提供比组件额定功率更多的电流真的可以吗?


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在这个极高评价的答案中,答题者指出,可以为组件提供比其额定电流更多的电流。打个比方(在这里解释):“如果约翰尼想吃两个苹果,不管你给他三个还是五个,他只会吃两个。”

但是,您可能制作的最基本的电路之一是通过某些电源为LED供电。由于大多数电源提供的电流都高于大多数LED可以承受的电流,因此必须在LED前面放置一个电阻,以免烧坏它。

那是什么?!?有人可以在什么时候/在何处/如何向我解释提供高于(或低于此)组件额定电流的电流吗?


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这个问题是关于电子设备/电路的。它不是在谈论为单个组件提供无限电流。LED本身不知道需要多少电流,只会一直拉动电流直到其烧断。带有驱动电阻的LED是一种电路,它知道需要多少电流,并且只会从电源中吸取那么多电流。
I. Wolfe

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您提供电压(苹果),而不是电流。组件消耗的电流(电流)取决于电路(Johnny的胃口)。只有这样,您才能确定组件是否可以处理它。需要考虑所有的电压/电流/功率。
user3169 2015年

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请注意,谈论组件“知道”它们所需的电流量是非常简化的(有些不正确)。真正的答案是,恒压电源提供的电流量取决于负载电阻。
user253751

除了类推,约翰尼的食欲(LED本身在回路中)可以让他吃掉一整吨的苹果,但这并不意味着他应该-否则他最终会出现胃痛(LED吹)。放入电阻器会将约翰尼可以吃的苹果数量限制在安全范围内。
tangrs

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LED没有额定电压;它具有额定电流。因此,请勿使用恒压电源来驱动它。(是的,它具有正向电压规格,但是它不能稳定或可预测,无法在恒定电压源下可靠地使用它。)我认为,由于无意义的类比,问题是混乱的。实际上,不同的负载具有不同的IV特性,因此有必要酌情使用恒定电压,恒定电流或有时甚至恒定功率的电源。恒压电源是最常见的,但不是唯一的类型。
Oleksandr R.

Answers:


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要回答您的问题的标题,答案是否定的。向组件提供的电流超过其额定值是不行的。

但是,可以使电压电源的额定电流大于组件的额定值,因为组件会消耗所需的电量。如果要(强行)将更多电流推入组件,则组件将超过其额定值,并发热并被损坏。例如,如果您使用恒定电流源或使用较大的电压(这将导致更多的电流流过)。但是,如果使用额定电压,则负载将只承受所需的负载,而不管可从源极汲取多少电流。

不同之处在于您如何表达问题。


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它是通常好于具有供给其可以输出比设备更多的电流期望的,但某些种类的设备是仅适用于具有电流限制装置。例如,如果典型的0.25A保险丝由电流限制为10A的电源供电,并且其输出短路,则保险丝将中断电流。但是,如果电源能够提供5,000A的电流,并且短路的输出可以通过那么多电流,则保险丝可能无法中断它。
超级猫

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您的误解源于一个错误的陈述:由于大多数电源提供的电流都高于大多数LED可以承受的电流,因此必须在LED前面放置一个电阻,以免烧坏它。

将电阻与LED串联的原因是,如果电源提供的电压高于LED 所需的电压并且电源能够提供的电流超过LED的承受能力,则必须限制电路消耗的电流通过使用合适的串联电阻电源上断开。

5A电源不会通过您连接的任何东西强行通过5A。它最多只允许最大5A的电流通过,实际流过多少取决于电源电压和与其相连的电路的有效总电阻。


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一个简单的例子:您可以使用10亿安培的额定5V电源。现在说您在该电源上连接了一个电阻,假设为5欧姆。它会消耗多少电流?(a)1A或(b)10亿个A?

答案是(a)。欧姆定律说我= V / R。因此,如果在5欧姆电阻上提供5V电源,则流过的电流为1A?但是其余的9.99亿安培又发生了什么?好吧,没有足够的电压来驱动它通过电路。现在,如果您有一个5e-9电阻,那么您将获得10亿安培的电流。

在LED电路中,二极管是非线性的。这意味着随着电压增加,电流不会随欧姆定律增加。实际上,它是指数级的-LED在2V时可以传导10mA,但在2.1V时却可以传导1A-通常不会那么极端,但是您可以看到,如果我们不限制电流,LED无疑会爆炸。电阻器有什么帮助?好吧,您可以认为LED就像是理想的电压源(不是很正确,但请耐心等待)。这个示例LED在10mA时基本上下降了与在1A时相同的电压,所以我们说,嘿,它总是具有相同的电压,因此,如果我们添加一个电阻,那么那之上的电压将是电源减去LED滴。然后,我们可以使用欧姆定律来选择一个电阻,该电阻将以所需的电流水平降低该电压。


现在,电源的电流额定值变得很重要。假设您有一个额定值为5V,10mA的电源。您连接一个5欧姆电阻。当前是什么?(a)1A或(b)少得多?

答案是(b)。为什么?好吧,电源根本无法驱动那么多电流-这可能是由于其内部电阻,它可能是电流源型电源。随你。因此,发生的情况是电源端子上的电压降低(例如,由于内部电阻两端的电压下降了),或者(并且)它爆炸,熔化,烧坏了,但您要对此加以说明。这里的关键是,如果电源能够继续使用并且电压下降,那么电阻两端的电压就会降低,这意味着满足欧姆定律所需的电流将更少-现在这一切都发生在一个非常快速的瞬变中,因此基本上所有您看到一个5Ohm的电阻,两端的电压很低。


在直接回答这个问题标题而言,答案是在大多数情况下没有。额定电流是组件制造商说的正确工作电流。

在许多情况下,它可能是一个组件,例如LED或电阻器(通常受额定功率限制,但不受电流限制,但仍然...),由于缺少电流限制,或者正确的电源电压可以轻易传导比其额定功率高得多的电流。导致过热和/或损坏。

在其他情况下,如果您施加正确的电源电压,则即使您的电源能够提供更多的电源,该设备也将以其所需电流工作。这是因为所有设备最终都是电阻器,无论是定值电阻器还是随电压变化的电阻器(例如半导体,晶体管等)。在给定的电源电压下,这些电阻的排列将以它们设计的电流水平运行。


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与“吃苹果”类比,LED会消耗掉您给它的每个苹果,直到它爆炸。它不能限制自己。您需要为LED提供合理的电流(也就是苹果的数量)。可以将一百万个苹果藏在某个地方(电源)很好,但是您(电阻器)需要挡住LED,以防止LED自毁。

电源具有电压和电流额定值(以及其他额定值)。电源通常会提供最高额定电流的额定电压。仅仅因为12v电源可以提供10安培的电流,并不意味着电源迫使10安培通过电路。

通常,不能为组件提供超过其额定电流的电流。一旦满足正向电压要求,LED(和所有二极管)就会像短路一样起作用。它们将在很短的时间内吸收电源可以提供的所有安培,然后它们会断路。


很好的解释。我非常喜欢这个。
猫头鹰

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您链接的问题是关于固定电压电源的。这些电源通常以固定的输出电压和最大负载电流指定。

如果您使用选择适当的限流电阻,则您的电源可以额定为任何您喜欢的最大电流,并且不会破坏LED。

例如,您有一个5 V固定电压电源和一个下降2.0 V的LED。

如果使用300 ohm限流电阻,则无论电源的额定电流为100 mA还是100 A,LED电阻电路都将消耗约10 mA的电流。


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首先,我们要解决的是提供比设备额定功率更多的电流。假设您有一个非常简单的电路,其中有一个电阻(100ohm)和一个电压源(5V)。然后,通过

V = IR 5 = I(100)I = 0.05A

该电路将始终吸收0.05A的电流。用来产生所提供的5V的电源是否能够提供0.05A或5A的电流都没有关系。因为电压和电阻是固定的,所以通过电路的电流也将是固定的。(不过请注意,最好的做法是提供比所需的0.05A稍大的电源,因此您不必始终以100%的速度运行电源)

现在专门用于LED-该组件是一个二极管,将允许电流非常容易地在正向流过它。这意味着对电流的阻力很小。从V = IR可以看出,当电阻变得非常小时,我就变得非常大。这意味着仅将一个LED与您的电压源串联会产生很大的电流-可能比该LED所能承受的电流高得多。这就是在电路中放置电阻器的原因-通过在电路中增加一些电阻来减少汲取的电流量。

但是,还请注意,在LED和电阻器与电压源串联的情况下,无论电源能够提供多少附加电流,流经该特定电路的电流将始终为恒定值。


2

假设您有一个额定功率为100瓦的白炽灯,当它连接到120伏主电源时。

由于功率(P)等于电压(E)乘以电流(I),我们可以这样写:

P=E×I,

并找出电源从灯中汲取的电流量,我们可以重新排列以下公式:

I=PE.

然后,如果我们插入已知的信息,则可以像下面这样解决通过灯的电流:

I=100W120V0.83 amperes

我们可以像这样计算灯的电阻:

R=EI=120V0.83A145 ohms

因此,现在我们几乎了解了此练习所需的所有有关灯的知识。

 

接下来,假设您拥有120伏1000瓦汽油驱动的发电机之一。

 I=1000W120V 

因此,现在,如果您家中的120伏电路之一上有一个15安培的断路器,则该电路可以提供1800瓦的功率而无需打开断路器,因此,耗散1200瓦的吹风机将消耗10安培的电流。因为它具有12欧姆的电阻,所以不能从线路上断开。

但是,将灯插入电源,因为灯的电阻为145欧姆,所以即使从线路上可以提供15安培的电流,它也只能从线路上汲取0.83安培的电流

底线是,即使电源可以提供在特定电压下提供大量电流的能力,负载也只能承受其负载电阻所允许的值。


1

我在这里提出的类比并不完美。其他人都发布了不错的答案,因此这可能不是您要的答案,但是重点是我们关心Johnny(我们的组件)。如果您也这样做,请考虑以下事项。

假设一位苹果店主是给约翰尼苹果的店主。现在区分这两个:

  1. 苹果店主有很多苹果,但只有当他要约翰尼时,他才将苹果卖给约翰尼。
  2. 苹果店主不在乎约翰尼应该吃多少苹果,他只是给/强迫约翰尼拿走他的苹果(他只是想卖更多的苹果)。

您会看到强尼适合哪一种。但是问题是(1)也不起作用,因为约翰尼不知道应该吃多少(约翰尼的妈妈/制造商知道)。

您可以找出店主用欧姆定律强迫他进食的多少,并请他的妈妈知道他应该吃多少。因此,如果您关心Johnny,请选择合适的电阻器。


1

是的,没有。

LED等某些组件允许脉冲电流高于连续额定值。额定为50ma连续的LED可以在50%占空比下以1khz而不是0.1hz允许100ma(即,关闭10秒后10秒)。%5占空比时是否为1A。

所有情况下的平均总功耗均相同。有些会工作,有些不会。


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有两种电源。首先,也是目前最常见的是-

恒压源。这将提供例如5伏。如果使用绝缘电线将其短路,则通常会产生火花,其次是火线。电流会流过,甚至可能会闻到燃烧的绝缘体的气味。串联电阻会限制电流,就像您的LED示例一样。

恒流源。这种罕见得多的野兽将提供例如1安培的电流。如果将其连接到1000欧姆电阻,则[理论上]电阻两端将有1000伏。从理论上讲,没有任何东西[开路]将要求电源产生足够的电压以产生电弧,仅使1安培电流通过。

回到现实世界中,大多数电源都模拟恒定电压源。如果尝试吸收太多电流,则输出电压会下降。

结论:是的,可以提供比您需要的电流更多的电流。但是,如果您要自己构建某件东西,请在连接之前确保它不是很短-否则您会闻到燃烧的绝缘层的味道。


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如果由我自己决定,我将为我的所有电路提供十亿安培的电流,并提供适当的保险丝。这取决于电路(我的设计)实际需要多少电流。而且,如果需要太多的电流(考虑短路,不良设计等),那就是保险丝的所在。因此,答案是肯定的,可以提供比组件额定值更多的电流。


您将需要一些非常昂贵的HRC熔断器,以确保如果您有十亿安培的可用电流,它们会中断电流!普通的保险丝会在该电流水平上产生电弧,并且不会中断电源。
Malvineous

OP声明的组件未电路。
Geordie

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作为60多年来(从5岁开始!)的电子爱好者,以及最近从事STEM教学工作的一位,我认为水的比喻几乎完美地回答了这一问题。

电压就像水压一样,比起一个巨大的浅水小水池,水匹克的“电压”(压力)更高。

电流就像水流速度-小孩子的游泳池每秒有更多的水流。

施加电压。电流结果。“供应”一词含糊不清;小猪和小孩池都“供应”水;让我们采用常用的含义:提供特定的电压意味着立即施加电压,提供特定的电流意味着能够提供高电流流量。

现在到正在讨论的问题。“提供比该组件额定功率更多的电流真的可以吗?

翻译为:“具有提供比额定组件更大的电流能力的能力真的可以吗?”

答案是肯定的。额外的功能不会立即使用。您可以将12v手电筒灯泡很好地连接到汽车电池上。它甚至可以保留一年,但不会耗尽。

最终答案:是的!


除非您将几个LED串联在一起以使其达到12 V,否则它们在汽车电池上的工作效果不如灯泡。...因此提供比组件更多的电流并不总是安全的被评为!
Malvineous
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