Czy naprawdę w porządku jest dostarczanie większego prądu niż to, dla którego komponent jest oceniany?

W tej bardzo pozytywnej odpowiedzi odpowiadający stwierdza, że ​​dobrze jest dostarczyć komponentowi więcej prądu, niż jest przeznaczony. Analogia jest następująca (parafrazując tutaj) „Jeśli Johnny chce zjeść dwa jabłka, zje tylko dwa niezależnie od tego, czy dasz mu trzy, czy pięć itd.”

Jednak jednym z najbardziej podstawowych obwodów, jakie można wykonać, jest zasilanie diody LED z jakiegoś zasilacza. Ponieważ większość zasilaczy zapewnia prąd większy niż prąd większości diod LED, które są w stanie obsłużyć, należy umieścić rezystor przed diodą LED, aby jej nie wypalić.

Więc co to jest?!? Czy ktoś może mi wyjaśnić, kiedy / gdzie / jak to jest / nie jest poprawne dostarczenie wyższego (i mniejszego, w tym przypadku) prądu, niż to, dla czego komponent jest oceniany?

Aby odpowiedzieć na tytuł pytania, odpowiedź brzmi „nie”. Dostarczanie do komponentu więcej prądu niż jego wartości znamionowej jest niewłaściwe.

Można jednak zasilać napięciem znamionowym większym prądem niż wartość znamionowa elementów, ponieważ element pobiera tyle, ile potrzebuje. Jeśli wpychasz więcej prądu do (wymuszonego) elementu, wówczas element przekroczy swoją wartość znamionową, nagrzeje się i zostanie zniszczony. Tak jak w przypadku źródła stałego prądu lub wysokiego napięcia (co spowoduje przepływ większego prądu). Ale jeśli użyjesz napięcia znamionowego, wówczas obciążenie zajmie tylko to, co jest wymagane, niezależnie od tego, ile prądu można pobrać ze źródła.

Różnica polega na tym, jak sformułujesz swoje pytanie.

Twoje błędne przekonanie wynika z jednego niepoprawnego stwierdzenia: ponieważ większość zasilaczy dostarcza prąd wyższy niż to, co większość diod LED może obsłużyć, musisz umieścić rezystor przed diodą LED, aby jej nie wypalić.

Powodem, dla którego rezystor jest połączony szeregowo z diodą LED, jest to, że jeśli twój zasilacz dostarcza wyższe napięcie niż wymaga dioda LED , a twój zasilacz jest w stanie dostarczyć więcej prądu niż jest w stanie obsłużyć dioda LED, wówczas musisz ograniczyć prąd pobierany przez obwód z zasilacza za pomocą odpowiedniego rezystora szeregowego.

Zasilacz 5A nie będzie wymuszał 5A przez cokolwiek, co do niego podłączysz. Pozwoli to na przepływ maksymalnie do 5A, a to, ile faktycznie płynie, zależy od napięcia zasilania i efektywnej całkowitej rezystancji obwodu do niego podłączonego.

Prosty przykład: możesz mieć zasilacz o napięciu znamionowym 5 V o wartości 1 miliarda amperów. Powiedzmy teraz, że podłączasz rezystor do tego źródła, powiedzmy 5 omów. Ile prądu będzie pobierać? (a) 1A lub (b) 1 miliard A?

Odpowiedź brzmi (a). Prawo Ohma mówi, że I = V / R. Dlatego jeśli masz zasilanie 5 V na rezystorze 5 Ohm, płynie prąd 1A? Ale co stało się z pozostałymi 999 milionami wzmacniaczy? Cóż, nie było wystarczającego napięcia, aby przepuścić je przez obwód. Teraz, jeśli posiadasz rezystor 5e-9, wtedy płynie twój 1 miliard amperów.

W obwodzie LED dioda jest nieliniowa. Oznacza to, że wraz ze wzrostem napięcia prąd nie rośnie zgodnie z prawem Ohma. W rzeczywistości ma charakter wykładniczy - dioda LED mogłaby przewodzić 10 mA przy 2 V, ale być w stanie przewodzić na przykład 1 A przy 2,1 V - zwykle nie jest to aż tak ekstremalne, ale widać, że jeśli nie ograniczymy prądu, dioda LED będzie niewątpliwie wysadzić w powietrze. Jak pomaga rezystor? Cóż, można uznać, że dioda LED jest idealnym źródłem napięcia (niezupełnie prawda, ale proszę o wyrozumiałość). Ta przykładowa dioda LED zasadniczo spada mniej więcej tak samo przy 10 mA, jak przy 1 A, więc mówimy: cóż, zawsze ma to samo napięcie, więc jeśli dodamy rezystor, wówczas napięcie powyżej tego będzie zasileniem minus to, co LED spada. Następnie możemy użyć prawa omowego, aby wybrać rezystor, który obniży napięcie na wymaganym poziomie prądu.

Teraz punktem, w którym ważna jest bieżąca ocena podaży, jest właśnie to. Załóżmy, że masz zasilanie o wartości 5 V przy 10 mA. Podłączasz do niego rezystor 5 Ohm. Jaki jest prąd (a) 1A lub (b) znacznie mniej?

Odpowiedź brzmiałaby (b). Czemu? Cóż, zasilacz po prostu nie może napędzać tak dużego prądu - może to być ze względu na jego wewnętrzny opór, może to być zasilacz typu prądowego. Cokolwiek. Tak więc dzieje się to, że albo maleje napięcie na zaciskach zasilania (z powodu, powiedzmy, więcej napięcia spada na wewnętrzny opór), albo (i) wybuchnie, topi się, wypala się, jakkolwiek chcesz to wyrazić. Kluczową kwestią jest to, że jeśli zasilanie przetrwa, a napięcie spadnie, wówczas na rezystorze będzie mniej napięcia, co oznacza, że ​​prąd będzie wymagał mniej prądu, aby spełnić prawo Ohma - teraz wszystko dzieje się w bardzo szybkim stanie przejściowym, więc zasadniczo wszyscy patrz rezystor 5O z bardzo niskim napięciem.

Jeśli chodzi o bezpośrednią odpowiedź na tytuł pytania, w większości przypadków odpowiedź brzmi „ nie” . Prąd znamionowy jest tym, co według producenta elementu będzie działać poprawnie.

W wielu przypadkach może to być element taki jak dioda LED lub rezystor (zwykle ograniczony przez moc znamionową nie prądową, ale nadal ...), która ze względu na brak ograniczenia prądu lub odpowiednie napięcie zasilania może z łatwością przewodzić prąd znacznie wyższy niż jego wartość znamionowa dla powodując nadmierne nagrzewanie i / lub uszkodzenie.

W innych przypadkach, jeśli zastosujesz prawidłowe napięcie zasilania, urządzenie będzie działać przy wymaganym prądzie, nawet jeśli masz źródło zdolne do pozyskania znacznie więcej. Wynika to z faktu, że wszystkie urządzenia są w końcu rezystorami, niezależnie od tego, czy mają one stałą wartość, czy zmieniają rezystancję wraz z napięciem (np. Półprzewodniki, tranzystory itp.). Przy danym napięciu zasilania układ tych rezystorów będzie działał na poziomie prądu, dla którego zostały zaprojektowane.

Idąc zgodnie z analogią „jedzenia jabłek”, dioda LED zużywa każde podane jabłko, dopóki nie wybuchnie. Nie jest w stanie się ograniczyć. Musisz zapewnić diodom LED odpowiedni prąd (inaczej ilość jabłek). W porządku jest mieć gdzieś milion jabłek (zasilacz), ale ty (opornik) musisz stanąć na drodze LED, aby zapobiec samozniszczeniu LED.

Zasilacz ma napięcie i prąd znamionowy (między innymi). Zasilacz zwykle dostarcza napięcie znamionowe do prądu znamionowego. Tylko dlatego, że zasilanie 12V moc może dostarczyć 10 amperów, nie oznacza, że zasilanie będzie zmusić 10 amperów przez obwód.

Zasadniczo niedopuszczalne jest dostarczanie komponentowi prądu większego niż jego prąd znamionowy. Diody LED (i wszystkie diody) działają jak zwarcia po spełnieniu wymaganego napięcia przewodzenia. Zatopią wszystkie wzmacniacze, jakie może dać zasilacz, na bardzo, bardzo krótki czas, a następnie staną się otwartymi obwodami.

Pytanie, które połączyłeś, dotyczy zasilaczy o stałym napięciu. Dostawy te są zazwyczaj określone ze stałym napięciem wyjściowym i maksymalnym prądem obciążenia.

Jeśli użyjesz dobrze dobranego rezystora ograniczającego prąd, twój zasilacz może zostać oceniony na dowolny maksymalny prąd, który ci się podoba i nie zniszczy diody LED.

Na przykład masz stały zasilacz 5 V i diodę LED, która spada 2,0 V.

Jeśli użyjesz rezystora ograniczającego prąd 300 omów, obwód rezystora LED pobierze (około) 10 mA, niezależnie od tego, czy napięcie znamionowe wynosi 100 mA, czy 100 A.

Najpierw adres podający więcej prądu niż urządzenie jest oceniane. Załóżmy, że masz bardzo prosty obwód z jednym rezystorem (100 omów) i jednym źródłem napięcia (5 V). Następnie przez

V = IR 5 = I (100) I = 0,05 A.

Obwód ten zawsze pobiera 0,05 A prądu. Nie ma znaczenia, czy zasilacz, którego używasz do generowania dostarczonego napięcia 5 V, jest w stanie dostarczyć 0,05 A lub 5 A prądu; ponieważ napięcie i rezystancja są stałe, prąd w obwodzie również zostanie ustalony. (Należy jednak pamiętać, że lepiej jest mieć nieco większy zasilacz niż wymagany 0,05 A, aby cały czas nie zasilać go w 100%)

Teraz specjalnie dla diody LED - ta część jest diodą i pozwoli bardzo łatwo przepływać przez nią prąd w kierunku do przodu. Oznacza to bardzo niewielką oporność na prąd. Zaobserwuj z V = IR, że gdy opór staje się bardzo mały, ja jestem bardzo duży. Oznacza to, że umieszczenie tylko diody LED szeregowo ze źródłem napięcia spowoduje powstanie prądu o dużym natężeniu - prawdopodobnie prawdopodobnie znacznie wyższym niż ten, który dioda LED jest w stanie obsłużyć. To jest powód, dla którego rezystor jest umieszczony w obwodzie - aby zmniejszyć ilość pobieranego prądu poprzez dodanie pewnej rezystancji do obwodu.

Należy jednak zauważyć, że w przypadku diody LED i rezystora połączonych szeregowo ze źródłem napięcia prąd przez ten konkretny obwód będzie zawsze miał stałą wartość, niezależnie od tego, ile dodatkowego prądu może dostarczyć źródło zasilania.

Załóżmy, że masz żarówkę o mocy 100 watów, gdy jest ona podłączona do sieci 120 woltów.

Ponieważ moc (P) jest równa napięciu (E) razy prąd, (I) możemy napisać:

i aby dowiedzieć się, ile prądu pobiera lampa z sieci, możemy zmienić formułę w następujący sposób:

Następnie, jeśli podłączymy to, co wiemy, możemy rozwiązać problem przepływu prądu przez lampę w następujący sposób:

i możemy obliczyć rezystancję lampy w następujący sposób:

Teraz wiemy już prawie wszystko o lampie, której potrzebujemy do tego ćwiczenia.

$\ $

Następnie załóżmy, że masz jeden z tych 120-woltowych 1000 watowych generatorów benzynowych.

Ponieważ będzie miało moc maksymalną wynoszącą 8,3 ampera, a jeśli podłączysz do niego lampę o mocy 100 W, lampa pobierze tylko 0,83 A, ponieważ oporność lampy wynosi 145 omów ograniczy przepływający przez nią prąd [lampa] do 0,83 ampera przy 120 woltach.$\ I = \frac{1000W}{120V}\ $

Więc teraz, jeśli masz 15 amperowy wyłącznik obwodu w jednym z 120 woltowych obwodów w domu, obwód ten może dostarczyć 1800 watów bez otwierania wyłącznika, więc suszarka do włosów, która rozprasza 1200 watów, pobierze 10 amperów od linii, ponieważ ma rezystancję 12 omów.

Podłącz jednak lampę, a ponieważ oporność lampy wynosi 145 omów, pobierze ona tylko 0,83 ampera z linii, nawet jeśli linia jest w stanie dostarczyć 15 amperów w razie potrzeby.

Podsumowując, jest to, że chociaż źródło może zapewnić zdolność dostarczania dużej ilości prądu przy określonym napięciu, obciążenie przyjmie tylko tyle, na ile pozwoli jego rezystancja [obciążenia].

Podana tu analogia nie jest idealna. Wszyscy inni opublikowali ładne odpowiedzi, więc może nie jest to odpowiedź, o którą pytasz, ale chodzi o to, że zależy nam na Johnnym (naszym komponencie). Jeśli to zrobisz, zastanów się, co następuje.

Powiedzmy, że sprzedawca jabłek daje Johnny'emu jabłko. Teraz rozróżnij te dwa:

1. Sprzedawca Apple ma dużo jabłek, ale sprzedaje je Johnny'emu tylko, jeśli chce od niego.
2. Sprzedawca Apple nie dba o to, ile jabłek Johnny powinien zjeść, po prostu daje / zmusza Johnny'ego do wzięcia jabłka (chce tylko sprzedać więcej jabłek).

Możesz zobaczyć, który jest odpowiedni dla Johnny'ego. Ale problem polega na tym, że (1) też nie działa, ponieważ Johnny nie wie, ile powinien jeść (mama / producent Johnny'ego wie).

Możesz dowiedzieć się, ile sprzedawca zmusza go do jedzenia zgodnie z prawem Ohma, i poprosić mamę, aby dowiedziała się, ile powinien jeść. Więc bądź odpowiednim rezystorem, jeśli zależy ci na Johnnym.

tak i nie.

Niektóre elementy, takie jak diody LED, pozwalają na pulsowanie prądu wyższego niż ciągły. Dioda LED o znamionowej ciągłości 50 mA może pozwolić na 100 mA przy 50% cyklu pracy przy 1 kHz, ale nie przy 0,1 Hz (tj. 10 sekund przy 10 sekundach wyłączenia). lub nie 1A przy cyklu pracy% 5.

Wszystkie skrzynki mają taki sam całkowity średni pobór mocy. Niektóre będą działać, niektóre nie.

Istnieją 2 rodzaje zasilania. Pierwszym i zdecydowanie najczęstszym jest-

Źródło stałego napięcia . Zapewni to na przykład 5 woltów. Jeśli zwarcisz to za pomocą izolowanego drutu, [zwykle] dostaniesz iskrę, a następnie raczej gorący drut. Przepłynie mnóstwo prądu i możesz nawet poczuć zapach płonącej izolacji. Ustawienie rezystora szeregowo ograniczy prąd, podobnie jak w przykładzie z diodą LED.

Źródło stałego prądu . Ta znacznie rzadsza bestia zapewni na przykład 1 wzmacniacz. Jeśli podłączysz to do rezystora 1000 omów, to teoretycznie będziesz miał 1000 woltów na oporniku. W TEORII, nie posiadając niczego podłączonego [obwód otwarty] wymagałby, aby zasilacz wytworzył wystarczającą ilość woltów, aby wywołać łuk, by wytworzyć przepływ 1 ampera.

W prawdziwym świecie większość źródeł zasilania emuluje źródło stałego napięcia. Jeśli spróbujesz pobierać zbyt dużo prądu, napięcie wyjściowe zwykle spada.

Podsumowując : Tak, dobrze jest mieć zasilacz zdolny dostarczyć więcej prądu niż potrzebujesz. Jeśli jednak sam coś budujesz, upewnij się, że nie jest to niedługo przed podłączeniem - inaczej poczujesz zapach płonącej izolacji.

Gdyby to zależało ode mnie, zasiliłbym WSZYSTKIE moje obwody miliardem wzmacniaczy, pod warunkiem, że odpowiednio je zabezpieczę. Od (mojego projektu) obwodu zależy, ile tak naprawdę będzie wymagało. A jeśli wymaga to zbyt wiele (zwarcie, zły projekt itp.), To właśnie tam pojawia się bezpiecznik. Tak więc odpowiedź brzmi TAK, można podać więcej prądu niż to, dla którego komponent jest przeznaczony.

Jako entuzjasta elektroniki od ponad 60 lat (od 5 roku życia), a także ten, który ostatnio zrobił naukę STEM-u, myślę, że analogia wody prawie doskonale na to odpowiada.

Napięcie jest jak ciśnienie wody - Water-Pik ma wyższe „napięcie” (ciśnienie) niż ogromny płytki basen dla dzieci.

Prąd jest podobny do natężenia przepływu wody - basen dla dzieci ma znacznie większy przepływ wody na sekundę.

Przyłożone jest ciśnienie napięcia. Wyniki przepływu prądu. Słowo „podaż” jest niejasne; zarówno water-pik, jak i basen dla dzieci „dostarczają” oba; Przyjmijmy powszechnie używane znaczenia: dostarczenie określonego napięcia oznacza natychmiastowe zastosowanie go, a dostarczenie określonego prądu oznacza zdolność do zapewnienia tak wysokiego natężenia przepływu prądu.

Teraz do omawianego pytania. „Czy naprawdę w porządku jest dostarczanie większego prądu niż to, do czego komponent jest przeznaczony?

Tłumaczenie: „Czy naprawdę dobrze jest mieć możliwość dostarczania większej wydajności prądowej niż to, do czego komponent jest oceniany?”

Ta odpowiedź brzmi: tak. Ta dodatkowa funkcja nie jest wykorzystywana natychmiast. Możesz podłączyć żarówkę latarki 12 V do akumulatora samochodowego w porządku. Może nawet pozostać włączony przez rok, ale się nie wypali.

Ostateczna odpowiedź: tak!