Là dòng chảy ngược là một điều xấu?


11

Trong mạch dưới đây:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Tôi thấy khó xử khi hướng của dòng điện trên nguồn điện 2V đang chạy ngược lại với hướng của dòng điện trên nguồn điện 5V. Trong nguồn 5V cung cấp dòng điện từ -đến +nhưng trong nguồn điện 2V cung cấp dòng điện từ +đến -.

Về mặt toán học, tất cả đều hoạt động và các con số cộng lại nhưng tôi có một chút khó khăn để có được một số trực giác về những gì đang xảy ra với dòng điện "ngược" này.

Dưới đây là một vài câu hỏi:

  • Nếu nguồn điện 2V là pin, điều này có nghĩa là pin sẽ được sạc? Nếu đó là trường hợp, cuối cùng pin sẽ phát nổ do sạc quá mức?

  • Nếu nguồn điện 2V là nguồn điện thường xuyên (kết nối với tường) thì tại sao nguồn điện không bị đứt? Cung cấp năng lượng không phải là một pin, phải không? Vì vậy, không nên có thứ gọi là "sạc" nguồn cung cấp năng lượng, vậy tại sao tôi không thấy khói thoát ra từ nguồn cung cấp do tôi đang đi ngược lại dòng điện tử tự nhiên?


dòng điện chạy theo hướng chênh lệch điện áp
KyranF 27/2/2015

5
@KyranF, thông qua điện trở nó. Nhưng từ ví dụ của OP, điều đó rõ ràng không đúng với các nguồn điện áp.
Photon

2
Lưu ý rằng dòng điện "âm" chỉ là dòng điện chạy ngược chiều với dự đoán của bạn.
Greg d'Eon

Câu trả lời:


31

Như câu trả lời khác nói, từ quan điểm lý thuyết thuần túy, không có gì sai với dòng điện chạy qua một nguồn điện áp. Đó chính xác là nguồn điện áp lý tưởng là gì: một phần tử mạch duy trì cùng tiềm năng trên các chân của nó, bất kể dòng điện qua nó là gì.

Trong thế giới thực, các nguồn điện áp của chúng tôi không lý tưởng.

Một bộ điều chỉnh tuyến tính thường sẽ không duy trì quy định khi dòng điện bị đảo ngược.

Một pin sẽ sạc (nếu hóa học của nó cho phép nó) khi dòng điện bị đảo ngược.

Nhưng chúng tôi cũng sử dụng các nguồn điện áp để mô hình hóa mọi thứ bên cạnh nguồn cung cấp năng lượng. Ví dụ, nguồn điện áp có thể mô hình hóa đầu ra của op-amp. Và một đầu ra op-amp thường có thể duy trì điện áp đầu ra của nó cho dù tìm nguồn cung ứng hoặc dòng điện chìm (trong giới hạn).

Hoặc một nguồn điện áp có thể mô hình một bộ điều chỉnh shunt hoặc diode zener. Các thiết bị này sẽ chỉ duy trì quy định khi chúng đang chìm .

Hoặc một nguồn điện áp có thể mô hình một diode phân cực thuận. Điốt cũng sẽ chỉ hoạt động như các nguồn điện áp khi dòng điện chạy vào cực dương hơn.

Vì vậy, từ quan điểm lý thuyết thuần túy, bạn nên chuẩn bị để chấp nhận dòng điện chạy qua một trong hai nguồn điện áp. Khi suy nghĩ về các mạch thực, bạn cần xem xét thiết bị thực tế mà nguồn điện áp đang mô hình hóa và sau đó liệu mô hình có còn hợp lệ với bất kỳ hướng hiện tại nào mà mô hình dự đoán hay không.


Một nguồn năng lượng "tường" điển hình là một bộ chỉnh lưu (tức là điốt) được kết nối với nguồn AC, phải không?
Random832

@ Random832, đó sẽ là một mụn cóc trên tường không được kiểm soát. Nó cũng phổ biến cho một mạch điều chỉnh được bao gồm để cung cấp điện áp đầu ra ổn định hơn.
Photon

8

Trong lý thuyết mạch thuần túy, nguồn cung cấp năng lượng có thể hấp thụ hoặc cung cấp năng lượng (chúng không cần cung cấp năng lượng). Nếu mạch của bạn chỉ có một nguồn, thì nó sẽ chỉ cung cấp năng lượng. Nhưng nếu mạch của bạn có hai hoặc nhiều nguồn độc lập, thì một / nhiều trong số chúng có thể hấp thụ năng lượng (miễn là có ít nhất một nguồn nữa được cung cấp năng lượng).

Hãy nhớ rằng các mạch này là các cấu trúc toán học thuần túy. Nguồn điện áp độc lập không phải là pin, nhưng có thể là một phần của mô hình cho pin.

Vì lợi ích của trực giác, mặc dù: nghĩ về một pin sạc. Khi bạn sạc lại ... bạn nghi ngờ dòng chảy nào? Nếu bạn đoán hết pin ... hãy nghĩ lại =)


Về mặt giáo dục, khi sạc pin, dòng điện chảy vào và ra khỏi pin.
dùng253751

1
Và cũng khi xả pin!
Jamie Hanrahan

5

Giải quyết các điểm đạn:

1) Có, đó là cách sạc pin giống như: đẩy dòng điện trở lại qua nó bằng cách kết nối nó với điện áp lớn hơn. Điều gì xảy ra phụ thuộc vào hóa học và kích thước của pin so với hiện tại. Một số loại (NiFe, axit chì lớn hơn) có thể được giữ trên một lượng điện tích trôi nổi của một vài miliamp mãi mãi. Các lần sạc khác sẽ giảm dần công suất sạc bằng cách mạ tại các điện cực cho đến khi chúng vô dụng.

2) Đó là một mô phỏng, không phải là một nguồn cung cấp năng lượng tường. Một lần nữa, điều gì xảy ra khi bạn cố gắng lái một nguồn điện áp với một nguồn điện áp khác phụ thuộc vào cách nó được thực hiện; nó có thể tự tắt, mất quy định, dòng điện chìm (như trong mô phỏng của bạn) hoặc một cái gì đó khác.


1

Q1: đây sẽ là một dòng sạc, nhưng nó phụ thuộc vào loại pin nếu nó thực sự lưu trữ năng lượng sạc hoặc sẽ phát nổ.

Câu 2: regularnguồn cung cấp điện không được thiết kế cho tải âm và có thể có một diode để ngăn dòng điện đầu ra âm. Nhưng nguồn cung cấp năng lượng có thể hoạt động trong 2 hoặc 4 quadrants, để có thể nhấn chìm một dòng đầu ra âm.


Q1: như đã đăng trước đây, để làm cho pin phát nổ (hoặc nổ hoặc gây ra sự cố thông hơi an toàn), bạn phải cung cấp đủ năng lượng / năng lượng tương ứng với kích thước của pin để gây ra sự tích tụ áp suất đủ.
Technophile

1
@Technophile: Năng lượng cần thiết cho quá nhiệt quá lớn không cần đến từ mạch sạc. Nếu một vùng nhỏ của pin đi qua dòng điện "sạc" nhiều hơn phần còn lại, việc cung cấp đủ năng lượng để làm nóng quá mức diện tích nhỏ đó có thể khiến pin bắt đầu truyền qua năng lượng dự trữ của pin, dẫn đến sự thoát nhiệt.
27/2/2015
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.