Stigende spænding, men den samme strøm [duplikat]

Belastningen bestemmer forholdet mellem strøm til spænding ved terminalerne.

Hvis du styrer den spænding, du leverer, bestemmer den strømmen.

Hvis du styrer den strøm, du leverer, bestemmer den spændingen.

Det er muligt at bryde en belastning ved at levere eller lade den definere for meget af begge.

Lad os sammenligne en 5   V , 2   En adapter og en 20   V, 2   En adapter, kører forskellige belastninger.

Vi kører en belastning på 100 ohm, som har en termisk grænse på 1 watt. Med 5   V trækker den 50   mA og spred 250   mW, og kør lykkeligt. Med 20   V, det tegner 200   mA og spredes 4   watt og til sidst overophedes.

Nu le kører en belastning på 1 ohm, som har en termisk grænse på 10 watt. Med en 2   En forsyning kollapser den indgangsspændingen til 2   V og spreder 4   watt. Det betyder ikke noget, om det er 5   V-forsyningen, eller 20   V-forsyningen, der driver den; hvis de begge lægger en konstant strøm på 2   A, så vil belastningen falde deres spænding til 2   V. Forskellige adaptere kan dog opføre sig anderledes end den nuværende grænse; nogle leverer en konstant strøm, andre lukker et øjeblik og forsøger at genstarte og gentager den cyklus kontinuerligt, og andre leverer en lavere strøm (såkaldt foldback-begrænsning) for at beskytte sig selv.

Nu lad os forbinde gate-kildeovergangen til en FET, der har en spændingsgrænse på 15   V. På 5   V, den trækker stort set ingen strøm og overlever. Den 20   V trækker den i det væsentlige ingen strøm, slår igennem og ødelægges.

Kommentarer

• Men hvis begge adaptere udsender den samme strøm, hvorfor får enheden skade? Jeg er stadig tabt. Jeg lærer bare om ohm ' s lov: /
• tilføjede opdatering til mit svar

Ting at beholde i tankerne er ikke kun spænding og strøm for at forstå dette; du skal også beregne effekt.

Overvej dette:

^{simuler dette kredsløb – Skematisk oprettet ved hjælp af CircuitLab}

Bemærk alle kredsløbsværdierne er 1 i kredsløbet – (1   volt, 1   ohm, 1   amp, og 1   watt). Der er ikke behov for en lommeregner på dette kredsløb, da hvis du anvender værdien 1 på to af variablerne i en af disse Ohms lovformler, vil det matematiske resultat altid være 1 igen.

Strømforsyningen leverer 1 volt @ 1 ampere og producerer derfor 1   watt strøm. Hvis strømforsyningen producerer strøm, skal den effekt matematisk spredes (i form af varme) et andet sted i kredsløbet.

Da strømaflæsningsmålere eller ammetre har næsten nul modstand, spiser amperemeteret ikke eller spreder nogen meningsfuld mængde effekt. Hvordan ved vi det? Lad os sige, at amperemålerens modstand inde i det er 0,01 ohm (hvilket er rimeligt).Hvis amperemeteret passerer / viser 1 ampere strøm, er effektafledningen (P = I ^ 2 * R) = 1 (ampere) kvadratisk gange 0,01 (ohm) = 0,01 watt. Dette er en meget lille mængde strømafbrydelse og kan sikkert ignoreres i dette tilfælde.

Så hvis amperemeteret ikke spreder nogen magt, der er tilbage til at sprede 1   watt strøm, som strømforsyningen producerer? Det skal være modstanden. Da modstanden forsvinder, at 1   watt strøm, og da strøm altid spredes i form af varme stiger modstandstemperaturen ensartet (lineært) med den kraft, den skal spredes.

Hvad sker der nu, hvis vi ændrer spændingen (E) til 2   volt i stedet for 1   volt? 1   ohm-modstand har nu 2   spænder over sine kundeemner. (Det vil falde 2   volt.)

Lad ” s gør matematikken til Ohms lov nu.

Kendte:

• Circuit Voltage = 2 V
• Circuit Resistance = 1 ohm (igen, ignorerer den lille modstand modstand ce)
• Kredsløbsstrøm (I) = E / R = 2 V divideret med 1 ohm = 2 ampere

Beregninger baseret på Ohms lov:

• Strømforsyning producerer: P = I * E = 2 volt * 2 ampere = 4 watt
• Modstand forsvinder: P = E ^ 2 / R = 2 V i kvadrat divideret med 1 ohm = 4 watt

Så som det kan ses, hvis modstanden mod belastning (enhed) forbliver konstant, vil en stigning i indgangsspændingen medføre, at kredsløbets effekt stiger ganske lidt. For hver fordobling af indgangsspændingen stiger kredsløbseffekten med en faktor på fire. Og husk, at kredsløbets strøm, der produceres af strømforsyningen matematisk skal spredes af belastningen eller enheden, der er forbundet til den strømforsyning. (De er altid lige store.)

På dit spørgsmål spurgte du, hvad hvis en 5 V, 2 A-adapter, der driver en enhed, blev erstattet med en 20 V, 2 A-adapter.

Lad os antage, at enheden forbruger al den strøm, den får fra den indledende adapter (5ampereV, 2ampereA):

• Enhedens modstand skal derefter være: R = E / I = 5 V / 2 A = 2,5 ohm
• Enhedens spredte effekt skal være: P = I * E = 5 V * 2 A = 10 watt

Nu udskifter du den første 5 V, 2 A-adapter med en 20   V, 2   En adapter:

• Antag, at enhedens modstand forbliver den samme (2,5 ohm), da der ikke blev foretaget ændringer i den.
• Strømforsyningsspændingen ændres nu fra 5   V til 20   V, hvilket betyder, at enheden nu skal sprede 20   V i kvadrat divideret med 2,5 ohm = 400 / 2,5 = 160 watt!

Heldigvis kan din nye adapter kun levere 20   V * 2   A = 40   Effekt W.

spændingen på 20V-adapteren vil sandsynligvis falde, indtil den opfylder sin maksimale effekt, mens den stadig prøver at opretholde 2   A af udgangsstrømmen – den vil stadig prøve at levere 40   W strøm, hvilket betyder at den ene eller den anden måde (enten ved overspænding eller overstrøm eller begge dele) beskadiger du stadig din dårlige enhed, som kun er designet til at håndtere 10   W.

Effekt er den meningsfulde beregning i mange tilfælde som denne. Uanset om du har at gøre med en 20   V, 2   A eller en 2   V, 20   En strømforsyning, uanset hvad matematikken siger, at den maksimale strømforsyning vil være 40   W. Det er hvorfor de kaldes strømforsyninger , da enhver kombination af udgangsspænding og strøm aldrig kan overstige loven P = I * E.

Bemærk: Alt ovenstående forudsætter, at din enhed (belastning) er konstant, som en modstand (eller modstandsbelastning ) ville være.

Ting ændrer sig, når der påføres for meget eller for lidt indgangsspænding til elektroniske enheder, så mange gange de repræsenterer ikke en resistiv belastning. De er ikke desto mindre modtagelige for skader, hvis indgangsspændingen stiger tilstrækkeligt højt til at beskadige de interne halvledere (transistorer osv.) Såvel som passive komponenter (kondensatorer osv.)

Kommentarer

• Hvorfor bruger du E som symbol på spænding? U eller V er almindelige.

For en modstandslignende forøgelse øger spændingen strømmen . Dette er hvad Ohm opdagede og er pænt givet af \ $ V = IR \ $. For en fast R, V og I er proportional.

Når du slutter en enhed til en passende strømforsyning, bestemmes strømmen af enheden, ikke af forsyningen. Det irske nationale elnet har en maksimal kapacitet på 5.000.000 kW (5 GW). Hvis jeg tænder en 30 W-lampe, trækker den kun så meget strøm fra nettet, ikke hele 5 GW.

Ikke alle enheder er dog resistive belastninger. Mange vil variere afhængigt af, hvad enheden laver. f.eks. bærbar computer på standby, telefonvisning fra, til, ser video, foretager et opkald osv. De aktuelle tegnede ændringer.

Lad os sige, at jeg tænder en enhed med en adapter, der afgiver 5 volt @ 2 ampere. Hvis jeg vil forbinde den samme enhed til en adapter, der udsender 20 volt @ 2 ampere, brænder jeg det?

Elektroniske enheder har normalt en spændingstolerance. Overskridelse af disse ødelægger normalt enhederne.

Jeg tror, du brænder en enhed ved at videregive til meget nuværende nej?

Det kan gøre det, men højspændingen alene uden meget strøm kan også gøre det.

At øge spændingen kan også brænde den, hvis du passerer den samme strøm?

Generelt øges spændingen den nuværende. Nogle enheder har indbyggede regulatorer – f.eks. Din mobiltelefons interne batterioplader – og vil forsøge at kontrollere strømmen. Hvis du overskrider den maksimale nominelle spænding, selvom du ødelægger controlleren.