电流源还是电压源吗？

我对电流和电压源感到困惑；我得到了教科书的定义，但是我无法理解现实世界的差异。在我看来，电流源和电压源都一样。我了解理想的来源不存在。实际电流源的一个例子是什么？为了产生电流，我们需要电压，那么电流源也不是电压源吗？因为电池是电压源，并且在连接到电路时会产生电流，所以它不是电流源吗？

请帮助我了解现实世界中的示例和电流源的用法，以及它与电压源的区别。

电压源在需要的任何电流下（在实际电源中，可以提供的电流极限）尽其所能提供理想的恒定电压（或仅略有变化）。

电流源在需要的任何电压下（在实际电源中，可以提供的电压极限）尽其所能提供理想的恒定（或仅略有变化的）电流。

如果您将电压源短路，则会获得非常大的电流（并且通常会烧断保险丝/使断路器跳闸等）。

如果将电流源短路，则可以在极低的电压下获得额定电流，并且不会产生任何刺激。

如果您将电压源开路，它会以其额定电压坐在那里，并且没有任何有趣的事情。

如果您将电流源开路，它会达到最大电压。如果它是理想的电流源，它将自身驱动到足够的千伏特电压，以形成电弧并获得在等离子体中流动的额定电流。因此，在大多数情况下，我们实际上并不需要理想的电流源。

理想电压源将保持定义的电压，而不管从中汲取的电流如何。

理想的电流源将保持定义的电流，而不管其两端的电压如何。

这些东西实际上都不存在。两者都是我们在分析电路时使用的简化。即使我们可以构造它们，我们也可能不会想要。具有无限开路电压或无限短路电流的设备将极其危险。

实际电压源会在一定的电流范围内维持接近其定义值的电压。

实际电流源会在某个定义的电压范围内维持接近其定义值的电流。

有些资料可能同时表现出这两种行为。典型的实验室电源就是一个很好的例子，对于低电流，它将保持给定的电压，但是一旦电流达到给定的阈值，电压就会降低以保持恒定的电流。

与电阻并联的理想电流源与与电阻串联的理想电压源等效。两种情况下的电阻值均相同，称为“输出阻抗”。这种电路的电压-电流特性将是开路电压和短路电流之间的直线。更一般地，我们可以认为输出阻抗为dv / di。

因此，您可以决定在输出电压范围内电流变化足够小的可接受的源阻抗，然后将电路从具有并行电阻的电流源转换为具有串联电阻的电压源。

在实践中，效果并不理想。要通过该方法获得高输出阻抗，就需要一个高电压源，该电压源效率低下并可能造成安全隐患。因此，典型的电流源将涉及某种形式的反馈，以根据负载来调节电压。对于这样的电源，电压与电流的关系图通常不是直线，因此输出阻抗将根据电源两端的电压而变化。

通常，使用某种形式的晶体管或运算放大器电路来执行此操作。根据源需要具有的特性，可以有很多变化。

实际电流源的一个例子是什么？

在电弧焊中，必须使用恒定电流（CC）或恒定电压（CV）电源，具体取决于所使用的工艺。几种最常见的焊接工艺使用恒流电源（例如SMAW，GTAW）。

当SMAW（“棒”焊）操作员进行焊接时，与大电压变化相比，恒流电源的安培数变化相对较小。

使用CC电源的一些示例操作参数，将机器设置为300A，然后在操作员通过使电极靠近工件或远离工件的方式来改变电弧长度的同时检查电源上的电压和安培数：

• 短弧：30V-308A
  
• 理想电弧：32V-300A
  
• 长电弧：34V-290A
  

在这里我们可以看到18A的电流变化相对较小，而4V的电压变化相对较大。

为了产生电流，我们需要电压，那么电流源也不是电压源吗？

否。电流源和电压源是为了分析电路而存在的理论定义。如果您查看这些定义，它们可能都不都是正确的。

实质是电流源提供合理稳定（即恒定）的电流，电压源提供可预测的电压（例如12V电池，120V壁装电源插座）。

对于理想的电流和电压源，就是这样。

流过电流源的电流被电流源固定为恒定值。电流源两端的电压可以取任何值。

从电压源的一端到另一端测得的电压通过电压源固定​​为恒定值。通过电压源的电流可以具有任何值。

那有意义吗？

我的理解是，现实生活中的电流源会调节输出电压，以确保指定的电流流过电路，而电压源会产生高达额定电流的特定电压。但我认为从技术上讲，它们都是电压（电位）源，一个是可变电压，另一个是固定电压。

关于电流源，几年前，我一直有一个思维障碍，直到讲师做出一个简单的声明：“假设电流源的能力在方程中是无限的，但在现实生活中，它总是受到源能力的限制”。

您认为正确的是，在现实世界中没有理想的电压源或理想的电流源。

相反，只有电源同时提供电压和电流。它们之间的区别是哪个参数在电源的控制下，哪个参数在负载的控制下。

对于简单的电阻负载，您可以使用欧姆定律很好地说明它。

您具有三个参数-电压，电流和电阻。欧姆定律将这三个定律联系在一起，形成一个非常简单的公式$I=\frac{V}{R}$

当您拥有其中两个值时，可以计算出第三个值。

对于（恒定）电压源，您具有固定的值和已知的值（负载电阻），因此电流是可变的并且可以计算。[R $V$$R$$I$

相反，对于（恒定）电流源，您有一个固定值和一个已知值因此电压是可变的并且可以计算。[R $I$$R$$V$

因此，总而言之：

• 在电压源中，电压是固定的，电流根据负载而变化
• 在电流源中，电流是固定的，电压根据负载而变化

只是添加一些数学公式V = RI（欧姆定律）现在电压源所做的就是数学上说V是常数，因此使（RI）常数就意味着

1. 为了增加电阻（LOAD），需要消耗较少的电流。
2. 但是功耗是相同的，这意味着如果所需的功率相同，电路中的电流可能会降低。

对于电流源而言，情况恰恰相反，即使低压也能满足所需的功率屏障。从数学上讲，这是两种来源之间的根本区别。

您要求电流环路的一些实际应用。这里有一些。有些具有历史意义，有些至今仍在使用。

早期的Teletype机器（例如Model 15）在机器之间使用60 mA电流环路。后来的型号（例如33型）使用20 mA回路。在这两种情况下的优点是，由于恒定电流克服了由于线路电阻引起的任何损耗，因此您可以在机器之间将线路铺设几英里而无需任何中继器。当然，这些距离上的电压降会随着距离的增加而增加，并且某些线路在高达125V的电源电压下工作。

另一个优点是，您可以在回路中的任何位置与其他机器串联添加其他机器，并且电源将通过提高驱动回路的电压来自动进行补偿。

这些电传打字循环使用“空间”条件不存在电流，而“标记”使用线路中存在电流。由于间隔条件（无数据）是默认条件，因此大部分时间减少了电源电路中的功耗。

33型电传打字机在1970年代至1980年代被广泛用作小型计算机的计算机终端，因此其中大多数带有20 mA接口。甚至IBM PC的原始串行卡都具有电流回路接口的规定。

MIDI是电流循环接口的另一个示例。它使用5 mA。

电流回路的另一种类型曾经并且仍在某些地方被用于仪器仪表。这称为4-20 mA电流环路（也已使用10-50 mA）。与上面讨论的用于发送数字数据的环路中的恒定电流不同，4-20 mA环路用于传送仪器读数，例如压力，温度，液位，流量，pH或其他过程变量。通常，4 mA表示读数为0，而20 mA表示满刻度读数。因此，如果仪器的满刻度为160，则电流每增加100 µA，读数就会增加1。

一种称为变送器的设备用于将读数转换为变化的电流。现代的比较复杂。

像20 mA和60 mA数字环路一样，4-20 mA电流环路的一个优点是它们可以在电话对上运行，例如，长距离传输。

它们以4 mA而不是0 mA开始的原因是后者被用来指示故障（开环）。

尝试思考这个概念-缓慢而平静。电流是真实的。这是一个物理现实[电子以某种方式移动]。可测量的。它是可变的[或多或少的移动电子]。可以用各种仪器[电子显微镜]看到。因此，第一步就是要确定电流的机械形式的存在-它的存在。电压不真实。它没有任何机械成分。因此，对于所有错误地认为电流和电压都是真实的并且存在并且相互依赖具有进一步含义的所有人来说，您是错误的。术语“电压”需要在一天之内用一种简单的方法来解释，而不是让受试者感到困惑和无法解释。这里要掌握的关键是EXIST！的含义。当前存在。它是一种机械部件[具有质量]，它由多个构件[电子]组成。粒子; 原子结构，以及根据物理定律的成分之间的相互作用]。电压不存在，因为它没有质量。我们通过将目的设计并标记为目的的测量仪器插入闭合回路中来自己创建电压值，该闭合回路允许电流的持续或开始流通。根据电路的物理参数（在电子水平），将取决于我们在不起眼的电压测量设备上看到的内容。有趣的是，如果我们只愿意坚持实际存在并精确定义电子流的两个电路组成部分的真实性（电路电阻和电流），就不需要将电压定义为单独的参数。