Là nguồn hiện tại cũng là một nguồn điện áp?

Tôi đang nhầm lẫn giữa các nguồn hiện tại và điện áp; Tôi có được định nghĩa sách giáo khoa nhưng tôi không thể hiểu được sự khác biệt trong thế giới thực. Đối với tôi cả nguồn hiện tại và điện áp có vẻ như nhau. Tôi hiểu rằng các nguồn lý tưởng không tồn tại. Một ví dụ về nguồn hiện tại thực tế là gì? Để sản xuất dòng điện, chúng ta cần điện áp, vậy thì nguồn hiện tại cũng không phải là nguồn điện áp? Vì pin là nguồn điện áp và nó tạo ra dòng điện khi được kết nối với mạch, nên nó cũng không phải là nguồn hiện tại?

Xin hãy giúp tôi hiểu ví dụ thực tế và cách sử dụng nguồn hiện tại và nó khác với nguồn điện áp như thế nào.

Một nguồn điện áp cung cấp, gần như nó có thể quản lý đến mức lý tưởng, một điện áp không đổi (hoặc chỉ thay đổi một chút) ở bất kỳ dòng điện nào cần thiết (trong nguồn cung cấp thực, đến giới hạn của dòng điện có thể cung cấp)

Một nguồn hiện tại cung cấp, gần như nó có thể quản lý theo lý tưởng, một dòng điện không đổi (hoặc chỉ thay đổi một chút) ở bất kỳ điện áp nào là cần thiết (trong nguồn cung cấp thực, đến giới hạn của điện áp mà nó có thể cung cấp.)

Nếu bạn đoản mạch một nguồn điện áp, bạn sẽ có dòng điện cực lớn (và thường thổi cầu chì / ngắt cầu dao, v.v.)

Nếu bạn đoản mạch một nguồn hiện tại, bạn sẽ có được dòng điện định mức ở điện áp cực thấp và không có gì thú vị xảy ra.

Nếu bạn mở mạch nguồn điện áp, nó sẽ nằm ở điện áp định mức và không có gì thú vị.

Nếu bạn mở mạch nguồn hiện tại, nó sẽ bắn tới điện áp tối đa của nó. Nếu đó là một nguồn hiện tại lý tưởng , nó sẽ tự lái đến đủ kilovolt để tạo thành một vòng cung và nhận dòng điện định mức chảy trong plasma. Chúng tôi không thực sự muốn các nguồn hiện tại lý tưởng trong hầu hết các tình huống vì lý do đó.

Một nguồn điện áp lý tưởng sẽ duy trì một điện áp xác định bất kể dòng điện rút ra từ nó.

Một nguồn hiện tại lý tưởng sẽ duy trì một dòng điện xác định bất kể điện áp đi qua nó.

Cả hai điều này thực sự tồn tại. Cả hai đều là đơn giản hóa chúng tôi sử dụng khi phân tích mạch. Ngay cả khi chúng tôi có thể xây dựng chúng, chúng tôi chắc chắn sẽ không muốn. Một thiết bị có điện áp mạch mở vô hạn hoặc dòng ngắn mạch vô hạn sẽ cực kỳ nguy hiểm.

Một nguồn điện áp thực duy trì một điện áp gần với giá trị được xác định của nó trên một số phạm vi dòng điện xác định.

Một nguồn hiện tại thực duy trì một dòng điện gần với giá trị được xác định của nó một số phạm vi điện áp xác định.

Một số nguồn có thể thể hiện cả hai hành vi. Một nguồn cung cấp năng lượng trong phòng thí nghiệm điển hình là một ví dụ tốt, đối với dòng điện thấp, nó sẽ duy trì một điện áp nhất định, nhưng một khi dòng điện đạt đến một ngưỡng nhất định, điện áp sẽ giảm để duy trì dòng điện không đổi.

Một nguồn dòng điện lý tưởng song song với điện trở tương đương với nguồn điện áp lý tưởng nối tiếp với điện trở. Giá trị điện trở là như nhau trong cả hai trường hợp và được gọi là "trở kháng đầu ra". Đặc tính điện áp và dòng điện của mạch như vậy sẽ là một đường thẳng giữa điện áp mạch hở và dòng điện ngắn mạch. Tổng quát hơn, chúng ta có thể coi trở kháng đầu ra là dv / di.

Vì vậy, bạn có thể quyết định trở kháng nguồn chấp nhận được là bao nhiêu để biến thiên của dòng điện đủ nhỏ trong phạm vi điện áp đầu ra, sau đó chuyển đổi mạch từ nguồn hiện tại có điện trở paralell sang nguồn điện áp có điện trở nối tiếp.

Trong thực tế không hoạt động tốt. Để có được trở kháng đầu ra cao bằng phương pháp đó đòi hỏi một nguồn điện áp cao không hiệu quả và có thể tạo ra các mối nguy hiểm an toàn. Vì vậy, một nguồn hiện tại điển hình sẽ liên quan đến một số hình thức phản hồi để điều chỉnh điện áp tùy thuộc vào tải. Đối với một nguồn như vậy, điện áp so với đồ thị hiện tại thường không phải là một đường thẳng và do đó trở kháng đầu ra sẽ thay đổi tùy thuộc vào điện áp trên nguồn.

Thông thường một số dạng bóng bán dẫn hoặc mạch op-amp được sử dụng để làm điều này. Có nhiều biến thể tùy thuộc vào đặc điểm mà nguồn cần phải có.

Một ví dụ về nguồn hiện tại thực tế là gì?

Trong hàn hồ quang, bạn phải sử dụng nguồn điện không đổi (CC) hoặc điện áp không đổi (CV) tùy thuộc vào quá trình nào đang được sử dụng. Một số quy trình hàn phổ biến nhất sử dụng nguồn điện liên tục (ví dụ SMAW, GTAW).

Khi một toán tử SMAW ("que" hàn) đang hàn, nguồn năng lượng dòng không đổi sẽ cho thấy một sự thay đổi tương đối nhỏ về cường độ dòng điện so với sự thay đổi lớn về điện áp .

Sử dụng một số thông số vận hành ví dụ cho nguồn điện CC, chúng tôi có máy được đặt thành 300A và chúng tôi kiểm tra điện áp và cường độ trên nguồn điện trong khi người vận hành thay đổi độ dài hồ quang bằng cách giữ điện cực gần hoặc xa hơn công việc:

• Vòng cung ngắn: 30V - 308A
  
• Vòng cung lý tưởng: 32V - 300A
  
• Vòng cung dài: 34V - 290A
  

Ở đây chúng ta có thể thấy có một sự thay đổi tương đối nhỏ trong cường độ dòng điện 18A với sự thay đổi tương đối lớn về điện áp 4V.

Để sản xuất dòng điện, chúng ta cần điện áp, vậy thì nguồn hiện tại cũng không phải là nguồn điện áp?

Không. Nguồn hiện tại và nguồn điện áp là các định nghĩa lý thuyết tồn tại để phân tích các mạch điện. Nếu bạn nhìn vào các định nghĩa, cả hai đều không thể đúng.

Bản chất là một nguồn hiện tại cung cấp một dòng điện ổn định (nghĩa là không đổi ) hợp lý và một nguồn điện áp cung cấp một điện áp có thể dự đoán được (ví dụ như pin 12V, ổ cắm trên tường 120V).

Đối với các nguồn hiện tại và điện áp lý tưởng, nó là như thế này.

Dòng điện đi qua một nguồn hiện tại được cố định ở một giá trị không đổi bởi nguồn hiện tại. Điện áp trên một nguồn hiện tại có thể có bất kỳ giá trị.

Điện áp được đo từ đầu này đến đầu kia của nguồn điện áp được cố định ở giá trị không đổi bằng nguồn điện áp. Dòng điện qua nguồn điện áp có thể mất bất kỳ giá trị nào.

Điều đó có ý nghĩa?

Tôi hiểu rằng một nguồn dòng thực tế điều chỉnh điện áp đầu ra để đảm bảo dòng điện được chỉ định chạy qua mạch, trong khi nguồn điện áp tạo ra một điện áp cụ thể ở mức tối đa. Nhưng tôi nghĩ cả hai đều là nguồn điện áp kỹ thuật (tiềm năng), một là điện áp thay đổi và điện áp cố định khác.

Về nguồn cung ứng hiện tại, nhiều năm trước tôi đã có một khối tâm thần cho đến khi một người hướng dẫn đưa ra tuyên bố đơn giản rằng "khả năng nguồn hiện tại được coi là vô hạn trong các phương trình, nhưng trong thực tế, nó luôn bị giới hạn bởi khả năng của nguồn".

Bạn đã đúng khi nghĩ rằng không có thứ gọi là nguồn điện áp lý tưởng hay nguồn hiện tại lý tưởng trong thế giới thực.

Thay vào đó chỉ có các nguồn, cung cấp cả điện áp và dòng điện. Sự khác biệt giữa chúng là tham số nào nằm dưới sự kiểm soát của nguồn và nằm dưới sự kiểm soát của tải .

Đối với tải điện trở đơn giản, bạn có Định luật Ohm minh họa độc đáo.

$I=\frac{V}{R}$

Khi bạn có hai trong số các giá trị đó, bạn có thể tính toán giá trị thứ ba.

$V$$R$$I$ có thể thay đổi và có thể được tính toán.

$I$$R$$V$

Vì vậy, tóm lại:

• Trong nguồn điện áp, điện áp được cố định và dòng điện thay đổi tùy thuộc vào tải
• Trong một nguồn hiện tại, dòng điện được cố định và điện áp thay đổi tùy thuộc vào tải

Chỉ cần thêm một số phép toán V = RI (định luật ohm) Bây giờ, nguồn điện áp làm gì về mặt toán học nói rằng V là hằng số do đó làm cho (RI) không đổi, điều này có nghĩa là

1. Để tăng sức đề kháng (LOAD) ít dòng điện được rút ra.
2. Tuy nhiên, công suất tiêu tán là tương tự ngụ ý khả năng dòng điện trong mạch sẽ thấp hơn nếu công suất yêu cầu là như nhau.

Điều ngược lại xảy ra đối với nguồn hiện tại nơi mà ngay cả điện áp thấp sẽ đáp ứng hàng rào công suất cần thiết. Về mặt toán học, đây là sự khác biệt cơ bản giữa cả hai nguồn.

Bạn đã yêu cầu một số ứng dụng thực tế của các vòng lặp hiện tại. Ở đây có một ít. Một số là lịch sử, và một số vẫn đang được sử dụng cho đến ngày nay.

Các máy Teletype đời đầu , như Model 15, đã sử dụng các vòng lặp 60 mA giữa các máy. Các mô hình sau này, như Model 33, đã sử dụng các vòng lặp 20 mA. Ưu điểm trong cả hai trường hợp là bạn có thể chạy dòng cho vài dặm giữa các máy mà không cần bất kỳ bộ lặp, vì hằng số hiện tại đã vượt qua bất kỳ thiệt hại do sức đề kháng của dòng. Tất nhiên, điện áp giảm trên các khoảng cách này tăng khi khoảng cách tăng, và một số đường dây được vận hành ở điện áp cung cấp lên đến 125V.

Một lợi thế khác là bạn có thể thêm các máy bổ sung nối tiếp với các máy khác ở bất kỳ đâu trong vòng lặp và nguồn điện sẽ tự động bù bằng cách tăng điện áp điều khiển vòng lặp.

Các vòng lặp Teletype này đã sử dụng sự vắng mặt của dòng điện trong điều kiện "không gian" và sự hiện diện của dòng điện trong dòng "dấu". Do điều kiện giãn cách (không có dữ liệu) là điều kiện mặc định, điều này làm giảm mức tiêu thụ năng lượng trong các mạch cung cấp điện trong hầu hết thời gian.

Mô hình 33 Máy Teletype được sử dụng rộng rãi làm thiết bị đầu cuối máy tính cho máy tính mini trong những năm 1970-1980, và do đó hầu hết chúng đều có giao diện 20 mA. Ngay cả thẻ nối tiếp ban đầu cho PC của IBM cũng có các quy định cho giao diện vòng lặp hiện tại.

MIDI là một ví dụ khác về giao diện vòng lặp hiện tại. Nó sử dụng 5 mA.

Một loại vòng lặp hiện tại đã và vẫn đang được sử dụng ở một số nơi cho thiết bị đo. Nó được gọi là vòng lặp hiện tại 4-20 mA (10-50 mA cũng đã được sử dụng). Không giống như dòng điện không đổi trong các vòng được thảo luận ở trên để gửi dữ liệu kỹ thuật số, các vòng lặp 4-20 mA được sử dụng để truyền đạt các bài đọc của thiết bị như áp suất, nhiệt độ, mức độ, lưu lượng, pH hoặc các biến quy trình khác. Thông thường 4 mA đại diện cho số đọc là 0 và 20 mA đại diện cho số đọc toàn bộ. Vì vậy, nếu thang đo đầy đủ của một nhạc cụ là 160, thì mỗi mức tăng 100 100A hiện tại sẽ thể hiện mức tăng của một nhạc cụ trong bài đọc.

Một thiết bị được gọi là Máy phát được sử dụng để chuyển đổi số đọc thành dòng điện khác nhau. Những cái hiện đại khá phức tạp. .

Giống như các vòng kỹ thuật số 20 mA và 60 mA, một lợi thế của các vòng hiện tại 4-20 mA là chúng có thể chạy qua một cặp điện thoại, ví dụ, cho khoảng cách xa.

Lý do họ bắt đầu với 4 mA thay vì 0 mA, là lý do sau được sử dụng để chỉ ra lỗi (vòng lặp mở).

Hãy thử suy nghĩ về khái niệm này - từ từ và bình tĩnh. Hiện tại là có thật. Đó là một thực tế vật lý [các electron chuyển động theo một cách nào đó]. Nó có thể đo lường được. Nó là biến [các electron chuyển động nhiều hay ít]. Nó có thể được nhìn thấy với một loạt các dụng cụ [kính hiển vi điện tử]. Vì vậy, bước 1 là đi đến sự tồn tại của dạng cơ học của dòng điện - nó tồn tại. Điện áp không có thật. Nó không có thành phần cơ học nào. Vì vậy, đối với tất cả các bạn, những người lầm tưởng rằng cả dòng điện và điện áp là có thật và tồn tại và phụ thuộc vào nhau để có thêm một số ý nghĩa - bạn đã sai. Thuật ngữ điện áp cần được mô tả lại trong ngày để GIẢI THÍCH điện một cách đơn giản thay vì làm cho đối tượng bối rối và không được giải thích. Điểm mấu chốt cần nắm bắt ở đây là ý nghĩa của EXIST!. Hiện tại tồn tại. Nó là một thành phần cơ học [nó có khối lượng] bao gồm một số khối xây dựng [electron; các hạt; cấu trúc nguyên tử, cộng với sự tương tác giữa các thành phần theo quy luật vật lý]. Điện áp KHÔNG tồn tại vì nó không có khối lượng. Chúng tôi tự tạo ra giá trị của Điện áp bằng cách đặt một dụng cụ đo được thiết kế và dán nhãn vào một mạch kín cho phép tiếp tục hoặc bắt đầu dòng điện lưu thông. Tùy thuộc vào các thông số vật lý [ở cấp độ điện tử] của mạch, sẽ phụ thuộc vào những gì chúng ta thấy trên thiết bị đo điện áp khiêm tốn của chúng tôi. Điều thú vị là chúng ta không thực sự cần định nghĩa Điện áp là một tham số riêng nếu chúng ta sẵn sàng bám sát thực tế của hai thành phần mạch thực sự EXIST và xác định chính xác dòng điện tử [điện trở mạch và dòng điện].