負荷が電流の比率を決定します
供給する電圧を制御する場合は、電流を決定します。
供給する電流を制御する場合は、電圧を決定します。
どちらかを過剰に供給するか、定義させることで、負荷を壊すことができます。
5 Vを比較してみましょう。 、2 アダプター、および20 V、2 アダプター、さまざまな負荷を駆動します。
1ワットの熱制限を持つ100オームの負荷を駆動します。5 Vの場合、50 mAと250 mWを消費し、問題なく動作します。20 Vで、 200 mAを消費し、4 ワットを消費し、最終的には過熱します。
tは1オームの負荷を駆動します。これには10ワットの熱制限があります。 2 A電源を使用すると、入力電圧が2 Vに低下し、4 ワット。それが5 V電源であるか、それを駆動する20 V電源であるかは関係ありません。両方が2 Aの定電流を流すと、負荷は電圧を2 Vに下げます。ただし、アダプタが異なれば、現在の制限に対して動作も異なる場合があります。一定の電流を供給するものもあれば、一時的にシャットダウンして再起動を試み、そのサイクルを継続的に繰り返すものもあります。また、自分自身を保護するために、より低い電流(いわゆるフォールドバック制限)を供給するものもあります。
15 Vの電圧制限を持つFETのゲート-ソース接合を接続しましょう。5 Vでは、本質的に電流を流さず、存続します。20 Vでは、本質的に電流を流さず、パンチスルーして破壊されます。
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保持するものこれを理解するには、電圧と電流だけでなく、電力も計算する必要があります。
これを考慮してください:
この回路をシミュレートする – CircuitLab
回路内のすべての回路値が1であることに注意してください-(1 ボルト、1 オーム、1 アンペア、1 ワット)。これらのオームの法則の公式のいずれかで変数のいずれか2つに1の値を適用すると、数学的な結果は常に1になるため、この回路に計算機は必要ありません。
電源装置は1ボルト@ 1アンペアを供給しているため、1 ワットの電力を生成しています。電源装置が電力を生成している場合、その電力は数学的に必要 >回路内の別の場所で(熱の形で)放散されています。
電流読み取りメーターまたはアンペアの抵抗はほぼゼロであるため、アンペアは意味のある量の電力を消費または放散していません。電力。これをどのように知ることができますか?内部のアンペア抵抗が0.01オームであるとしましょう(これは妥当です)。電流計が1アンペアの電流を流している/示している場合、消費電力(P = I ^ 2 * R)= 1(アンペア)の2乗×0.01(オーム)= 0.01ワット。これはごくわずかな電力損失であり、この場合は無視しても問題ありません。
したがって、電流計が電力を消費していない場合、誰が1 電源が生成している電力のワット数?それは抵抗器である必要があります。抵抗器はその1 ワットの電力を消費しているため、また電力は常に消費されているため熱の形で、抵抗器の温度は、それが放散しなければならない電力と一致して(直線的に)上昇します。
ここで、電圧(E)を2 ボルトではなく1 ボルト?1 オーム抵抗は2 リード間でボルト。(ドロップ 2 ボルトになります。)
Let ” sオームの法則計算を今すぐ実行します。
知識:
- 回路電圧= 2 V
- 回路抵抗= 1オーム(ここでも無視します)小さな電流計抵抗器ce)
- 回路電流(I)= E / R = 2Vを1オームで割った値= 2アンペア
オームの法則に基づく計算:
- 電源の生成:P = I * E = 2ボルト* 2アンペア= 4ワット
- 抵抗の消費:P = E ^ 2 / R = 2Vの2乗をで割った値1オーム= 4ワット
ご覧のとおり、負荷(デバイス)の抵抗が一定のままである場合、入力電圧が増加すると、回路の電力がかなり増加します。入力電圧が2倍になるごとに、回路の電力は4倍に増加します。また、電源装置によって生成された回路電力は、数学的に その電源装置に接続された負荷またはデバイスによって消費される必要があることを忘れないでください。 (これらは常に同じです。)
あなたの質問では、デバイスに電力を供給する5 V、2Aのアダプターを20V、2Aのアダプターに交換した場合はどうなるかを尋ねました。
デバイスが初期アダプタ(5アンペアV、2アンペアA)から与えられたすべての電力を消費すると仮定しましょう:
- デバイスの抵抗は次のようになります:R = E / I = 5 V / 2 A = 2.5オーム
- デバイスが消費する電力は次のとおりである必要があります。P= I * E = 5 V * 2 A = 10ワット
ここで、最初の5 V、2Aアダプターを20 V、2 Aアダプターに交換します:
- デバイスに変更が加えられていないため、デバイスの抵抗は同じ(2.5オーム)のままであると想定します。
- 電源電圧が5から変更されます Vから20 V。これは、デバイスが20 Vの2乗を2.5オームで割った値= 400 /を消費する必要があることを意味します。 2.5 = 160ワット!
幸い、新しいアダプターは20 V * 2 A = 40 電力のW。
20Vアダプターの電圧は、2 Aの出力電流を維持しようとしているときに最大電力出力に達するまで低下する可能性があります。40
Wの電力。つまり、いずれかの方法(過電圧または過電流、あるいはその両方)で、10を処理するように設計されている貧弱なデバイスに損傷を与えています。 W。
電力は、このような多くの場合、意味のある計算です。 20 V、2 A、または2 V、20 電源、どちらの方法でも、最大消費電力は40 Wになります。出力電圧と電流の組み合わせがP = I * Eの法則を超えることは決してないため、これらが電源電源と呼ばれる理由。
注:上記のすべては、デバイスがデバイスであることを前提としています。 (負荷)は、抵抗器(または抵抗負荷)のように一定です。
電子機器に印加する入力電圧が多すぎたり少なすぎたりすると、何回も変化します。抵抗性負荷を表すものではありません。それでも、入力電圧が内部半導体(トランジスタなど)や受動部品(コンデンサなど)を損傷するほど高くなると、損傷を受けやすくなります。
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抵抗器のような負荷の場合、電圧を上げると電流が増えます。 。これはオームが発見したものであり、\ $ V = IR \ $によってきちんと与えられます。固定Rの場合、VとIは比例します。
デバイスを適切な電源に接続すると、電流は電源ではなくデバイスによって決定されます。アイルランドの全国電力網のピーク容量は5,000,000kW(5 GW)です。 30 Wのランプをオンにすると、5 GW全体ではなく、グリッドからその量の電力しか引き出されません。
ただし、すべてのデバイスが抵抗性負荷であるとは限りません。多くは、デバイスが何をしているかによって異なります。例:ノートパソコンのスタンバイ、電話のディスプレイのオフ、オン、ビデオの視聴、電話の発信など。現在描画されているものが変わります。
電源を入れたとしましょう2アンペアで5ボルトを出力するアダプターを備えたデバイス。同じデバイスを2アンペアで20ボルトを出力するアダプターに接続する場合、それを焼きますか?
電子機器には通常、耐電圧があります。これらを超えると、通常、デバイスが破壊されます。
多くの電流を流してデバイスを焼き付けたと思いますか?
それは可能ですが、大電流がなくても、高電圧だけでも可能です。
同じ電流を流している場合、電圧を上げると燃焼する可能性がありますか?
一般に、電圧を上げると電圧が上がります現在。一部のデバイスにはレギュレーターが組み込まれており(携帯電話の内蔵バッテリー充電器など)、電流を制御しようとします。最大定格電圧を超えると、コントローラーが破壊されます。