电气设备是否“满足了需求”


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我很难理解的一种电子概念是,电动机,执行器,螺线管等之类的设备是否使用了所需的功率或您提供的功率。

如果电动机需要12伏500ma,而我给它提供12伏3000ma,它只会消耗500ma吗?另外,如果我给它提供15V和500ma,会发生什么?

当需要/使用电力时,LED和DC电动机的方式似乎有所不同,因为必须完全调节LED,而(我假设)DC电动机则不需要。

我的理解错了吗?


请记住,mAh是能量的单位!当前乘以时间。给定足够的时间,任何电动机都可能消耗任何能量。
AndrejaKo 2013年

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@AndrejaKo不是。这是收费单位。反正。
约翰·德沃夏克

@Jan Dvorak是的,当然!(C / s)* s = C内部,我在考虑V * A *(3600s)。
AndrejaKo 2013年

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如果您的电源是电压电源,则要提供特定的电压,并且负载会消耗与其电阻相关的电流。如果电源是电流源,则要提供特定的电流,并且根据负载的电阻,电源会相应地设置其电压,以满足您指定的电流。如果将电流源设置为提供比所需更多的电流(3A代替0.5A),它将输出比所需更多的电压,并且负载会爆炸。请记住,电压是原因,电流是结果。
1p2r3k4t 2013年

Answers:


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如果需要500 mA,那么即使您提供 3000 mA的容量,也需要500 mA 。如果你站在尼亚加拉大的底部,10升桶下降,直到它包含10升可以填充它,即使瀑布有能力,以提供更多的东西。


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在适当的额定电压下。
scld

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不太像水桶,而更像具有一定抵抗弹性的气球或袋子,在那里水压改变了它可以容纳的水量。
路人2013年

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对于白炽灯,电动机,其他由线圈制成的东西以及大多数早于半导体的电子产品,通常都是这样。对于许多集成电路,通常也是如此,这些集成电路可根据需要从其电源轨中抽出。

对于LED和双极晶体管,这是特别错误的,除非保持在非常特定的电压下,否则它们都可以轻易汲取足够的电流以自毁。

过电压几乎总是对几乎所有方面都不利。电压不足时,简单的电子设备(电动机,灯)可能起作用。半导体不会。


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想象一下,电气连接是可以旋转的轴,并且可以将由轴驱动的机器连接到可以旋转的设备上。如果驱动装置使轴旋转,那么没有能量的真实世界的机器将在与旋转相反的方向上施加至少一些扭矩(有效地使其减速)-在该方向上会产生一些扭矩如果没有其他原因,则来自输入轴承摩擦。通过轴传递的能量将是扭矩和旋转速度(以弧度/秒为单位)的乘积[单位是弧度/秒,因为在该速度下,扭矩臂的末端以l个距离为单位-长单位将移动l个距离-单位每秒]。

某些类型的驱动设备将“尝试”以几乎任何速度提供一定量的扭矩。其他类型的驱动设备将“尝试”以特定的速度旋转轴,从而提供所需的扭矩(达到某个极限)。大多数类型的驱动装置将在没有负载的情况下以一定速度旋转,但在增加负载扭矩的情况下将旋转得更慢。

相反,某些类型的从动设备将以几乎恒定的水平施加负载转矩,而不管它们以多快的速度被驱动;某些类型的从动设备在以低于一定速度的速度被驱动时将几乎不施加任何转矩,但要“尝试”以防止输入旋转得比该速度快,以所需的最大扭矩抵抗(直到特定点)。许多类型的从动设备几乎不管速度如何,都会承受一定的扭矩,但是在较高的速度下,扭矩会大于较低的速度。

只要供应商的扭矩高于消费者的扭矩,轴速度就会增加;当它降低时,它会减少。由于提高速度会导致大多数驾驶员的扭矩下降,但会导致大多数消费者的扭矩增加,因此速度会一直增加,直到达到两个扭矩水平相等的水平。

在某些情况下,人们可能会认为转速是由供应商设定的。在某些情况下,它是由消费者设置的。在许多情况下,它是由两者的相互作用来设定的。

在电气世界中,电流在很大程度上类似于转速,而电压与扭矩类似。就像可能施加扭矩而没有东西移动一样,但是(无摩擦轴承)没有扭矩也不能连续运动,同样,没有电流也可以施加电压,但是电流(超导体除外)需要电压。这个类比怪异的一件事是,大多数电动机消耗的电流与机械转矩成正比,而下降的电压与它们的转速之和成正比(它们还会下降一些与施加的电流成比例的附加电压)。


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考虑欧姆定律

Ë=一世[R

在这里,我们有三个变量:电压,电流,电阻。对于任何阻性负载,这三个方程始终将相关联。

如果这很难理解,请考虑一个更可观察,更熟悉的三变量方程,即牛顿第二定律

F=一种

力是质量和加速度的乘积。在无摩擦的环境中,不加速的物体必须不施加力。考虑到摩擦,某些不加速的物体必须施加一定的力才能完全消除摩擦,从而使净力为零。有力时,质量会加速;如果重量更大,则加速度会降低。

假设您想以恒定的速度拖曳拖车。您的拖车将因空气和轮胎而产生一些摩擦,而牵引机将必须平衡该力才能保持所需的速度。如果拖车尚未移动,则牵引机将必须施加更大的力来加速拖车。如果您要上山牵引,则需要更大的力量来克服重力。下坡时,您可能需要向后施力。

只要您可以施加足够的力来保持所需的速度,就可以使用自行车或机车作为牵引机都没有关系。在这两种情况下,力都是相同的,尽管自行车和机车可提供的力范围明显不同。

您也可以使用一台牵引机,而不是被编程为以恒定速度行驶,而是被编程为施加恒定的力。在这种情况下,假设拖车的质量是恒定的,则加速度将满足F=一种。如果我们假设公路平坦,那么您可能会将挂车加速至一定速度,直到摩擦力阻止进一步加速,然后您的速度才会恒定。

大多数电源设计为维持恒定电压。对于大多数负载,如果希望更多的电流流过它们,则必须施加更高的电压,以克服由负载电阻产生的反作用力。Ë 由电源设置,并且 [R 因此,只有一个 一世 这将满足 Ë=一世[R。并非所有的电源都能够提供足够的电流(通常,电源可能具有最小的电流),但是如果电路在电源的规格范围内工作,电压将保持恒定,并且电流将根据负载而变化。


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拉电流,压电压。

(简化说明)电动机本质上是一个大电阻器,限制了流经电动机的电流。这是一长圈电线。在给定V电压和线圈电阻R的情况下,使用常规欧姆定律公式I = V / R,您可以获得所需的电流。

LED本质上是一个非常小的电阻,如保险丝,因为它可以让大量电流通过,并在途中变热。本质上,这是短路。为了发光,必须对电流进行外部控制。如果没有问题(导致LED结的热量杀死了它),它的作用就像是一个非常小的电阻。

将电动机视为led +电阻。简而言之,这就是全部。随着电压的变化,电流会通过该LED +电阻组合或电动机而变化。


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LED与电阻器完全不同,我认为您的第三段很容易引起误解。
pjc50 2013年

如果拉电流,则恒流电源如何工作?
Phil Frost

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另外,我完全看不到电机像LED。
Phil Frost

@PhilFrost因为恒流电源使用欧姆定律I = V / R和反馈来进行自我调整。R是负载(通常是恒定的),它会调整V以使我保持一致。电流仍然被拉。
路人2013年

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LED的作用类似于二极管结。与电阻器不同,LED,二极管和双极晶体管是电流控制的设备。电压是电流的函数,而不是电流的函数。DC处的二极管没有R = U / I,因为V / I曲线清楚地表明它是非线性的。对于交流电,有一个模型需要直流偏置以选择V / I曲线上的斜率,在该模型中,可以对“电阻”小的交流信号进行近似计算。但是,这只是一个理论模型,最后仍然是一个二极管。CC PSU依靠其反馈环路获得恒定电流。
汉斯(Hans)

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我们知道直流电动机,步进电动机,继电器,电磁阀等执行器是由线圈(电感器)制成的;给定电源时,它从电源汲取的电流超过其额定值;因为线圈的反电动势在变频器中为零启动条件(如果我们使用快速反应的保险丝,则它可能会熔断),因此仅给它们提供更高的额定电流。

另一个例子是汽车和逆变器中使用的电池之间存在差异。当车辆启动时,电池必须在几秒钟内提供大量电流(非常高的涌入电流),因此负载电流会非常小(轻负载,音频系统);与逆变器一起使用的电池必须始终提供稳定状态的电流(与汽车相比,浪涌电流要少)。

但是LED之类的负载是纯非电抗性负载,因此它们吸收的电流可能不会变化,因此可以由具有准确额定电流的电源供电。


汽车电池的高浪涌电流归因于在其余时间未使用启动马达,因此电池实际上是交流或直流发电机/交流发电机的次级。这不是一个准确的例子。
路人2013年

@Passerby是的,我同意,但是我的意思是说有一个电感性负载,它需要大量的启动电流。即使白炽灯打开时也会吸收大量的浪涌电流
yogece
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