Kasvava jännite, mutta sama virta [kaksoiskappale]

Kuormitus määrittää virran suhteen liittimiin.

Jos ohjaat syöttämääsi jännitettä, se määrittää virran.

Jos ohjaat syöttämääsi virtaa, se määrittää jännitteen.

Kuorma voidaan rikkoa toimittamalla tai antamalla sen määritellä liikaa kumpaakin.

Verrataan ”5”   V , 2   sovitin ja 20   V, 2   sovitin, ajamalla eri kuormia.

Ajamme 100 ohmin kuormaa, jonka lämpöraja on 1 watti. 5   V: n avulla se vetää 50   mA ja hajottaa 250   mW ja juokse onnellisesti. 20   V: n kanssa se vetää 200   mA ja haihtuu 4   wattia ja ylikuumenee lopulta.

Nyt le Taajuusmuuttaja on 1 ohmin kuorma, jonka lämpöraja on 10 wattia. 2   -virtalähteen kanssa se romahtaa tulojännitteen 2   V -arvoon ja haihtaa 4   wattia. Sillä ei ole merkitystä, onko se 5   V-syöttö vai 20   V-syöttö, joka ajaa sitä; jos molemmat tuottavat vakiovirran 2   A, kuorma kuormittaa jännitteen 2   V. Eri sovittimet voivat kuitenkin käyttäytyä eri tavalla kuin nykyinen raja; jotkut antavat jatkuvan virran, jotkut sammuvat hetkeksi ja yrittävät käynnistää uudelleen, ja toistaa tämän jakson jatkuvasti, ja toiset tuottavat pienemmän virran (ns. taittorajoitus) suojautuakseen itsestään.

Nyt Yhdistä ”s” FET: n portti-lähde-liitos, jonka jänniteraja on 15   V. 5   V: ssä se ei vedä käytännössä mitään virtaa ja selviää. 20   V: ssä se ei vedä oleellisesti virtaa, lävistää sen ja tuhoutuu.

Kommentit

• Mutta jos molemmat sovittimet tuottavat saman virran, miksi laite vaurioituu? Olen silti kadonnut. Olen vain oppimassa ohm ' laki: /
• lisäsi vastaukseni päivitykseen

Säilytettävä asia mielessä ei ole vain jännite ja virta tämän ymmärtämisessä; sinun on myös laskettava teho.

Harkitse tätä:

^{simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab}

Huomaa, että kaikki piirin arvot ovat 1 piirissä – (1   voltti, 1   ohm, 1   amp ja 1   watti). Tälle piirille ei tarvita laskinta, koska jos käytät arvoa 1 mihin tahansa kahdesta muuttujasta missä tahansa noista Ohmin lakikaavoista, matemaattinen tulos on aina jälleen 1.

Virtalähde syöttää 1 volttia @ 1 ampeeria ja tuottaa siten 1   wattia tehoa. Jos virtalähde tuottaa virtaa, tämä teho matemaattisesti täytyy häviää (lämmön muodossa) jonnekin muualle piiriin.

Koska virtaa lukevilla mittareilla tai ampeerimittareilla on lähes nolla vastus, ampeerimittari ei kuluta tai poista mitään merkityksellistä määrää Kuinka tiedämme tämän? Sanotaan, että sen sisällä oleva ampeerimittarin vastus on 0,01 ohmia (mikä on kohtuullista).Jos ampeerimittari kulkee / näyttää 1 ampeeria virtaa, tehohäviö (P = I ^ 2 * R) = 1 (ampeeri) neliö kertaa 0,01 (ohmia) = 0,01 wattia. Tämä on vähäinen määrä tehohäviötä ja voidaan tässä tapauksessa ohittaa turvallisesti.

Joten, jos ampeerimittari ei haihdu mitään tehoa, kuka jäljellä hajauttaa 1   watin teho, jota virtalähde tuottaa? Sen on oltava vastus. Koska vastus haihtaa 1   wattia tehoa ja koska teho häviää aina lämmön muodossa vastuksen lämpötila nousee yhtenäisesti (lineaarisesti) sen voiman kanssa, jonka sen on hävitettävä.

Mitä tapahtuu, jos muutamme Jännitteen (E) arvoksi 2   voltit 1   voltin sijaan? 1   ohmin vastuksella on nyt 2   volttia johtimiensa yli. (Se pudottaa 2   volttia.)

Let ” tekevät nyt Ohmin lakimatematiikan.

Tunnettu:

• Piirijännite = 2 V
• Piirin vastus = 1 ohm pieni ampeerimittari resistan ce)
• Piirivirta (I) = E / R = 2 V jaettuna 1 ohmilla = 2 ampeeria

Ohmin lakiin perustuvat laskelmat:

• Virtalähde tuottaa: P = I * E = 2 volttia * 2 ampeeria = 4 wattia
• Vastus haihtuu: P = E ^ 2 / R = 2 V jaettuna 1 ohm = 4 wattia

Joten voidaan nähdä, että jos kuorman (laitteen) vastus pysyy vakiona, tulojännitteen kasvu saa piirin tehon kasvamaan melko vähän. Jokaista tulojännitteen kaksinkertaistamista varten piirin teho kasvaa neljä kertaa. Ja muista, että virtalähteen tuottama piiriteho matemaattisesti täytyy hävittää siihen virtalähteeseen liitetyllä kuormalla tai laitteella. (Ne ovat aina tasa-arvoisia.)

Kysyit kysymyksessäsi, että jos 5 V: n, 2 A: n virtalähde, joka käyttää laitetta, korvataan 20 V: n, 2 A: n adapterilla.

letetaan, että laite kuluttaa kaiken alkuperäisen sovittimen (5ampereV, 2ampereA) antaman virran:

• Laitteen vastuksen on tällöin oltava: R = E / I = 5 V / 2 A = 2,5 ohmia
• Laitteen hajauttaman tehon on oltava: P = I * E = 5 V * 2 A = 10 wattia

Nyt vaihdat ensimmäiset 5 V, 2 A-sovittimen 20   V, 2   -sovittimeen:

• Oletetaan, että laitteen vastus pysyy samana (2,5 ohmia), koska siihen ei tehty muutoksia.
• Virtalähteen jännite muuttuu nyt arvosta 5   V arvoon 20   V, mikä tarkoittaa, että laitteen on nyt haihduttava 20   V neliön jaettuna 2,5 ohmilla = 400 / 2,5 = 160 wattia!

Onneksi uusi sovitin pystyy toimittamaan vain 20   V * 2   A = 40   W tehoa.

20 V: n sovittimen jännite todennäköisesti laskee, kunnes se saavuttaa maksimitehonsa samalla kun se yrittää ylläpitää 2   A lähtövirtaa – se yrittää edelleen tuottaa 40   W tehoa, mikä tarkoittaa, että tavalla tai toisella (joko ylijännitteellä, ylivirralla tai molemmilla) vahingoitat edelleen huonoasi laitettasi, joka on suunniteltu vain käsittelemään 10   W.

Teho on mielekäs laskelma monissa tapauksissa, kuten tämä. Olitpa sitten tekemisissä 20   V, 2   A: n vai 2   V, 20   Virtalähde, joko matematiikan mukaan suurin tehohäviö on 40   W. miksi niitä kutsutaan virtalähteiksi , koska lähtöjännitteen ja virran yhdistelmä ei voi koskaan ylittää P = I * E-lakia.

Huomaa: Kaikki yllä olevat olettavat, että laitteesi (kuorma) on vakio, kuten vastus (tai resistiivinen kuorma ) olisi.

Asiat muuttuvat, kun syötetään liian paljon tai liian vähän tulojännitettä elektronisiin laitteisiin, niin monta kertaa kuin eivät edusta resistiivistä kuormitusta. Ne ovat kuitenkin alttiita vaurioille, jos tulojännite nousee riittävän korkealle vahingoittamaan sisäisiä puolijohteita (transistorit jne.) Sekä passiivisia komponentteja (kondensaattorit jne.).

Kommentit

• Miksi käytät E: tä jännitteen symbolina? U tai V ovat yleisiä.

Vastuksen kaltaiselle kuormitukselle jännitteen lisääminen lisää virtaa . Tämän Ohm löysi ja sen antaa siististi \ $ V = IR \ $. Kiinteällä R: llä V ja I ovat verrannollisia.

Kun liität laitteen riittävään virtalähteeseen, virran määrää laite, ei virtalähde. Irlannin kansallisen sähköverkon huipputeho on 5 000 000 kW (5 GW). Jos kytken päälle 30 W: n lampun, se vetää vain niin paljon tehoa verkosta, ei koko 5 GW: ta.

Kaikki laitteet eivät kuitenkaan ole resistiivisiä kuormia. Monet vaihtelevat sen mukaan, mitä laite tekee. esim. kannettava tietokone valmiustilassa, puhelimen näyttö pois päältä, päällä, videon katseleminen, puhelun soittaminen jne. Nykyiset piirretyt muutokset.

Sanotaan, että käynnistän virran laite, jossa on sovitin, joka antaa 5 volttia @ 2 ampeeria. Jos haluan liittää saman laitteen sovittimeen, joka tuottaa 20 volttia @ 2 ampeeria, poltanko sen?

Elektroniikkalaitteilla on yleensä jännitetoleranssi. Näiden ylittäminen yleensä tuhoaa laitteet.

Luulen, että poltat laitteen siirtämällä suurelle virralle ei?

Se voi tehdä sen, mutta myös korkea jännite yksin ilman suurta virtaa.

Jännitteen nostaminen voi myös polttaa sen, jos ohitat saman virran?

Yleensä jännitteen lisääminen kasvaa nykyinen. Joissakin laitteissa on sisäänrakennetut säätimet – esim. Matkapuhelimesi sisäinen akkulaturi – ja ne yrittävät hallita virtaa. Jos ylität enimmäisjännitteen, tuhoat ohjaimen.