Чи джерело струму також є джерелом напруги?

Я плутаюся між джерелами струму та напруги; Я отримую визначення підручника, але я не в змозі зрозуміти різницю у світі. Мені джерела струму та напруги здаються однаковими. Я розумію, що ідеальних джерел не існує. Що таке приклад практичного джерела струму? Для отримання струму нам потрібна напруга, тож чи не є джерелом струму також джерелом напруги? Оскільки акумулятор є джерелом напруги, і він виробляє струм при підключенні до ланцюга, чи це не джерело струму?

Будь ласка, допоможіть мені зрозуміти приклад реального світу та використання джерела струму та чим воно відрізняється від джерела напруги.

Джерело напруги забезпечує, наскільки це можливо, до ідеалу, постійну (або лише незначно змінну) напругу при будь-якому струмі, який потрібен (у реальних джерелах живлення, до межі струму, який він може подати)

Джерело струму забезпечує, наскільки тісно, ​​наскільки він може управляти ідеалом, постійний (або лише незначно мінливий) струм при будь-якій напрузі, що потрібна (у реальних витратах, до межі напруги, яку вона може подати.)

Якщо ви коротко замикаєте джерело напруги, ви отримуєте надзвичайно великі струми (і зазвичай продуваєте запобіжник / вимикач вимикача тощо)

Якщо ви замикаєте джерело струму, ви отримуєте номінальний струм при надзвичайно низькій напрузі, і нічого захоплюючого не відбувається.

Якщо ви відкриєте ланцюг джерела напруги, він сидить там за номінальною напругою і нічого цікавого не робить.

Якщо ви відкриєте ланцюг джерела струму, він вистрілить до максимальної напруги. Якби це було ідеальним джерелом струму, воно призвело б до достатньої кількості кіловольт, щоб сформувати дугу та отримати номінальний струм, що протікає в плазмі. Ми не дуже хочемо ідеальних джерел струму в більшості ситуацій з цієї причини.

Ідеальним джерелом напруги було б підтримувати задану напругу незалежно від струму, відведеного від неї.

Ідеальне джерело струму підтримувало б визначений струм незалежно від напруги, що знаходиться на ньому.

Нічого з цих речей насправді не існує. Обидва є спрощеннями, які ми використовуємо при аналізі схем. Навіть якби ми могли їх сконструювати, ми, ймовірно, не хотіли б цього. Пристрій з нескінченною напругою відкритого контуру або нескінченним струмом короткого замикання було б надзвичайно небезпечним.

Реальне джерело напруги підтримує напругу, близьку до заданої величини, протягом деякого визначеного діапазону струмів.

Реальне джерело струму підтримує струм, близький до визначеного значення, для деякого визначеного діапазону напруг.

Деякі джерела можуть проявляти обидві поведінки. Типовий лабораторний блок живлення - хороший приклад, для низьких струмів він підтримуватиме задану напругу, але як тільки струм досягне заданого порогу, напруга зменшиться для підтримки постійного струму.

Ідеальне джерело струму в паралелі з резистором еквівалентно ідеальному джерелу напруги послідовно з резистором. Значення резистора однакове в обох випадках і відоме як "вихідний опір". Характеристика напруги проти струму для такої ланцюга буде прямою лінією між напругою відкритого ланцюга та струмом короткого замикання. Більш загально ми можемо вважати вихідний опір dv / di.

Таким чином, ви можете вирішити, який прийнятний опір джерела полягає в тому, що коливання струму буде досить малим у діапазоні вихідної напруги, а потім перетворіть ланцюг від джерела струму з паралельним резистором у джерело напруги із серійним резистором.

На практиці це не так добре. Для отримання високого вихідного опору цим методом потрібно джерело високої напруги, який є неефективним і може створювати небезпеку для безпеки. Тому типове джерело струму передбачає певну форму зворотного зв'язку для регулювання напруги залежно від навантаження. Для такого джерела графік напруги проти струму, як правило, не є прямою лінією, а отже, вихідний опір буде змінюватися залежно від напруги на джерелі.

Зазвичай для цього використовується певна форма транзисторного або підсилювального підсилювача. Існує багато варіацій залежно від характеристик, які має мати джерело.

Що таке приклад практичного джерела струму ?

Для дугового зварювання потрібно використовувати джерело живлення постійного струму (КС) або постійне напруга (CV) залежно від того, який процес використовується. У кількох найпоширеніших технологіях зварювання використовується постійний струм джерело живлення (наприклад, SMAW, GTAW).

Коли оператор SMAW ("паличне" зварювання) зварює, джерело живлення постійного струму покаже порівняно невелику зміну сили струму порівняно з великою зміною напруги .

Використовуючи деякі приклади робочих параметрів для джерела живлення CC, у нас встановлено апарат 300A, і ми перевіряємо напругу та напругу на джерелі живлення, поки оператор змінює довжину дуги, тримаючи електрод ближче чи далі від роботи:

• Коротка дуга: 30В - 308А
  
• Ідеальна дуга: 32В - 300А
  
• Довга дуга: 34В - 290А
  

Тут ми можемо побачити, що спостерігається відносно невелика зміна струму 18А при порівняно великій зміні напруги 4В.

Для отримання струму нам потрібна напруга, тож чи не є джерелом струму також джерелом напруги?

Ні. Джерело струму та напруга - теоретичні визначення які існують для аналізу електричних ланцюгів. Якщо подивитися на визначення, то вони не можуть бути істинними.

Суть полягає в тому, що джерело струму забезпечує досить стабільний (тобто постійний ) струм, а джерело напруги забезпечує передбачувану напругу (наприклад, 12В акумулятори, 120В настінні розетки).

Для ідеальних джерел струму та напруги він такий.

Струм, що проходить через джерело струму, фіксується за постійним значенням джерелом струму. Напруга на джерелі струму може приймати будь-яке значення.

Напруга, виміряна від одного терміналу до іншого джерела напруги, фіксується на постійному значенні джерелом напруги. Струм через джерело напруги може приймати будь-яке значення.

Чи має це сенс?

Я розумію, що джерело струму в реальному часі регулює вихідну напругу для забезпечення заданого струму, що протікає по ланцюгу, тоді як джерело напруги виробляє конкретну напругу до номінального струму. Але я думаю, що обидва є технічно напруженими (потенційними) джерелами, один - змінної напруги, а інший - фіксованою напругою.

Щодо поточного джерела пошуку, я років тому в мене був ментальний блок, поки інструктор не зробив просте твердження, що "здатність джерела струму вважається нескінченною в рівняннях, але в реальному житті вона завжди обмежена можливостями джерела".

Ви маєте рацію, думаючи, що в реальному світі немає такого поняття, як ідеальне джерело напруги чи ідеальне джерело струму.

Натомість є просто джерела, які забезпечують і напругу, і струм. Різниця між ними полягає в тому, який з параметрів знаходиться під контролем джерела, а який під контролем навантаження .

Для простих резистивних навантажень у вас є закон Ома, який це добре ілюструє.

У вас є три параметри - напруга, струм і опір. Закон Ома пов'язує три разом у дуже просту формулу -$I=\frac{V}{R}$

Якщо у вас є два з цих значень, ви можете обчислити третє.

Для (постійного) джерела напруги у вас фіксоване значення $V$ і відоме значення $R$ (опір навантаження), так струм $I$ є змінною і може бути обчислена.

І навпаки, для (постійного) джерела струму у вас фіксоване значення $I$ і відоме значення $R$ тому напруга $V$ є змінною і може бути обчислена.

Отже, підсумовуючи:

• У джерелі напруги напруга фіксується, а струм змінюється залежно від навантаження
• У джерелі струму струм фіксується і напруга змінюється залежно від навантаження

Просто додати математику V = RI (закон Ома) Тепер те, що робить джерело напруги, математично говорить, що V є постійним, тому робимо (RI) постійним, це означатиме

1. Для збільшення опору (LOAD) подається менший струм.
2. Однак розсіювання потужності однакове, маючи на увазі можливість струму в ланцюзі бути меншим, якщо необхідна потужність однакова.

The reverse happens for current source where even low voltage would fulfill required power barrier. Mathematically this is the fundamental difference between both sources.

You asked for some practical applications of current loops. Here are a few. Some are historic, and some are still being used today.

Машини раннього телетайпу , як і модель 15, використовували струмові петлі 60 мА між машинами. Пізніші моделі, як і модель 33, використовували петлі 20 мА. Перевага в обох випадках полягає в тому, що ви могли пробігати лінії на кілька миль між машинами, не потребуючи жодних ретрансляторів, оскільки постійний струм долав будь-які втрати через опір ліній. Звичайно, падіння напруги на цих відстанях збільшувалось із збільшенням відстані, а деякі лінії працювали при напрузі живлення до 125В.

Ще одна перевага полягає в тому, що ви можете додавати додаткові машини послідовно з іншими в будь-якій точці циклу, і джерело живлення автоматично компенсується підвищенням напруги, що рухає цикл.

Ці петлі Teletype використовували відсутність струму для умови «пробілу» та наявність струму в рядку для «позначки». Оскільки умова інтервалу (відсутність даних) була умовою за замовчуванням, це зменшило споживання енергії в ланцюгах живлення більшу частину часу.

Моделі 33 Teletype-машини широко використовувались як комп'ютерні термінали для міні-комп'ютерів у 1970-1980-х роках, і тому більшість з них оснащувалася інтерфейсом 20 мА. Навіть оригінальна послідовна карта для ПК IBM мала положення для поточного інтерфейсу циклу.

MIDI - ще один приклад інтерфейсу поточного циклу. Він використовує 5 мА.

Інший тип струмового циклу був і досі використовується в деяких місцях для інструментальних приладів. Він називається контуром струму 4-20 мА (також використовувалося 10-50 мА). На відміну від постійного струму в циклах, обговорених вище для передачі цифрових даних, петлі 4-20 мА використовуються для передачі показань приладів, таких як тиск, температура, рівень, витрата, pH або інші змінні процесу. Зазвичай 4 мА являє собою зчитування 0, а 20 мА являє собою зчитування в повному масштабі. Отже, якщо повна шкала приладу становила 160, кожне збільшення струму на 100 мкА означало б збільшення показника в одному.

Пристрій, відомий як Передавач, використовується для перетворення показання в змінний струм. Сучасні досить складні .

Як і цифрові петлі 20 мА та 60 мА, перевага струмових циклів 4-20 мА полягає в тому, що вони можуть працювати через телефонну пару, наприклад, на великі відстані.

Причина, яку вони почали з 4 мА замість 0 мА, полягає в тому, що останній був використаний для позначення несправності (відкрита петля).

Спробуйте розмірковувати над цим поняттям - повільно і спокійно. Струм справжній. Це фізична реальність [електрони, які рухаються певним чином]. Це вимірюється. Він мінливий [більш-менш рухомих електронів]. Це можна побачити за допомогою ряду інструментів [електронний мікроскоп]. Отже, крок 1 повинен примиритися з наявністю механічної форми електричного струму - він існує. Напруга не реально. Він не має механічних компонентів. Тож для всіх, хто помилково вважаєш, що струм і напруга ВІД є реальними та існують і залежать один від одного, щоб мати якийсь подальший сенс - ти помилився. Термін напруга потрібно було описати ще в той день, щоб пояснити електрику простим способом, а не залишати тему плутаною і не поясненою. Ключовим моментом, який можна зрозуміти тут, є значення ІСНО! Струм існує. Це механічний компонент [він має масу], що складається з декількох будівельних блоків [електронів; частинки; атомна структура, плюс взаємодія між складовими відповідно до законів фізики]. Напруга НЕ існує, оскільки вона не має маси. Ми самі створюємо величину напруги, розміщуючи призначений та маркований вимірювальний прилад у замкнутому контурі, що дозволяє продовжувати або починати циркулювати струм. Залежно від фізичних параметрів [на рівні електронів] ланцюга буде залежати те, що ми бачимо на нашому скромному вимірювальному пристрої напруги. Цікаво, що нам насправді НІКОЛИ не потрібно визначати напругу як окремий параметр, якщо ми готові дотримуватися дійсності двох складових ланцюгів, які насправді існують та точно визначати потік електронів [опір ланцюга та струм].