Dlaczego zużycie energii jest czasami podawane w mA, a nie w watach?

10

Dlaczego zużycie energii jest czasami podawane w mA, a nie w watach? Weźmy na przykład następujące zdanie:

„Urządzenie USB określa pobór mocy wyrażony w jednostkach 2mA w deskryptorze konfiguracji.”

Widziałem to również w niektórych arkuszach danych i początkowo myślałem, że to literówki.

power specifications Anszul
źródło
1
Nie można podać pomiaru mocy w mA. To aktualny pomiar. W zależności od produktu może, ale nie musi być związany z mocą.
endolith

Odpowiedzi:

17

Większość systemów elektronicznych wykorzystuje stałe napięcie, dzięki czemu można określić moc na podstawie prądu. Może to również pojawić się w systemach wykorzystujących regulatory liniowe, w których prąd pozostaje taki sam, niezależnie od zastosowanego napięcia (oczywiście w pewnym zakresie). W przypadku tych systemów sensowniej jest podawać tony, ponieważ moc w watach zmienia się w zależności od napięcia, które do niego przyłożysz.

Również wiele razy prąd jest czynnikiem ograniczającym ze względu na takie rzeczy, jak ślad / szerokość drutu i niekoniecznie zużywana moc.

USB jest przykładem tego limitu. Specyfikacja USB ogranicza prąd wykorzystywany przez urządzenia zasilane z magistrali do łącznej wartości na port. Limit wynosi 500 mA dla wersji 2.0 i 900 mA dla wersji 3.0; patrz http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus#Power

Kellenjb
źródło
2
Wiele systemów używa stałego napięcia, ale wiele nie. W niektórych systemach ilość przepuszczanego prądu będzie niezależna od napięcia; w takich przypadkach sensowne byłoby użycie wzmacniaczy jako jednostki. W innych systemach prąd będzie odwrotnie proporcjonalny do napięcia; w nich „waty” byłyby rozsądną jednostką. W jeszcze innych prąd jest proporcjonalny do napięcia; prawdopodobnie „siemens” wydawałby się odpowiednią jednostką, chociaż nie widziałem, aby był używany jako taki.
supercat
Po prostu eksperymentuję z tym w systemie zasilanym bateryjnie: zużywa się to w różny sposób zmieniając napięcie zasilania, jest minimum i robi coś podobnego do krzywej wanny. Sądzę więc, że rozsądne jest użycie wzmacniaczy do wskazania mocy
clabacchio
3

Prosty multimetr może mierzyć bezpośrednio wzmacniacze lub wolty. Waty należy obliczyć na podstawie dwóch pomiarów, a ponieważ większość mierników nie wykonuje obliczeń za Ciebie, musiałoby to zostać wykonane ręcznie. (Weź pod uwagę, że liczniki cyfrowe nie istniały przez wiele dziesięcioleci historii inżynierii.) Mówienie w amperach powstrzymuje inżyniera od wykonywania tych obliczeń przez cały dzień i znacznie przyspiesza pracę.

Ponieważ napięcie jest ustalane w wielu aplikacjach (wszędzie tam, gdzie występuje regulator napięcia, np. Szyna zasilająca), zasadniczo te same informacje można przekazać, mówiąc w wzmacniaczach, a nie w watach. Dla osób zainteresowanych rzeczywistą mocą obliczenia są trywialne (choć nieco niedokładne, jeśli napięcie działa o kilka procent od wartości nominalnej).

Utrzymywanie widoczności większej ilości informacji umożliwia głębszy wgląd. Zasadniczo obwody są sterowane napięciem lub prądem, a przynajmniej łatwiej jest myśleć w ten sposób o szczegółach. Pomiary te są bliższe temu, co dzieje się z elektronami, podczas gdy waty mierzą szybkość transferu energii i są raczej deskryptorem rozpraszanego ciepła. Na przykład, jeśli próbujesz uchronić kondensator przed wypaleniem, martw się o takie rzeczy, jak napięcie szczytowe, prąd rozruchowy, prąd tętnienia itp., Uważane za procent maksymalnego dopuszczalnego (minus obniżenie wartości znamionowej). Duże znaczenie ma to, czy Twój 1 wat to 1 wolt x 1 amp, czy 1kV x 1mA, szczególnie na małą skalę czasową, gdzie występują warunki brzegowe.

Bardziej sensowne jest mówienie w watach, gdy masz ograniczony zapas energii, który nie działa jako źródło stałego napięcia, i chcesz wiedzieć, jak długo będzie w stanie dostarczać energię w określonym tempie, dopóki nie będzie pusta , na przykład przy szacowaniu czasu pracy baterii. Układ chłodzenia może dbać o waty jako porównanie szybkości generowania i rozpraszania ciepła, jako czynnika napędzającego temperaturę.

Matt B.
źródło
1
Powiedziawszy to, tak, twoje pytanie pokazuje, co można uznać za błąd techniczny. Zdanie to bardziej precyzyjnie brzmiałoby „pobór prądu” zamiast „pobór mocy”.
Matt B.
2

Bez dobrego powodu. Ogólnie mA nie wystarcza. Ale biorąc pod uwagę, że USB wynosi 5 V, można pobierać waty z mA. Jak zauważył @Kellenjb, wiele układów ma (w przybliżeniu) stałe napięcia, dotyczy to również ich.

Brian Carlton
źródło
Oświadczenie USB było tylko przykładem wyjaśnienia pytania. Widać to również w arkuszach danych IC i innych komponentów.
Anshul
2
Jak powiedział Kellenjb, w wielu przypadkach prąd jest granicą, niezależnie od napięcia.
Wouter van Ooijen
1
@Anshul: Wiele układów scalonych pracuje ze stałymi napięciami (TTL lub LVTTL), a wtedy zużycie naprawdę zmienia się w zależności od prądu. W takich przypadkach jest to „skrót” dla inżynierów, gdy zakłada się stałe napięcie, ale ściśle mówiąc, nie jest to poprawne.
Hrabia Zero
1
Wiele układów scalonych, które działają poza zakresem różnych napięć, pobiera zasadniczo ten sam prąd, bez względu na napięcie. W przypadku tych układów scalonych określenie aktualnego poboru jest bardziej przydatne niż określenie mocy.
markrages
1
@markrages: Właściwie podejrzewam, że więcej układów scalonych ma wymagania prądowe, które rosną wraz z napięciem, a nie pozostają stałe, zarówno dlatego, że upływ jest nieco rezystancyjny, jak i dlatego, że liczba elektronów zrzuconych przez kondensator, który jest najpierw podłączony do VDD, a następnie do ziemi jest proporcjonalna do napięcie umieszczone na nasadce.
supercat
1

Pobór prądu podano w A, a pobór mocy w W. Jak wspomniano, jeśli znasz napięcie robocze elementu, konwersja jest trywialna (P = IV)

Spearson
źródło
0

W wielu przypadkach najlepszym opisem energii elektrycznej zużywanej przez urządzenie byłoby połączenie siemensów (A / V lub 1 / Ω), amperów i watów. Urządzenie, którego zużycie wynosi jeden siemens, pobierałoby jeden wzmacniacz na jeden wolt lub dziesięć amperów na dziesięć woltów. Urządzenie, którego zużycie wynosi jeden amper, pobierałoby jeden amper przy dowolnym napięciu. Urządzenie, którego zużycie wynosi jeden wat, pobierałoby jeden wzmacniacz na jeden wolt lub 1/10 ampera na dziesięć woltów.

Nigdy nie widziałem opisywanego zużycia energii w kategoriach siemensów, chociaż w przypadku wielu urządzeń, których pobór prądu rośnie wraz z napięciem, wydaje się to właściwe.

supercat
źródło