Ökande spänning, men samma ström [duplikat]

Belastningen bestämmer förhållandet mellan ström till spänningen vid sina terminaler.

Om du styr spänningen du matar bestämmer den strömmen.

Om du styr den ström du levererar bestämmer den spänningen.

Det är möjligt att bryta en last genom att leverera eller låta den definiera för mycket av endera.

Låt oss jämföra en 5   V , 2   En adapter och en 20   V, 2   En adapter, kör olika belastningar.

Vi kör en belastning på 100 ohm, som har en termisk gräns på 1 watt. Med 5   V drar den 50   mA och skingra 250   mW, och kör glatt. Med 20   V, det kommer att rita 200   mA och skingra 4   watt och så småningom överhettas.

Nu le den kör en belastning på 1 ohm, som har en termisk gräns på 10 watt. Med en 2   En matning kommer den att kollapsa ingångsspänningen till 2   V och skingra 4   watt. Det spelar ingen roll om det är 5   V-matningen, eller 20   V-matningen som driver den; om de båda släpper ut en konstant ström på 2   A, kommer belastningen att sänka sin spänning till 2   V. Olika adaptrar kan dock fungera annorlunda än den nuvarande gränsen; vissa kommer att leverera en konstant ström, andra kommer att stängas av ett ögonblick och försöka starta om, och upprepa den cykeln kontinuerligt, och andra kommer att leverera en lägre ström (så kallad foldback-begränsning) för att skydda sig själva.

Nu låt oss ansluta grindkällkorsningen för en FET, som har en spänningsgräns på 15   V. På 5   V, den drar i huvudsak ingen ström och överlever. Den 20   V kommer den i huvudsak att dra ingen ström, slå igenom och förstöras.

Kommentarer

• Men om båda adaptrarna matar ut samma ström varför får enheten skada? Jag är fortfarande förlorad. Jag lär mig bara om ohm ' s lag: /
• tillagd uppdatering till mitt svar

Saken att behålla i åtanke är inte bara spänning och ström för att förstå detta, du måste också beräkna effekt.

Tänk på detta:

^{simulera denna krets – Schematisk skapad med CircuitLab}

Observera att alla kretsvärden är 1 i kretsen – (1   volt, 1   ohm, 1   amp och 1   watt). Det finns inget behov av en kalkylator på denna krets, eftersom om du tillämpar värdet 1 på någon av två variabler i någon av dessa Ohms lagformler, kommer det matematiska resultatet alltid att vara 1 igen.

Strömförsörjningen levererar 1 volt @ 1 ampere och producerar därför 1   watt. Om strömförsörjningen producerar ström måste den effekten matematiskt måste försvinner (i form av värme) någon annanstans i kretsen.

Eftersom strömavläsningsmätare, eller ammetrar, har nästan nollmotstånd, förbrukar inte amperemätaren eller sprider någon meningsfull mängd Hur vet vi detta? Låt oss säga att amperemätarens motstånd inuti är 0,01 ohm (vilket är rimligt).Om amperemätaren passerar / visar 1 ampere ström, är effektförlusten (P = I ^ 2 * R) = 1 (ampere) kvadratiska tiderna 0,01 (ohm) = 0,01 watt. Detta är en liten mängd strömförbrukning och kan säkert ignoreras i det här fallet.

Så, om amperemätaren inte släpper ut någon kraft, vem som lämnar 1   watt effekt som strömförsörjningen producerar? Det måste vara motståndet. Eftersom motståndet försvinner att 1   watt effekt, och eftersom strömmen alltid försvinner i form av värme ökar motståndstemperaturen unisont (linjärt) med den kraft som den måste skingra.

Vad händer nu om vi ändrar spänningen (E) till 2   volt istället för 1   volt? 1   ohm-motståndet har nu 2   spänner över sina ledningar. (Det kommer att släppas 2   volt.)

Låt ” s gör matematiken för Ohms lag nu.

Kända:

• Kretsspänning = 2 V
• Kretsmotstånd = 1 ohm (igen, ignorerar den lilla amperemätarens resistan ce)
• Kretsström (I) = E / R = 2 V dividerad med 1 ohm = 2 ampere

Beräkningar baserade på Ohms lag:

• Strömförsörjning producerar: P = I * E = 2 volt * 2 ampere = 4 watt
• Motstånd försvinner: P = E ^ 2 / R = 2 V i kvadrat dividerat med 1 ohm = 4 watt

Såsom kan ses, om belastnings- (enhets-) motståndet förblir konstant, kommer en ökning av ingångsspänningen att leda till att kretseffekten ökar ganska. För varje fördubbling av ingångsspänningen ökar kretseffekten med en faktor fyra. Och kom ihåg att kretsströmmen som produceras av strömförsörjningen matematiskt måste tappas av belastningen eller enheten som är ansluten till den strömförsörjningen. (De är alltid lika.)

I din fråga frågade du om en 5 V, 2 A-adapter som driver en enhet ersattes med en 20 V, 2 A-adapter.

Låt oss anta att enheten förbrukar all ström som ges från den initiala adaptern (5ampereV, 2ampereA):

• Enhetens motstånd måste då vara: R = E / I = 5 V / 2 A = 2,5 ohm
• Effekten som avleds av enheten måste vara: P = I * E = 5 V * 2 A = 10 watt

Nu byter du ut den första 5 V, 2 A-adaptern med en 20   V, 2   En adapter:

• Antag att enhetens motstånd förblir densamma (2,5 ohm) eftersom inga ändringar gjordes i den.
• Strömförsörjningsspänningen ändras nu från 5   V till 20   V, vilket innebär att enheten nu måste skingra 20   V i kvadrat dividerat med 2,5 ohm = 400 / 2,5 = 160 watt!

Lyckligtvis kan din nya adapter bara leverera 20   V * 2   A = 40   W-effekt.

spänningen på 20V-adaptern kommer sannolikt att sjunka tills den uppfyller sin maximala effekt medan den fortfarande försöker upprätthålla 2   A utgångsström – den kommer fortfarande att försöka leverera 40 id = ”730d095f63″>