Zvyšující se napětí, ale stejný proud [duplikát]

Zátěž určuje poměr proudu k napětí na jeho svorkách.

Pokud ovládáte dodávané napětí, určuje proud.

Pokud ovládáte dodávaný proud, určuje napětí.

Je možné rozbít zátěž zadáním nebo nechat definovat příliš mnoho z nich.

Pojďme porovnat 5   V , 2   Adaptér a 20   V, 2   adaptér, řízení různých zátěží.

Budeme řídit zátěž 100 ohmů, která má teplotní limit 1 watt. S 5   V to nakreslí 50   mA a rozptýlí 250   mW a běží šťastně. S 20   V to odebere 200   mA a rozptýlí 4   wattů a nakonec se přehřeje.

Nyní le Řídí zátěž 1 ohm, která má tepelný limit 10 wattů. S napájením 2   A zhroutí vstupní napětí na 2   V a rozptýlí 4   wattů. Nezáleží na tom, zda je to napájení 5   V nebo napájení 20   V; pokud oba vydají konstantní proud 2   A, pak zatížení sníží jejich napětí na 2   V. Různé adaptéry se však mohou chovat odlišně od aktuálního limitu; některé dodávají konstantní proud, některé se na chvíli vypnou a pokusí se restartovat a tento cyklus opakovat nepřetržitě a některé dodávají nižší proud (tzv. omezení zpětného chodu), aby se chránily.

Nyní připojme spojení brány a zdroje FET, který má napěťový limit 15   V. Na 5   V, nebude čerpat v podstatě žádný proud a přežít. Na 20   V nebude čerpat v podstatě žádný proud, prorazit ho a zničit.

Komentáře

• Pokud ale oba adaptéry vydávají stejný proud, proč se zařízení poškodí? Jsem stále ztracen. Jen se učím o ohm ' s zákon: /
• přidána aktualizace mé odpovědi

věc, kterou je třeba zachovat v porozumění tomu není jen napětí a proud; musíte také vypočítat výkon.

Zvažte toto:

^{simulovat tento obvod – Schéma vytvořené pomocí CircuitLab}

Všimněte si, že všechny hodnoty obvodu jsou 1 v obvodu – (1   volt, 1   ohm, 1   zesilovač a 1   watt). Na tomto obvodu není potřeba kalkulačka, protože pokud použijete hodnotu 1 na libovolné dvě proměnné v některém z těchto Ohmových vzorců zákona, matematický výsledek bude vždy 1.

Napájecí zdroj dodává 1 volt @ 1 ampér, a proto produkuje 1   watt. Pokud napájecí zdroj vyrábí energii, pak tato síla matematicky musí být rozptýleny (ve formě tepla) někde jinde v obvodu.

Protože měřiče proudu nebo ampérmetry mají odpor téměř nulový, ampérmetr nespotřebovává ani nerozptyluje žádné smysluplné množství výkon. Jak to víme? Řekněme, že odpor ampérmetru uvnitř je 0,01 ohmu (což je rozumné).Pokud ampérmetr prochází / ukazuje 1 ampér proudu, pak ztrátový výkon (P = I ^ 2 * R) = 1 (ampér) na druhou krát 0,01 (ohm) = 0,01 wattu. Jedná se o nepatrné množství ztrátového výkonu, které lze v tomto případě bezpečně ignorovat.

Takže pokud ampérmetr nerozptyluje žádnou sílu, komu zbývá rozptýlit 1   watt výkonu, který zdroj energie vyrábí? Musí to být rezistor. Protože rezistor rozptyluje 1   watt výkonu a protože výkon je vždy rozptýlen ve formě tepla se teplota rezistoru zvyšuje souběžně (lineárně) s výkonem, který musí rozptýlit.

Nyní, co se stane, když změníme napětí (E) na 2   voltů místo 1   voltů? 1   ohm rezistor bude mít nyní 2   voltů napříč svody. (Bude klesat 2   voltů.)

Nechť “ teď uděláme Ohmův zákon.

Známé:

• Napětí obvodu = 2 V
• Odpor obvodu = 1 ohm (opět ignoruji) odpor malého ampérmetru ce)
• Okruhový proud (I) = E / R = 2 V děleno 1 ohm = 2 ampéry

Výpočty založené na Ohmově zákoně:

• Napájecí zdroj produkuje: P = I * E = 2 volty * 2 ampéry = 4 watty
• Rezistor se rozptyluje: P = E ^ 2 / R = 2 V na druhou děleno 1 ohm = 4 watty

Jak je vidět, pokud odpor zátěže (zařízení) zůstane konstantní, pak zvýšení vstupního napětí způsobí, že se výkon obvodu docela zvýší. Při každém zdvojnásobení vstupního napětí se výkon obvodu zvýší čtyřnásobně. A pamatujte, že výkon obvodu vyrobený zdrojem energie matematicky musí být rozptýlen zátěží nebo zařízením připojeným k tomuto zdroji napájení. (Jsou si vždy stejné.)

Ve své otázce jste se ptali, co kdyby byl 5 V, 2 A adaptér napájející zařízení nahrazen 20 V, 2 A adaptérem.

Předpokládejme, že zařízení spotřebovává veškerou energii, která mu byla poskytnuta z původního adaptéru (5ampereV, 2ampereA):

• Odpor zařízení pak musí být: R = E / I = 5 V / 2 A = 2,5 ohmu
• Výkon rozptýlený zařízením musí být: P = I * E = 5 V * 2 A = 10 wattů

Nyní vyměníte první 5 V, 2 A adaptér za 20   V, 2   A adaptér:

• Předpokládejme, že odpor zařízení zůstává stejný (2,5 ohmu), protože na něm nebyly provedeny žádné změny.
• Napájecí napětí se nyní mění z 5   V až 20   V, což znamená, že zařízení musí nyní rozptýlit 20   V na druhou děleno 2,5 ohmy = 400 / 2,5 = 160 wattů!

Naštěstí váš nový adaptér může dodávat pouze 20   V * 2   A = 40   W síly.

napětí na 20V adaptéru pravděpodobně poklesne, dokud nedosáhne svého maximálního výkonu, zatímco se stále snaží udržet 2   A výstupního proudu – stále se bude snažit dodat 40   W výkonu, což znamená, že tak či onak (buď přepětím, nadproudem nebo oběma způsoby) stále poškozujete špatné zařízení, které je navrženo pouze pro práci s 10   W.

Síla je v mnoha případech, jako je tento, smysluplným výpočtem. Ať už se jedná o 20   V, 2   A nebo 2   V, 20   Napájecí zdroj, ať tak či onak, matematika říká, že maximální ztrátový výkon bude 40   W. To je proč se jim říká napájení , protože jakákoli kombinace výstupního napětí a proudu nikdy nemůže překročit zákon P = I * E.

Poznámka: Všechny výše uvedené předpokládají, že vaše zařízení (zatížení) je konstantní, jako by byl odpor (nebo odporová zátěž ).

Věci se mění, když na elektronická zařízení použijete příliš velké nebo příliš malé vstupní napětí, kolikrát nepředstavují odporovou zátěž. Jsou nicméně náchylné k poškození, pokud by vstupní napětí vzrostlo dostatečně vysoko, aby poškodilo vnitřní polovodiče (tranzistory atd.), Stejně jako pasivní součásti (kondenzátory atd.)

Komentáře

• Proč používáte E jako symbol napětí? U nebo V jsou běžné.

U odporové zátěže se zvýšením napětí zvýší proud . To je to, co Ohm objevil a je úhledně dáno \ $ V = IR \ $. Pro pevné R, V a I jsou proporcionální.

Když připojíte zařízení k odpovídajícímu zdroji napájení, bude proud určen zařízením, nikoli zdrojem. Irská národní energetická síť má špičkovou kapacitu 5 000 000 kW (5 GW). Pokud zapnu 30 W lampu, bude odebírat pouze tolik energie ze sítě, ne celých 5 GW.

Ne všechna zařízení jsou však odporová. Mnoho se bude lišit v závislosti na tom, co zařízení dělá. např. notebook v pohotovostním režimu, vypnutý displej telefonu, zapnutý, sledování videa, volání atd. Aktuální nakreslené změny.

Řekněme, že zapnu zařízení s adaptérem, který vydává 5 voltů @ 2 ampéry. Pokud bych měl připojit stejné zařízení k adaptéru, který má výstup 20 V @ 2 A, vypálím to?

Elektronická zařízení mají obvykle napěťovou toleranci. Jejich překročení obvykle ničí zařízení.

Myslím, že vypálíte zařízení přechodem na mnohem aktuální ne?

To zvládne, ale dokáže to i vysoké napětí samo o sobě, bez velkého proudu.

Zvýšení napětí by ho také mohlo spálit, pokud předáváte stejný proud?

Obecně se zvyšování napětí zvýší proud. Některá zařízení mají integrované regulátory – např. Interní nabíječku baterií vašeho mobilního telefonu – a pokusí se ovládat proud. Pokud však překročíte maximální jmenovité napětí, zničíte ovladač.