Økende spenning, men samme strøm [duplikat]

Belastningen bestemmer forholdet mellom strøm til spenning på terminalene.

Hvis du kontrollerer spenningen du leverer, bestemmer den strømmen.

Hvis du kontrollerer strømmen du leverer, bestemmer den spenningen.

Det er mulig å bryte en last ved å levere, eller la den definere, for mye av det ene eller det andre.

La oss sammenligne en 5   V , 2   En adapter, og en 20   V, 2   En adapter, kjører forskjellige belastninger.

Vi kjører en belastning på 100 ohm, som har en termisk grense på 1 watt. Med 5   V vil den trekke 50   mA og spre 250   mW, og løp fornøyd. Med 20   V, det tegner 200   mA og forsvinner 4   watt, og til slutt overopphetes.

Nå er den kjører en belastning på 1 ohm, som har en termisk grense på 10 watt. Med en 2   En forsyning vil den kollapse inngangsspenningen til 2   V, og spre 4   watt. Det spiller ingen rolle om det er 5   V-forsyningen, eller 20   V-forsyningen som driver den; hvis de begge slår ut en konstant strøm på 2   A, vil belastningen senke spenningen til 2   V. Ulike adaptere kan imidlertid oppføre seg annerledes enn den nåværende grensen; noen vil levere en konstant strøm, noen vil slå seg av et øyeblikk og prøve å starte på nytt, og gjenta den syklusen kontinuerlig, og noen vil levere en lavere strøm (såkalt foldback limititing) for å beskytte seg selv.

Nå la oss koble gate-kildeovergangen til en FET, som har en spenningsgrense på 15   V. På 5   V, den trekker i hovedsak ingen strøm og overlever. På 20   V vil den i hovedsak ikke trekke noen strøm, slå gjennom og bli ødelagt.

Kommentarer

• Men hvis begge kortene gir samme strøm, hvorfor vil enheten få skade? Jeg er fortsatt tapt. Jeg lærer bare om ohm ' s lov: /
• lagt til oppdatering til svaret mitt

Tingen å beholde i tankene er ikke bare spenning og strøm for å forstå dette; du må også beregne effekt.

Tenk på dette:

^{simulere denne kretsen – Skjematisk opprettet ved hjelp av CircuitLab}

Legg merke til at alle kretsverdiene er 1 i kretsen – (1   volt, 1   ohm, 1   amp, og 1   watt). Det er ikke behov for en kalkulator på denne kretsen, siden hvis du bruker verdien 1 på noen av variablene i noen av disse Ohms lovformlene, vil det matematiske resultatet alltid være 1 igjen.

Strømforsyningen forsyner 1 volt @ 1 ampere og produserer derfor 1   watt strøm. Hvis strømforsyningen produserer strøm, må den kraften matematisk blir spredt (i form av varme) et annet sted i kretsen.

Siden strømavlesningsmålere, eller amperemålere, har nesten null motstand, forbruker ikke amperemeteret eller sprer noen meningsfull mengde Hvordan vet vi dette? La oss si at amperemålerens motstand inne i den er 0,01 ohm (som er rimelig).Hvis amperemåler passerer / viser 1 ampere strøm, vil strømforsyningen (P = I ^ 2 * R) = 1 (ampere) kvadrat ganger 0,01 (ohm) = 0,01 watt. Dette er en liten mengde strømspredning og kan trygt ignoreres i dette tilfellet.

Så hvis amperemeteret ikke sprer noen kraft, hvem har igjen å spre 1   watt strøm som strømforsyningen produserer? Det må være motstanden. Siden motstanden forsvinner at 1   watt kraft, og siden strøm alltid blir spredt i form av varme øker motstandstemperaturen unisont (lineært) med kraften den må spres.

Hva skjer nå hvis vi endrer spenningen (E) til 2   volt i stedet for 1   volt? 1   ohm-motstand vil nå ha 2   spenner over ledningene. (Den vil slippe 2   volt.)

La » s gjør matematikken til Ohms lov nå.

Kjente:

• Kretsspenning = 2 V
• Kretsmotstand = 1 ohm (igjen, ignorerer den lille amperameternes motstand ce)
• Kretsstrøm (I) = E / R = 2 V delt på 1 ohm = 2 ampere

Beregninger basert på Ohms lov:

• Strømforsyningen produserer: P = I * E = 2 volt * 2 ampere = 4 watt
• Motstanden forsvinner: P = E ^ 2 / R = 2 V i kvadrat delt på 1 ohm = 4 watt

Så som man kan se, hvis belastningsmotstanden (enhet) forblir konstant, vil en økning i inngangsspenningen føre til at kretseffekten øker ganske mye. For hver dobling av inngangsspenningen øker kretseffekten med en faktor på fire. Og husk at kretsstrømmen som produseres av strømforsyningen matematisk må tømmes av belastningen eller enheten som er koblet til den strømforsyningen. (De er til enhver tid like.)

På spørsmålet ditt spurte du hva om en 5 V, 2 A-adapter som driver en enhet ble byttet ut med en 20 V, 2 A-adapter.

La oss anta at enheten bruker all strømmen den får fra den første adapteren (5ampereV, 2ampereA):

• Motstanden til enheten må da være: R = E / I = 5 V / 2 A = 2,5 ohm
• Effekten som ledes av enheten, må være: P = I * E = 5 V * 2 A = 10 watt

Nå bytter du ut den første 5 V, 2 A-adapteren med en 20   V, 2   En adapter:

• Anta at motstanden til enheten forblir den samme (2,5 ohm) siden det ikke ble gjort noen endringer i den.
• Strømforsyningsspenningen endres nå fra 5   V til 20   V, som betyr at enheten nå må spre 20   V i kvadrat delt på 2,5 ohm = 400 / 2,5 = 160 watt!

Heldigvis kan den nye adapteren din bare levere 20   V * 2   A = 40   Kraft.

spenningen på 20V-adapteren vil trolig synke til den oppfyller sitt maksimale effektuttak mens du fremdeles prøver å opprettholde 2   A av utgangsstrømmen – den vil fortsatt prøve å levere 40   W strøm som betyr at den ene eller den andre måten (enten ved overspenning eller overstrøm eller begge deler), skader du fortsatt den dårlige enheten din som bare er designet for å håndtere 10   W.

Kraft er den meningsfulle beregningen i mange tilfeller som denne. Enten du har å gjøre med en 20   V, 2   A eller en 2   V, 20   En strømforsyning, uansett hvordan matematikken sier at den maksimale kraftavledningen vil være 40   W. Det er hvorfor de kalles strømforsyninger siden enhver kombinasjon av utgangsspenning og strøm aldri kan overstige P = I * E-loven.

Merk: Alt ovenfor antar at enheten din (belastning) er konstant, slik en motstand (eller motstandsbelastning ) ville være.

Ting endrer seg når man bruker for mye eller for lite inngangsspenning til elektroniske enheter, så mange ganger de representerer ikke en resistiv belastning. De er likevel utsatt for skade hvis inngangsspenningen stiger høyt nok til å skade de interne halvledere (transistorer osv.) Så vel som passive komponenter (kondensatorer osv.)

Kommentarer

• Hvorfor bruker du E som symbol for spenning? U eller V er vanlige.

For en motstandslignende belastning øker spenningen strømmen . Dette er hva Ohm oppdaget og er pent gitt av \ $ V = IR \ $. For en fast R, V og I er proporsjonal.

Når du kobler en enhet til en tilstrekkelig strømforsyning, vil strømmen bli bestemt av enheten, ikke av strømmen. Det irske nasjonale kraftnettet har en toppkapasitet på 5 000 000 kW (5 GW). Hvis jeg slår på en 30 W-lampe, vil den bare trekke så mye strøm fra nettet, ikke hele 5 GW.

Imidlertid er ikke alle enhetene resistive belastninger. Mange vil variere avhengig av hva enheten gjør. f.eks. bærbar PC i standby-modus, telefonvisning på, på, se på video, ringe osv. Den gjeldende tegningen endres.

La oss si at jeg slår på en enhet med en adapter som gir ut 5 volt @ 2 ampere. Hvis jeg vil koble den samme enheten til en adapter som gir ut 20 volt @ 2 ampere, vil jeg brenne den?

Elektroniske enheter har vanligvis spenningstoleranse. Å overskride disse ødelegger vanligvis enhetene.

Jeg tror du brenner en enhet ved å overføre til mye strøm nei?

Det kan gjøre det, men høyspenningen alene, uten mye strøm, kan også gjøre det.

Å øke spenningen kan også brenne den hvis du passerer samme strøm?

Generelt øker spenningen den nåværende. Noen enheter har innebygde regulatorer – f.eks. Mobiltelefonens interne batterilader – og vil prøve å kontrollere strømmen. Hvis du overskrider den maksimale nominelle spenningen, vil du ødelegge kontrolleren.