Uma mulher em Seattle havia acabado de concluir uma reforma na cozinha no mês passado e queria evitar qualquer excesso de bagunça em suas bancadas. Ela não estava interessada em ter carregadores grandes e volumosos ou cabos espalhados por todo o backsplash. O eletricista sugeriu converter a tomada antiga em um Tomada USB que pudesse ser conectada diretamente na parede. No entanto, a proprietária estava hesitante devido à incerteza sobre a segurança, velocidade de carregamento em comparação com o carregador original incluído com seu telefone, e se eles rapidamente se tornariam obsoletos devido às mudanças nos padrões USB.
A questão sobre tomadas de energia com portas USB sendo uma opção padrão em vez de uma novidade tem sido feita em todos os canteiros de obras e em todos os balcões de atacado elétrico. O fato é que plugs e receptáculos USB (tomadas) são completamente diferentes de uma tomada duplex padrão, pois contêm fontes de alimentação que convertem 120 volts de energia AC da parede para a voltagem mais baixa de DC para uso por dispositivos USB: assim, o circuito que converte a voltagem AC em voltagem DC opera 24 horas por dia, gera calor e tem um pequeno consumo de corrente quando o receptáculo não está fornecendo energia a um dispositivo. Este pacote elétrico interno definirá, em última análise, a diferença entre uma atualização inteligente e uma chamada de serviço no futuro, portanto, é importante entender como este pacote elétrico interno pode afetar como a instalação é realizada, como funcionará e quão seguro é seu uso.
Como uma Tomada USB de Parede Difere de uma Tomada Padrão
Uma tomada de parede padrão é essencialmente apenas um modo de transmitir eletricidade, é assim que funciona. A tomada pega o fio de cobre (a alimentação de energia) que entra no edifício e conecta-o aos conectores de latão que seguram o plugue. Isso é tudo! Não há circuitos eletrônicos, nenhum calor produzido além do que a carga conectada consome, e apenas um dispositivo mecânico que pode falhar (a tensão nas molas que seguram o plugue).
Um carregador USB é um componente elétrico ativo contido em um receptáculo de parede. O interior da carcaça plástica contém um pequeno transformador (ou fonte chaveada) que pega os 120V de corrente alternada da sua parede e converte em 5V (para conexão Tipo A) ou tão pouco quanto 0 V ou até 20 V (para Tipo C) de corrente contínua, dependendo do que você conecta a ele. Além disso, o carregador é capaz de se comunicar com o dispositivo que está alimentando, permitindo que informe ao dispositivo quanta amperagem ele pode consumir com segurança.
O pacote eletrônico interno está sempre consumindo energia, constantemente, não importa o que esteja conectado às portas USB. Mesmo que nada esteja conectado às portas USB, a fonte de alimentação ainda consumirá uma pequena quantidade de corrente em espera, tipicamente na faixa de 0,1 a 0,5 watts. Ao longo de um ano, essa quantidade de energia em espera usada equivaleria a aproximadamente 1 a 4 quilowatt-horas, o que não é suficiente para impactar significativamente sua conta de eletricidade residencial, mas ainda é um indicador de que sua tomada está constantemente alimentada e quente. O espaço que esse pacote eletrônico ocupa na caixa é a razão pela qual as tomadas USB são mais profundas do que as tomadas padrão, não USB; para a instalação de tomadas USB em caixas antigas e rasas, o espaço pode ser muito limitado. Em alguns casos, a caixa precisará ser substituída para fornecer espaço suficiente para a instalação da fiação.
As tomadas com USB realmente valem o investimento?
O valor de uma tomada USB vem da localização de sua instalação e do uso que se faz dela. Um exemplo seria: uma cozinha, mesa de cabeceira, escrivaninha de escritório doméstico ou criado-mudo de hotel, que são todos locais onde se carrega um telefone ou tablet todos os dias e onde não se deseja ver blocos de carregamento e cabos visíveis. Portanto, o benefício é imediato e duradouro. Quando uma tomada USB é instalada, elimina a necessidade de um adaptador de carregamento (que usa uma das duas entradas de tomada) e dobra a quantidade de tomadas disponíveis naquele local.
Uma tomada USB oferece valor agregado mínimo em locais onde não se carrega dispositivos, como corredores, salas de estar formais ou locais onde os dispositivos são raramente carregados, em comparação com uma tomada normal. A pequena quantidade de energia em espera consumida continuamente pelo uso do dispositivo é muito pequena, mas se acumula durante todo o período em que o dispositivo está em uso. Da mesma forma, o custo aumentado de uma tomada USB de boa qualidade, com faixa de preço de $20 a $50, também deve ser ponderado em relação a uma tomada duplex resistente a adulteração normal, com faixa de preço de $3 a $8, tornando a justificativa para instalar uma tomada USB, nessas aplicações, questionável no mínimo.
Para propriedades de aluguel, hotéis e espaços comerciais, as tomadas USB oferecem uma vantagem competitiva clara. Elas indicam que o espaço foi atualizado para atender às expectativas de hóspedes e inquilinos que viajam com múltiplos dispositivos e tempo limitado para carregá-los. Para uma visão mais ampla de como as tomadas se encaixam em um esquema elétrico moderno completo, nossa visão geral de as melhores tomadas e interruptores elétricos para casas modernas cobre toda a gama de opções, desde as básicas até as integradas inteligentes.
USB-A vs. USB-C em tomadas de parede: o que o tipo de porta significa
Os tipos de porta USB afetarão a compatibilidade, a velocidade de carregamento e a vida útil das tomadas à medida que a tecnologia continua a avançar.
Portas USB-A Por mais de duas décadas, o USB-A continuou a ser uma das conexões mais comumente usadas; todos os carregadores de parede para carregar dispositivos forneceram uma carga máxima de 5 volts, 2,4/3,1 Amp para a tomada, com potência de saída potencial de 12-15 watts por tomada. Como tal, carregar um telefone levará um bom tempo (não é o melhor), carregar um tablet será muito lento usando esse tipo de conexão. Antigo? Sim! No entanto, há um número crescente de fabricantes dos EUA que estão usando portas USB-C em vez de portas USB-A daqui para frente.
Portas USB‑C com Power Delivery (PD) Usar a tomada de parede USB-C PD cria a maneira mais rápida de carregar todos os seus eletrônicos através de uma tomada elétrica AC e cabo USB. Ao conectar seu dispositivo através do conector USB tipo C, a tomada de parede pode negociar uma corrente elétrica máxima de até 3 amperes e 20 volts com o equipamento conectado. Com essa quantidade de corrente elétrica, a tomada pode carregar um total de 30 watts, 45 watts ou 60 watts para um tempo total de carga (dependendo da fonte de energia). Essas quantidades de potência permitirão que você carregue um smartphone em velocidade total, além de carregar tablets, laptops e algumas ferramentas elétricas manuais também. Além disso, como o plugue USB-C é reversível, você não precisará mais se preocupar em tentar inserir incorretamente um plugue USB padrão (tipo A) na tomada!
Uma porta USB de geração atual oferece múltiplas combinações de conectores em um estilo de conector único. Em termos dos dois tipos mais recentes de carregamento, os Sistemas Quick Charge funcionam com conectores USB mais antigos (por exemplo, USB A original), e ambos os tipos de carregadores funcionarão com os novos sistemas de “carregamento rápido” disponíveis na tomada de parede comum ou através de outros dispositivos eletrônicos usando um tipo existente ou novo de conector USB. Portanto, se você planeja morar em sua casa por um período prolongado, é aconselhável selecionar o modelo que tenha pelo menos uma porta USB-C Power Delivery (PD), pois essa porta fornecerá o período mais longo de usabilidade antes que qualquer um dos dispositivos se torne obsoleto.
Os plugues USB estão sendo eliminados?
Embora ainda haja uma conexão USB na tomada de parede, a conexão anterior (USB-A) agora será substituída pela conexão padrão mais amplamente usada (USB-C), à medida que mais dispositivos adotam o novo carregador comum para a maioria dos seus eletrônicos (como parte da Diretiva do Carregador Comum da União Europeia, que exige que todos os novos produtos vendidos com carregadores usem USB-C). Isso incluirá muitos tipos diferentes de produtos, incluindo celulares, tablets, fones de ouvido e muitos outros.
Hoje, uma tomada de parede com uma porta USB-A não é redundante. Continuarão a existir bilhões de dispositivos compatíveis com este tipo de tomada por muitos anos. Uma tomada de parede com portas USB-A e USB-C proporcionará a capacidade de carregar com os dois protocolos diferentes e oferecerá flexibilidade que o uso de apenas um protocolo não pode fornecer. O USB-A ainda é amplamente utilizado e continuará a ser, mas provavelmente será complementado com a adição do USB-C.
Considerações de Segurança para Tomadas com USB Integrado
A segurança de uma tomada com portas USB depende dos seus componentes eletrônicos internos e se foram instalados corretamente. Uma tomada USB foi testada para resistência dielétrica (da tensão da linha AC para a saída DC USB), bem como para proteção contra sobrecorrente (devido ao fluxo excessivo de corrente) nas portas USB (dispositivos de proteção contra sobrecorrente conectados às portas USB). Também foi testada para desempenho térmico com o dispositivo sob carga constante de corrente.
Tomadas USB listadas pela UL (ou laboratório nacionalmente reconhecido equivalente), além de passarem nos testes mencionados acima, são padrões mínimos para qualquer dispositivo conectado permanentemente a fios elétricos.
O calor é o principal perigo para sua segurança proveniente de uma tomada USB. Toda vez que a tomada estiver energizada (ou seja, ligada), haverá emissão de calor; isso inclui quando nenhum dispositivo está sendo carregado. O calor produzido pelas tomadas gera uma quantidade significativa de calor e, se colocadas em uma caixa elétrica cheia de outros dispositivos que não permitem fluxo de ar suficiente para dissipar o calor produzido pelas tomadas, elas [as tomadas] criarão condições térmicas suficientes para exceder a classificação térmica e, assim, criar riscos tanto para materiais quanto para pessoas. Para auxiliar no desempenho desta tomada, os fabricantes recomendam as seguintes características de design; a. A gestão térmica deve ser considerada para as tomadas; b. O design para o funcionamento das fontes de alimentação deve ser realizado utilizando métodos eficientes de design e fabricação que resultem em níveis aceitáveis de; c. A instalação de proteção térmica na fonte de alimentação será necessária quando apropriado; e d. A especificação da temperatura máxima ambiente de operação será exigida para todas as tomadas. Os requisitos de instalação para as tomadas serão [1] que a caixa deve ser grande o suficiente para permitir movimento livre e desobstruído do ar para permitir fluxo de ar livre (por toda a caixa); e [2] a tomada não deve ser instalada em uma caixa cheia de dispositivos que produzem calor (ou seja, dimmers; tomadas USB de qualquer fabricante). Aceite apenas na situação em que as instruções do fabricante exigirem o agrupamento de dispositivos na mesma caixa gang.
Outro fator a considerar ao falar sobre segurança é o isolamento. O isolamento galvânico é necessário entre a saída de energia USB e a tensão da linha AC. Se a barreira interna de isolamento falhar, a carcaça do conector USB pode ficar exposta à tensão AC. Isso representa um risco à vida e à integridade física. Para evitar que isso aconteça, a UL exige que esses tipos de dispositivos passem por um teste hipot a milhares de volts entre a entrada AC e a saída USB antes de emitir uma certificação.
O que Procurar ao Selecionar uma Tomada Carregadora USB
Uma variedade de carregadores USB está disponível, incluindo diversos estilos, preços, níveis de desempenho e qualidade de construção. Você pode ter muitos aspectos diferentes de tomadas carregadoras USB que deseja comparar e avaliar para determinar qual é a mais adequada para você. Essas características incluem segurança e confiabilidade ao longo do tempo.
- Certificação UL ou ETL. Testes de terceiros mostram que o dispositivo está em conformidade com o padrão de segurança aplicável à marca de certificação.
- Corrente total de saída USB e corrente por porta. Os valores máximos por porta e total são listados separadamente sob a seção “3.1A total.” Isso indica que, juntos, os quatro portos fornecem uma saída máxima combinada total de 3,1 amperes. Se você conectar dois dispositivos a essa mesma fonte de alimentação, cada dispositivo usará apenas metade dos 3,1 amperes, pois compartilharão essa corrente igualmente. As classificações máximas por porta e total para uma boa fonte de alimentação serão seguidas por marcações adicionais que definem a quantidade máxima de corrente disponível em cada um dos quatro pontos de conexão e a corrente total disponível em qualquer ponto de conexão. Uma boa fonte de alimentação também distribuirá automaticamente a energia de acordo com suas classificações máximas por porta e total entre todos os dispositivos conectados a ela.
- Suporte USB‑C PD, se aplicável. Ao verificar suas tomadas disponíveis para acesso USB‑C, confirme se elas suportam Power Delivery (PD) e observe a classificação máxima de potência por tomada. Uma tomada que fornece 30W de PD fornecerá energia suficiente para carregar rapidamente a maioria dos smartphones modernos. Se usar uma tomada PD de 60W, você deverá conseguir carregar rapidamente quase qualquer laptop disponível no mercado.
- Tomadas AC com proteção contra violação. As entradas convencionais para plugues AC devem ser equipadas com obturadores resistentes a violação conforme o código atual de instalação residencial (NEC).
- Profundidade física e compatibilidade da caixa. Antes de comprar uma tomada, você deve medir a profundidade em que ela será instalada na caixa elétrica. Em comparação com tomadas regulares, as tomadas USB requerem uma caixa elétrica mais profunda. Portanto, se a caixa elétrica for muito rasa, a tomada pode não caber com o espaço necessário para os fios, conforme o Artigo 314 do NEC.
Considerações de Instalação: Profundidade da Caixa, Fiação e Calor
O procedimento de fiação para substituir um receptáculo padrão por um receptáculo USB é o mesmo que substituir um receptáculo padrão; no entanto, existem limitações adicionais em relação ao espaço físico disponível para instalar o novo receptáculo USB em comparação com o receptáculo padrão existente e sua fiação associada. O primeiro passo é desligar o disjuntor que fornece energia para a tomada e confirmar que a energia foi desligada antes de prosseguir. Remova a tomada existente. Conecte o fio quente preto ao terminal de latão, conecte o fio neutro branco ao terminal de prata e conecte o fio terra ao terminal de parafuso verde. Isso requer dobrar cuidadosamente os fios na parte traseira da caixa, deixando um caminho livre para a parte traseira consideravelmente maior do receptáculo USB. Finalmente, se a caixa for do tipo plástico raso com pregos dos anos 1970, será necessário substituir a caixa, pois não há espaço suficiente para instalar o receptáculo USB na caixa, já que o receptáculo USB requer espaço adicional para acomodar seu corpo maior; será mais seguro usar uma caixa de tamanho adequado do que tentar encaixar o receptáculo USB em uma caixa de tamanho inadequado, onde os fios ficariam pressionados contra a parte traseira do receptáculo USB.
Se você não se sentir confortável com qualquer parte deste processo — especialmente se a fiação existente for de alumínio, isolada com tecido ou apresentar sinais de superaquecimento — um eletricista licenciado pode realizar a instalação com segurança. Para um guia passo a passo do procedimento padrão de substituição de tomadas que se aplica igualmente aos modelos equipados com USB, nosso artigo sobre como substituir uma tomada de parede cobre o processo em detalhes.
Perguntas Frequentes
As tomadas com USB valem a pena?
Para locais onde dispositivos são conectados diariamente (por exemplo, cozinhas, quartos, escritórios domésticos, criado-mudo de hotel), elimina a necessidade de adaptadores de carregamento e permite usar as tomadas padrão extras para outras coisas, substituindo a tomada de parede padrão por uma tomada de parede USB. No entanto, se você não usa dispositivos com frequência (baixo uso), então o custo adicional e o consumo contínuo/constante de energia (consumo em standby) podem não ser justificáveis.
As tomadas USB estão sendo eliminadas?
À medida que o USB-C se torna o conector padrão, o USB-A será eliminado. Embora existam alguns requisitos regulatórios que exigem conectores USB-C, cabos e dispositivos USB-A continuam sendo amplamente usados na indústria. Uma tomada com duas portas contendo conectores USB-A e USB-C fornecerá compatibilidade retroativa e uma solução à prova de futuro durante a transição para USB-C.
As tomadas com portas USB são seguras?
Isso está correto! Quando instaladas corretamente, são seguras para uso desde que possuam a marca UL ou ETL Listing. Uma tomada carregadora USB que é UL ou ETL Listed foi testada para: isolamento elétrico entre a linha AC e a saída USB; proteção contra sobrecorrente; e desempenho térmico do carregador USB. Além disso, a tomada carregadora USB deve ser instalada em uma caixa elétrica de tamanho adequado para garantir operação segura.
Qual é o melhor plugue USB?
Um receptáculo duplex resistente a violação listado pela UL é a melhor tomada de carregamento USB quando são necessárias duas portas USB, mas apenas uma das portas precisa ser uma USB C (power delivery) que forneça pelo menos 30W. A segunda porta USB A fornecerá compatibilidade retroativa com dispositivos USB anteriores, e ambas as portas devem fornecer pelo menos ^3⁄4 ampere de saída ou corrente para carregar múltiplos dispositivos simultaneamente. O carregador também deve caber confortavelmente na caixa elétrica da parede sem danificar ou sobrecarregar a fiação existente na caixa.
A tomada com USB O carregamento é mais do que uma conveniência — é uma atualização permanente na infraestrutura elétrica de um ambiente. Coloca o carregamento de dispositivos onde as pessoas realmente usam seus dispositivos, elimina a desordem de adaptadores e réguas de energia, e sinaliza que a casa ou empresa foi construída ou reformada com a tecnologia atual em mente. A chave para uma instalação bem-sucedida é selecionar um dispositivo listado e bem projetado, instalá-lo em uma caixa que possa acomodar seu corpo mais profundo e sua dissipação de calor, e combinar os tipos de portas USB com os dispositivos que serão conectados. A GOG Electric fabrica receptáculos equipados com USB que atendem a esses critérios, com as ranhuras AC resistentes a violação, a listagem UL e a capacidade USB-C PD que as demandas de carregamento atuais exigem.
