Чи електричні пристрої "беруть те, що їм потрібно"

Одна з концепцій електроніки, яку я важко розумію, - це якщо такі речі, як двигуни, пускачі, соленоїди тощо, використовують стільки енергії, скільки їм потрібно, або те, що ви їм надаєте.

Якщо мотору потрібно 12 вольт і 500 мА, а я постачаю його на 12 вольт і 3000 мА, споживає він лише 500 МА? Крім того, якщо я поставлю його на 15 вольт і 500 мкм, що буде?

Здається логічним, що світлодіод і двигун постійного струму різняться, коли справа доводиться вимагати / використовувати електричну, де як світлодіод повинен бути повністю регульований, а (я припускаю), що двигун постійного струму не робить.

Чи моє розуміння неправильне?

Якщо йому потрібно 500 мА, то знадобиться 500 мА, навіть якщо ви забезпечите ємність 3000 мА . Якщо ви стоїте на дні Ніагарського водоспаду з 10 - літровим відром ви можете заповнити її , поки вона містить 10 літрів, хоча водоспад має потенціал , щоб забезпечити набагато більше.

Це, як правило, стосується ламп розжарювання, двигунів, інших речей, виготовлених з котушок, і більшості електроніки, яка передує напівпровідникам. Це, як правило, справедливо для безлічі інтегральних мікросхем, які черпають із своїх силових рейок за необхідності.

Це спеціально помилково для світлодіодів та біполярних транзисторів, обидва з яких можуть легко підвести достатній струм для саморуйнування, якщо не утримуватись при дуже конкретній напрузі.

Перенапруга майже завжди погана майже для всього. Проста електроніка може працювати при недостатньому напрузі (двигуни, лампи). Напівпровідники не будуть.

Уявіть, що електричне з'єднання є валом, який може обертатися, і може з'єднати машину, яка живиться від вала, до пристрою, який змусить його повернутися. Якщо ведучий пристрій повертає вал, реальна машина, яка не має джерела енергії, застосує хоча б деякий крутний момент у напрямку, протилежному обертанню (ефективно намагаючись уповільнити його) - деякий крутний момент у цьому напрямку настане від тертя на вході, якщо нічого іншого. Кількість енергії, що передається через вал, буде добуток крутного моменту та швидкості обертання в радіанах в секунду [одиниці є радіанами в секунду, тому що при цій швидкості кінець крутного моменту l відстань-одиниці в довжину переміститься на відстань l -одиниці в секунду].

Деякі типи водійських пристроїв "намагаються" подавати певну кількість крутного моменту практично на будь-якій швидкості. Інші типи приводних пристроїв "спробують" повернути вал з певною швидкістю, подаючи стільки крутного моменту (до деякої межі), скільки потрібно для цього. Більшість типів приводних пристроїв обертаються з деякою швидкістю без навантаження, але повертатимуться повільніше в умовах збільшення крутного моменту навантаження.

І навпаки, деякі типи приводних пристроїв застосовуватимуть майже постійний рівень крутного моменту навантаження, незалежно від того, наскільки швидко вони рухаються, деякі застосовують майже не крутний момент при русі нижче певної швидкості, але "намагаються" запобігти обертання входу швидше, ніж це, чинячи опір такому моменту, скільки потрібно для цього (до певного моменту). Багато типів приводної апаратури будуть протистояти деякому крутному моменту майже незалежно від швидкості, але крутний момент буде більшим на більш високих швидкостях, ніж на менших швидкостях.

Щоразу, коли крутний момент постачальника буде більшим, ніж у споживача, швидкість вала збільшуватиметься; коли вона нижча, вона зменшиться. Оскільки збільшення швидкості призводить до падіння крутного моменту більшості водіїв, але призведе до збільшення крутного моменту більшості споживачів, швидкість зростатиме, поки не досягне рівня, коли два рівні крутного моменту рівні.

У деяких випадках можна подумати про швидкість обертання як встановлену постачальником; в деяких випадках його встановлює споживач. У багатьох випадках це встановлюється взаємодією двох.

В електричному світі струм багато в чому аналогічний швидкості обертання, а напруга аналогічна моменту. Так само, як можна застосувати крутний момент, не рухаючись, але (відсутні підшипники без тертя), не можна мати безперервного руху без крутного моменту, так само можна застосовувати напругу без потоку струму, але для струму (крім випадків у надпровідниках) потрібна напруга. Найбільш дивна річ у аналогії - це те, що більшість двигунів споживають струм, пропорційний механічному крутному моменту, при цьому падіння напруги, пропорційне сумі їх швидкості обертання (вони також скидають деяку додаткову напругу, пропорційну застосовуваному струму).

Розглянемо закон Ома :

Тут ми маємо три змінні: напруга, струм, опір. При будь-якому резистивному навантаженні три завжди будуть пов'язані цим рівнянням.

Якщо це важко зрозуміти, розглянемо більш відоме три звичне рівняння, другий закон Ньютона :

Сила - добуток маси і прискорення. У умовах без тертя щось, що не прискорюється, не повинно застосовувати сили. Зважаючи на тертя, щось, що не прискорюється, повинно застосовувати сили, які точно скасовують тертя, таким чином, щоб була нульова чиста сила. Коли буде сила, маса прискориться; і вона прискориться менше, якщо буде більш масивною.

Скажіть, ви хотіли буксирувати причіп з постійною швидкістю. Ваш причіп матиме деяке тертя з повітря та шин, і буксирна машина повинна буде збалансувати цю силу, щоб підтримувати бажану швидкість. Якщо причіп вже не рухається, буксирувальній машині доведеться прикласти більше сил для прискорення причепа. Якщо ви буксируєте в гору, знадобиться більше сил для подолання сили тяжіння. Йдучи вниз, вам може знадобитися застосувати силу назад.

Не має значення, чи ви використовуєте велосипед або локомотив як свою буксирувальну машину, якщо ви зможете застосувати достатню силу, щоб підтримувати бажану швидкість. В будь-якому випадку сила однакова, хоча діапазон сил, який може подати велосипед і локомотив, очевидно, значно відрізняється.

$F=ma$

$E$$R$$I$$E = IR$

Струм витягується, напруга підштовхується.

(Спрощене пояснення) Двигун, по суті, великий резистор, що обмежує струм, який проходить через нього. Це довга котушка дроту. Коли задається напруга V і опір котушки R, за правильною формулою Закону Ома I = V / R ви отримуєте потрібний йому струм.

Світлодіод по суті є дуже маленьким резистором, як запобіжник, оскільки в ньому пропускається дуже велика кількість струму, нагріваючись на шляху. По суті, це коротке замикання. Для корисної мети випромінювання цього струму необхідно контролювати зовні. Якби нагрівання не було проблемою (тепло на провідному стику - це те, що його вбиває), воно просто діяло б як дуже маленький резистор.

Подумайте про мотор як провідний + резистор. Це все, що насправді є в найпростіших умовах. І як змінюється напруга, змінюється струм через комбінований + резистор або мотор.

нам відомо, що такі приводи, як двигуни постійного струму, крокові двигуни, реле, соленоїд виготовляються котушками (індукторами); при подачі подачі використовується джерело струму з джерела, ніж його номінальний показник, тому що задній ЕРС котушки дорівнює нулю умова запуску (якщо ми використовуємо швидко реагуючі запобіжники, то вони можуть дути), тому тільки вони задаються з більш високим значенням струму.

Ще один приклад - різниця між акумуляторами, які використовуються в автомобілях, і інвертором. Коли автомобіль запускається, акумулятор повинен протягом декількох секунд подавати багато струму (дуже високий струм напруги), тоді струм навантаження буде дуже меншим (невеликі навантаження, звук системи); акумулятор, що використовується разом з інвертором, повинен завжди подавати постійний струм (струм струму буде меншим порівняно з автомобілями).

але навантаження, такі як світлодіоди, мають суто нереактивний тип, тому струм, поданий ними, може не змінюватись, тому він може живитись від джерела з точним значенням струму.