Toenemende spanning, maar dezelfde stroom [duplicate]

De belasting bepaalt de verhouding van stroom naar de spanning op zijn klemmen.

Als u de spanning die u levert, bepaalt, bepaalt deze de stroom.

Als u de stroom controleert die u levert, bepaalt deze de spanning.

Het is mogelijk om een last te breken door te veel van een van beide te leveren of te laten definiëren.

Laten we een 5   V vergelijken , 2   A-adapter, en een 20   V, 2   A-adapter, rijden verschillende belastingen.

We “rijden een belasting van 100 ohm, die een thermische limiet van 1 watt heeft. Met 5   V, zal het 50   mA en verdrijven 250   mW, en ren met plezier. Met 20   V zal 200   mA trekken en 4   watt afvoeren, en uiteindelijk oververhitten.

Nu le Ze sturen een belasting van 1 ohm aan, die een thermische limiet heeft van 10 watt. Met een voeding van 2   A, wordt de ingangsspanning verlaagd tot 2   V en wordt 4 watt. Het maakt niet uit of het de 5   V-voeding is, of de 20   V-voeding die deze aanstuurt; als ze allebei een constante stroom van 2   A afgeven, dan zal de belasting hun spanning verlagen tot 2   V. Verschillende adapters kunnen zich echter anders gedragen dan de huidige limiet; sommige zullen een constante stroom leveren, andere zullen even uitschakelen en proberen opnieuw te starten, en die cyclus continu herhalen, en sommige zullen een lagere stroom leveren (de zogenaamde foldback-beperking) om zichzelf te beschermen.

Nu laten we de gate-source junction van een FET verbinden, die een spanningslimiet heeft van 15   V. Op 5   V, het zal in wezen geen stroom trekken en overleven. Op 20   V, zal het in wezen geen stroom trekken, doorslaan en worden vernietigd.

Reacties

• Maar als beide adapters dezelfde stroom uitvoeren, waarom zal het apparaat dan beschadigd raken? Ik ben nog steeds verdwaald. Ik ben net aan het leren over ohm ' s law: /
• update toegevoegd aan mijn antwoord

Het ding om te bewaren in gedachten houden is niet alleen spanning en stroom om dit te begrijpen; je moet ook het vermogen berekenen.

Overweeg dit:

^{simuleer dit circuit – Schema gemaakt met CircuitLab}

Merk op dat alle circuitwaarden 1 zijn in het circuit – (1   volt, 1   ohm, 1   versterker en 1   watt). Er is geen rekenmachine nodig op dit circuit, want als je de waarde van 1 toepast op twee van de variabelen in een van de formule van de wet van Ohm, zal het wiskundige resultaat altijd weer 1 zijn.

De voeding levert 1 volt @ 1 ampère en produceert dus 1   watt aan stroom. Als de voeding stroom produceert, dan moet dat vermogen wiskundig worden afgevoerd (in de vorm van warmte) ergens anders in het circuit.

Aangezien meters die stroom aflezen, of ampèremeters, een weerstand van bijna nul hebben, verbruikt of dissipeert de ampèremeter geen zinvolle hoeveelheid vermogen. Hoe weten we dit? Laten we zeggen dat de weerstand van de ampèremeter erin 0,01 ohm is (wat redelijk is).Als de ampèremeter 1 ampère stroom passeert / toont, dan is de vermogensdissipatie (P = I ^ 2 * R) = 1 (ampère) maal 0,01 (ohm) = 0,01 watt. Dit is een minuscule hoeveelheid vermogensdissipatie en kan in dit geval veilig worden genegeerd.

Dus als de ampèremeter geen vermogen dissipeert, wie is er dan over om de 1   watt aan vermogen dat de voeding produceert? Dit moet de weerstand zijn. Aangezien de weerstand aan het dissiperen is, wordt die 1   watt vermogen geleverd, en aangezien het vermogen altijd wordt gedissipeerd in de vorm van warmte stijgt de weerstandstemperatuur unisono (lineair) met het vermogen dat het moet afvoeren.

Wat gebeurt er als we de spanning (E) veranderen in 2   volt in plaats van 1   volt? De 1   ohm-weerstand heeft nu 2   volt over zijn draden. (Het zal vallen 2   volt.)

Laten ” s reken nu met de wet van de Ohm.

Bekende:

• Circuitspanning = 2 V
• Circuitweerstand = 1 ohm (nogmaals, negeer de kleine ampèremeter resistan ce)
• Circuitstroom (I) = E / R = 2 V gedeeld door 1 ohm = 2 ampère

Berekeningen gebaseerd op de wet van Ohm:

• Voeding produceert: P = I * E = 2 volt * 2 ampère = 4 watt
• Weerstand dissipeert: P = E ^ 2 / R = 2 V in het kwadraat gedeeld door 1 ohm = 4 watt

Zoals te zien is, als de weerstand van de belasting (apparaat) constant blijft, zal een toename van de ingangsspanning ervoor zorgen dat het circuitvermogen behoorlijk toeneemt. Bij elke verdubbeling van de ingangsspanning neemt het circuitvermogen toe met een factor vier. En vergeet niet dat het circuitvermogen dat door de voeding wordt geproduceerd, wiskundig moet worden gedissipeerd door de belasting of het apparaat dat op die voeding is aangesloten. (Ze zijn altijd gelijk.)

In uw vraag vroeg u wat als een 5 V, 2 A adapter die een apparaat voedt, werd vervangen door een 20 V, 2 A adapter.

Laten we aannemen dat het apparaat al het vermogen verbruikt dat eraan wordt gegeven van de initiële adapter (5ampereV, 2ampereA):

• De weerstand van het apparaat moet dan zijn: R = E / I = 5 V / 2 A = 2,5 ohm
• Het door het apparaat gedissipeerde vermogen moet zijn: P = I * E = 5 V * 2 A = 10 watt

Nu vervang je de eerste 5 V, 2 A adapter door een 20   V, 2   A adapter:

• Veronderstel dat de weerstand van het apparaat hetzelfde blijft (2,5 ohm) aangezien er geen wijzigingen in zijn aangebracht.
• De voedingsspanning verandert nu van 5   V tot 20   V, wat betekent dat het apparaat nu 20   V in het kwadraat gedeeld door 2,5 ohm = 400 / moet dissiperen 2,5 = 160 watt!

Gelukkig kan uw nieuwe adapter slechts 20   V * 2   A = 40   W aan vermogen.

De spanning op de 20V-adapter zal waarschijnlijk dalen totdat het zijn maximale uitgangsvermogen bereikt, terwijl nog steeds wordt geprobeerd 2   A uitgangsstroom te behouden – het zal nog steeds proberen om 40   W aan vermogen, wat betekent dat je op de een of andere manier (door overspanning of overstroom of beide) nog steeds je slechte apparaat beschadigt, dat alleen is ontworpen om 10   W.

Macht is in veel gevallen zoals deze de zinvolle berekening. Of u nu “te maken hebt met een 20   V, 2   A of een 2   V, 20   Een voeding, hoe dan ook, de wiskunde zegt dat de maximale vermogensdissipatie 40 zal zijn   W. That “s waarom ze power supplies worden genoemd, aangezien elke combinatie van uitgangsspanning en stroom nooit de P = I * E-wet kan overschrijden.

Opmerking: bij al het bovenstaande wordt ervan uitgegaan dat uw apparaat (belasting) is constant, zoals een weerstand (of resistieve belasting ) zou zijn.

Dingen veranderen wanneer er te veel of te weinig ingangsspanning op elektronische apparaten wordt toegepast, vertegenwoordigen geen ohmse belasting. Ze zijn niettemin vatbaar voor beschadiging als de ingangsspanning hoog genoeg stijgt om zowel de interne halfgeleiders (transistors, enz.) Als passieve componenten (condensatoren enz.) Te beschadigen.

Opmerkingen

• Waarom gebruik je E als symbool voor spanning? U of V komen vaak voor.

Voor een weerstandachtige belasting verhoogt de spanning de stroom . Dit is wat Ohm ontdekte en het wordt netjes gegeven door \ $ V = IR \ $. Voor een vaste R, V en I zijn proportioneel.

Als je een apparaat aansluit op een geschikte voeding, wordt de stroom bepaald door het apparaat, niet door de voeding. Het Ierse nationale elektriciteitsnet heeft een piekvermogen van 5.000.000 kW (5 GW). Als ik een lamp van 30 W inschakel, haalt hij maar zoveel stroom uit het net, niet de hele 5 GW.

Niet alle apparaten zijn echter resistieve belastingen. Veel zullen variëren, afhankelijk van wat het apparaat doet. bijv. Laptop in stand-by, telefoonscherm uit, aan, video kijken, bellen, etc. De huidige tekening verandert.

Laten we zeggen dat ik aanzet een apparaat met een adapter die 5 volt @ 2 ampère levert. Als ik datzelfde apparaat zou aansluiten op een adapter die 20 volt @ 2 ampère levert, zal ik het dan verbranden?

Elektronische apparaten hebben meestal een spanningstolerantie. Als u deze overschrijdt, worden de apparaten meestal vernietigd.

Ik denk dat u een apparaat verbrandt door te veel stroom door te geven?

Dat kan, maar de hoge spanning alleen, zonder veel stroom, kan het ook.

Het verhogen van de spanning kan het ook verbranden als u dezelfde stroom doorlaat?

In het algemeen zal het verhogen van de spanning toenemen huidige. Sommige apparaten hebben ingebouwde regelaars – bijvoorbeeld de interne batterijlader van je mobiele telefoon – en zullen proberen de stroom te regelen. Als je de maximale nominale spanning overschrijdt, ga je de controller kapot maken.