-USB ist die Micro-Version Plug-and-Play und Hot-Swap-fähig.

Der Lightning-Anschluss ist der Nachfolger des bis 2012 verwendeten 30-Pin-Anschlusses. Er besteht aus einem Kommunikationsbus für die doppelte Datenübertragung und versorgt das Gerät mit Strom. Der Lightning-Anschluss verfügt außerdem über einen integrierten Prozessorchip, der die ordnungsgemäße Verwendung jedes Pins verwaltet und sicherstellt, dass nur kompatibles (von Apple zugelassenes) Zubehör verbunden wird. Der Lightning-Anschluss hat 8 Pins und ist nicht abwärtskompatibel, aber es gibt Adapter, mit denen auch ältere Apple-Geräte angeschlossen werden können.

Immer häufiger begegnet man in Produktnamen oder Beschreibungen der Bezeichnung "GaN". Diese ist eine Abkürzung und steht für Galliumnitrid. GaN ist ein revolutionäres Halbleitermaterial, das immer häufiger in Netzteilen und Ladegeräten eingesetzt wird. Die Silizium-Alternative, die bei diesen Netzteilen und ihren Chips zum Einsatz kommt, hat einige Vorteile:

• Extrem kompakt: Aufgrund der effizienten Spannungsübertragung und höheren Frequenzen von GaN-betriebenen Ladegeräten wird weniger Platz benötigt, sodass ein kleineres Gehäuse für eine höhere Leistung ausreicht.
• Sehr leistungsstark: Galliumnitrid elektrischen Strom um ein Vielfaches besser leitet als Silizium. Dadurch können höhere Spannungen und elektrische Ströme besser durch GaN-Bauteile fließen als bei herkömmlichen Netzteilen, was eine höhere Gesamtausgangsleistung ermöglicht.
• Hohe Effizienz: GaN-Netzteile sind kleiner als ihre Silizium-Gegenstücke und benötigen weniger Komponenten. Durch die geringere Hitze bei der Stromübertragung geht auch weniger Energie durch Wärme verloren.
• Netzteil für alles: GaN-Netzteile eignen sich als All-in-1 Lösungen für alle Geräte von Smartwatch bis hin zum Gaming Laptop, sodass man unterwegs und Zuhause nur noch ein Netzteil für eine große Bandbreite an USB-Geräten benötigt.

LiFePo4-Akkus haben eine höhere Energiedichte als Blei-Säure-Batterien und sind sicherer und langlebiger als andere Lithium-Ionen-Akkus. Sie haben eine längere Lebensdauer und sind weniger anfällig für Überhitzung und Explosionen als andere Lithium-Ionen-Akkus. Im Vergleich zu Lithium-Polymer-Akkus haben sie eine höhere chemische Stabilität und sind weniger empfindlich gegenüber hohen Temperaturen. Allerdings haben LiFePo4-Akkus im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Akkus eine niedrigere Energiedichte, was bedeutet, dass sie bei gleichem Gewicht und Volumen weniger Energie speichern können. Trotzdem bieten LiFePo4-Akkus eine ausgezeichnete Kombination aus Sicherheit, Langlebigkeit und Leistung und eignen sich insbesondere für Anwendungen, bei denen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit wichtig sind.

Es gibt jedoch einige Gründe, warum Wattstunden eine bessere Einheit zur Messung der Kapazität von Powerbanks sind als mAh. Erstens ist mAh eine Maßeinheit für die Ladung, während Wattstunden eine Maßeinheit für die Energie sind. Ladung und Energie sind jedoch unterschiedliche Konzepte, die nicht direkt miteinander vergleichbar sind. Eine Powerbank mit einer höheren mAh-Zahl muss nicht unbedingt mehr Energie liefern als eine mit einer niedrigeren mAh-Zahl, da die tatsächliche Energie von der Spannung des Geräts abhängt. Wenn zum Beispiel eine Powerbank eine höhere Spannung hat, kann sie bei gleicher Ladung mehr Energie bereitstellen. Zweitens ist die Verwendung von Wattstunden als Maßeinheit für Powerbanks eine bessere Möglichkeit, um die tatsächliche Betriebszeit eines Geräts zu schätzen. Da die meisten elektronischen Geräte eine Leistungsangabe in Watt haben, kann man mit der Wattstundenangabe der Powerbank leicht berechnen, wie lange ein Gerät betrieben werden kann. Eine Powerbank mit einer Kapazität von 10 Wattstunden kann zum Beispiel ein Gerät mit einer Leistung von einem Watt für 10 Stunden betreiben oder ein Gerät mit einer Leistung von 10 Watt für eine Stunde. Bei der Verwendung von mAh als Maßeinheit ist es schwieriger, die tatsächliche Betriebszeit eines Geräts zu berechnen, da die Spannung des Geräts berücksichtigt werden muss.

Ein Ampere gibt an, wie viel elektrischer Strom durch einen Leiter fließt. Der Begriff Ampere wurde nach dem französischen Physiker André-Marie Ampère benannt, der wichtige Beiträge zur Elektrodynamik geleistet hat. Strom fließt, wenn elektrische Ladungsträger (in der Regel Elektronen) durch einen Leiter bewegt werden. Die Stärke des Stroms hängt davon ab, wie viele Ladungsträger pro Zeiteinheit durch den Leiter fließen. Bei einer Elektrischen Spannung von einem Volt und einer ausgangsleistung von einem Watt herrscht eine Stromstärke von einem Ampere.

Watt wird nach dem schottischen Erfinder James Watt benannt, der die Dampfmaschine erfand und die Einheit im 18. Jahrhundert einführte. Watt wird häufig verwendet, um die Leistung von elektrischen Geräten zu messen, wie zum Beispiel von Haushaltsgeräten, Computern und Elektroautos. Die Angabe der Wattzahl auf diesen Geräten zeigt an, wie viel Strom sie verbrauchen oder wie viel Energie sie pro Zeiteinheit liefern können. Das Watt ist die offizielle Einheit für elektrische Leistung und wird mit Hilfe von Spannung (Volt) und Stromstärke (Ampere) berechnet: Volt * Ampere = Watt. Somit entspricht ein Volt bei einem Amper

Eine Wattstunde (Wh) ist eine Maßeinheit für elektrische Energie.

Volt ist die Einheit, welche die elektrische Spannung beschreibt. Multipliziert mit der Stromstärke (Ampere) ergibt sich die elektrische Leistung (Watt). Vereinfacht ausgedrückt beschreibt Volt die Menge an Energie, welche an den Ladungsträgern vorhanden ist. Beim deutschen Haushaltsnetz beträgt sie 230 V und bei einem Zigarettenanzünder im Auto 12 V.

Elektrischer Strom wird durch den Fluss von Elektronen durch einen Leiter, wie einen Draht oder ein Kabel, erzeugt. Die Stärke oder Intensität des Stroms wird durch die Anzahl der Elektronen bestimmt, die pro Zeiteinheit durch den Leiter fließen. Stromstärke wird normalerweise in Ampere (A) gemessen und ist eine grundlegende physikalische Größe in der Elektrotechnik.

In elektrischen Schaltkreisen wird der Strom in der Regel von einer Stromquelle, wie einer Batterie oder einem Generator, erzeugt und über Leiter zum Betrieb von Geräten oder Apparaten übertragen. Die von einem Gerät oder einer Anlage benötigte Strommenge wird durch die Leistungsaufnahme bestimmt, die in Watt (W) gemessen wird.

Es ist wichtig zu wissen, dass die Stärke des Stroms in einem Stromkreis Auswirkungen auf die Leistung und Sicherheit elektrischer Geräte und Systeme haben kann. Eine hohe Stromstärke kann beispielsweise ein Gerät beschädigen oder ein Sicherheitsrisiko darstellen, während eine niedrige Stromstärke möglicherweise nicht ausreicht, um das Gerät ordnungsgemäß zu betreiben.

Spannung ist ein Begriff aus der Elektrotechnik und bezeichnet den elektrischen Druck, der in einem Stromkreis herrscht. Sie wird in Volt (V) gemessen und gibt an, wie viel elektrische Energie ein elektrischer Strom bereitstellen kann. Spannung entsteht durch den Unterschied in der Ladung zwischen zwei Punkten in einem elektrischen Stromkreis. Wenn zwei Punkte eine unterschiedliche Ladung aufweisen, entsteht zwischen ihnen eine elektrische Spannung. Die Stärke der Spannung hängt von der Größe des Ladungsunterschieds ab. Je größer der Ladungsunterschied, desto höher ist die Spannung. Spannung ist eine wichtige Größe in der Elektrotechnik, da sie dafür sorgt, dass Elektronen in einem Stromkreis von einem Punkt zum anderen befördert werden. Sie spielt auch eine wichtige Rolle bei der Übertragung elektrischer Energie und bei der Betrieb von Elektrogeräten.

Trickle-Charge ist eine Form der Erhaltungsladung, bei der die Batterie über einen längeren Zeitraum mit einer sehr niedrigen Rate, typischerweise um einige hundert Milliampere, aufgeladen wird. Der Zweck des Erhaltungsladens besteht darin, die Batterie in einem vollständig geladenen Zustand zu halten.

Die Erhaltungsladung wird häufig verwendet, um die Ladung einer Batterie aufrechtzuerhalten, die längere Zeit nicht verwendet wird, z.B. eine Autobatterie, die nicht gefahren wird. Es kann auch verwendet werden, um die Ladung von Batterien aufrechtzuerhalten, die in Geräten mit geringer Leistungsaufnahme verwendet werden, wie z. B. Sicherheitssystemen oder Feuermeldern.

Einige Powerbanks haben eine Trickle-Charge-Funktion, die jedoch aktiviert werden muss. Dabei wird das Endgerät vollständig geladen und bei 100% gehalten, ohne den Akku zu überladen. Dies kann nötig sein, wenn man ein Gerät dauerhaft geladen haben möchte, um einen längeren Betrieb zu gewährleisten, wie beispielsweise bei Zeitraffer-Aufnahmen.

Die Erhaltungsladung gilt im Allgemeinen als sichere und effektive Methode, um die Ladung einer Batterie aufrechtzuerhalten, da sie die hohen Stromstärken vermeidet, die zu einer Beschädigung der Batterie führen können.

Quick Charge-Technologie verwendet höhere Stromstärken und/oder Spannungen als herkömmliche Ladegeräte, um den Ladevorgang zu beschleunigen. Dadurch können die Geräte in kürzerer Zeit vollständig aufgeladen werden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Gerät schnell wieder einsatzbereit sein muss.

Es gibt verschiedene Versionen von Quick Charge, die unterschiedliche Stromstärken und Spannungen verwenden. Quick Charge 1.0 und Quick Charge 2.0 sind ältere Versionen, die Stromstärken von bis zu 18 Watt unterstützen. Quick Charge 3.0 und Quick Charge 4.0 sind neuere Versionen, die Stromstärken von bis zu 27 Watt und 45 Watt unterstützen.

Um von Quick Charge-Technologie zu profitieren, muss das Gerät, das aufgeladen wird, über einen Quick Charge-fähigen Akku verfügen und mit einem Quick Charge-fähigen Ladegerät verbunden werden. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass das Ladegerät und das Gerät kompatibel sind, um Schäden am Gerät oder an der Batterie zu vermeiden.

Dies hat zur Folge, dass mehr Protokolle mit diversen Stromstärken und zusätzlichen Spannungen zur Verfügung gestellt werden, wodurch diese Protokolle anhand der Interaktion von Quelle, Kabel und Empfänger aktiviert werden können. Schlussendlich gewährleistet dies beispielsweise maximale Leistungen von 100 Watt bei einer Spannung von 20 Volt über einen USB-C-Port und USB 3.1 Gen2. Ältere Standards sind dank USB Power Delivery ebenfalls in der Lage, verbesserte Leistungen abzurufen. Die Stromflussrichtung ist mittlerweile nicht mehr festgelegt. Dies ermöglicht, dass ein Gerät mit Energiequelle Strom zur Verfügung stellt - ob als Host oder Peripheriegerät. Beispielsweise kannst du somit dein per USB-Kabel angeschlossenes Tablet an einem Bildschirm laden, wenn er extern mit Strom versorgt wird.

Fast Charge-Technologie verwendet höhere Stromstärken und/oder Spannungen als herkömmliche Ladegeräte, um den Ladevorgang zu beschleunigen. Dadurch können die Geräte in kürzerer Zeit vollständig aufgeladen werden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Gerät schnell wieder einsatzbereit sein muss.

Es gibt verschiedene Arten von Fast Charge-Technologien, die von verschiedenen Herstellern verwendet werden. Einige davon sind Qualcomm Quick Charge, Samsung Adaptive Fast Charge und Apple Fast Charge. Fast Charge-Technologien erfordern in der Regel spezielle Ladegeräte und Kabel, um zu funktionieren. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass das Ladegerät und das Gerät, das aufgeladen wird, kompatibel sind, um Schäden am Gerät oder an der Batterie zu vermeiden.

Adapter sind in vielen verschiedenen Formen und Größen erhältlich und werden häufig verwendet, um Geräte an Stromquellen, Netzwerke oder andere Geräte anzuschließen, die andere Steckverbinder oder Schnittstellen haben. Zum Beispiel könnte ein Adapter verwendet werden, um ein elektrisches Gerät mit einem Steckverbinder für den europäischen Stecker an eine Steckdose in den USA anzuschließen, oder um ein Gerät mit einem USB-C-Steckverbinder an einen USB-A-Port anzuschließen. Adapter können auch verwendet werden, um Geräte mit unterschiedlichen Netzwerkanschlüssen miteinander zu verbinden, zum Beispiel um ein Gerät mit einem Ethernet-Port an ein WLAN-Netzwerk anzuschließen. Adapter können auch verwendet werden, um Geräte an ungewöhnliche Stromquellen anzuschließen, wie zum Beispiel an einen Zigarettenanzünder im Auto. In diesen Fällen kann der Adapter auch dazu beitragen, die Stromstärke oder die Spannung zu ändern, damit das Gerät ordnungsgemäß funktioniert.

Wireless Charging (zu deutsch: kabelloses Laden) ist eine fortgeschrittene Ladetechnologie, die mittlerweile mehr als nur ein Trend ist. Man benötigt keine Kabel mehr, um sein Handy oder Tablet aufzuladen, sondern man legt oder setzt das Gerät auf spezielle Ladestationen. Die hierbei verwendete Technik ist auch dem Volksmund geläufig - Induktion. Sobald eine Verbindung zwischen der induktiven Ladeplatte und dem Handy hergestellt wurde, füllt sich dessen Akku. Wenn man das Smartphone wieder von der Ladestation nimmt, wird der Ladevorgang unterbrochen. Der primäre Vorteil des Wireless Charging ist die Unabhängigkeit von Ladekabeln, wodurch man sich nicht mehr mit der Suche nach einem entsprechenden Kabel mit ausreichender Länge beschäftigen muss.