Các thiết bị điện có phải là những gì họ cần

Một khái niệm về điện tử tôi có một thời gian khó hiểu là nếu những thứ như động cơ, bộ truyền động, solenoids, vv sử dụng nhiều năng lượng như họ cần hoặc những gì bạn cung cấp cho họ.

Nếu một động cơ cần 12 volt và 500ma và tôi cung cấp cho nó 12 volt và 3000ma thì nó chỉ tiêu thụ 500ma? Ngoài ra, nếu tôi cung cấp cho nó 15volts và 500ma thì chuyện gì sẽ xảy ra?

Có vẻ hợp lý khi một đèn LED và động cơ DC khác nhau khi cần / sử dụng điện trong khi đèn led phải được điều chỉnh hoàn toàn và (tôi giả sử) một động cơ DC thì không.

Là hiểu biết của tôi sai?

Nếu nó cần 500 mA thì sẽ mất 500 mA, ngay cả khi bạn cung cấp công suất 3000 mA . Nếu bạn đang đứng ở dưới cùng của Niagara rơi với một cái xô 10 lít bạn có thể điền vào nó cho đến khi nó chứa 10 lít, mặc dù các thác nước có khả năng để cung cấp nhiều hơn nữa.

Điều này thường đúng với đèn sợi đốt, động cơ, những thứ khác làm từ cuộn dây và hầu hết các thiết bị điện tử có trước chất bán dẫn. Nó cũng thường đúng với rất nhiều mạch tích hợp, được rút ra từ đường ray công suất của chúng khi cần thiết.

Nó đặc biệt sai đối với đèn LED và bóng bán dẫn lưỡng cực, cả hai đều có thể dễ dàng rút ra đủ dòng điện để tự hủy trừ khi được giữ ở một điện áp rất cụ thể.

Quá điện áp gần như luôn luôn xấu cho hầu hết mọi thứ. Thiết bị điện tử đơn giản có thể hoạt động khi dưới mức (động cơ, đèn). Chất bán dẫn sẽ không.

Hãy tưởng tượng một kết nối điện là một trục có thể xoay và có thể kết nối một máy sẽ được cung cấp năng lượng bởi trục với một thiết bị sẽ làm cho nó quay. Nếu thiết bị lái đang quay trục, một cỗ máy trong thế giới thực không có nguồn năng lượng sẽ áp dụng ít nhất một mô-men xoắn theo hướng quay ngược lại (cố gắng làm chậm nó một cách hiệu quả) - một số mô-men theo hướng đó sẽ xuất hiện từ ma sát mang đầu vào nếu không có gì khác. Lượng năng lượng chuyển qua trục sẽ là sản phẩm của mô-men xoắn và tốc độ quay trong radian trên giây [đơn vị là radian trên giây vì ở tốc độ đó, kết thúc của một cánh tay mô-men xoắn l khoảng cách đơn vị dài sẽ di chuyển l khoảng cách -units mỗi giây].

Một số loại thiết bị lái xe sẽ "cố gắng" cung cấp một lượng mô-men xoắn nhất định ở bất kỳ tốc độ nào. Các loại thiết bị lái khác sẽ "cố gắng" xoay trục ở một tốc độ cụ thể, cung cấp càng nhiều mô-men xoắn (lên đến một số giới hạn) theo yêu cầu để làm như vậy. Hầu hết các loại thiết bị lái sẽ quay với tốc độ nào đó mà không tải, nhưng sẽ quay chậm hơn trong điều kiện tăng mô-men xoắn tải.

Ngược lại, một số loại thiết bị điều khiển sẽ áp dụng mô-men xoắn tải gần như không đổi bất kể chúng được điều khiển nhanh như thế nào, một số loại sẽ áp dụng hầu như không có mô-men xoắn khi được điều khiển dưới một tốc độ nhất định nhưng "cố gắng" để ngăn đầu vào quay nhanh hơn tốc độ đó, chống lại với nhiều mô-men xoắn cần thiết để làm như vậy (lên đến một điểm nhất định). Nhiều loại thiết bị điều khiển sẽ chống lại với một số mô-men xoắn gần như bất kể tốc độ, nhưng mô-men xoắn sẽ lớn hơn ở tốc độ cao hơn tốc độ thấp hơn.

Bất cứ khi nào mô-men xoắn của nhà cung cấp cao hơn người tiêu dùng, tốc độ trục sẽ tăng lên; khi nó thấp hơn, nó sẽ giảm. Vì tốc độ tăng làm cho hầu hết mô-men xoắn của trình điều khiển giảm nhưng sẽ làm cho hầu hết mô-men xoắn của người tiêu dùng tăng lên, tốc độ sẽ tăng cho đến khi đạt đến mức mà hai mức mô-men xoắn bằng nhau.

Trong một số trường hợp, người ta có thể nghĩ về tốc độ quay như được đặt bởi nhà cung cấp; trong một số trường hợp, nó được thiết lập bởi người tiêu dùng. Trong nhiều trường hợp, nó được thiết lập bởi sự tương tác của cả hai.

Trong thế giới điện, dòng điện phần lớn tương tự với tốc độ quay và điện áp tương tự như mô-men xoắn. Cũng giống như có thể áp dụng mô-men xoắn mà không có thứ gì chuyển động nhưng (vòng bi không ma sát) người ta không thể có chuyển động liên tục mà không có mô-men xoắn, do đó, người ta có thể sử dụng điện áp mà không có dòng điện, nhưng dòng điện (ngoại trừ trong chất siêu dẫn) cần có điện áp. Một điều kỳ lạ về sự tương tự là hầu hết các động cơ tiêu thụ dòng điện tỷ lệ với mô-men cơ học, trong khi giảm điện áp tỷ lệ với tổng tốc độ quay của chúng (chúng cũng giảm một số điện áp bổ sung tỷ lệ với dòng điện áp dụng).

Hãy xem xét luật Ohm :

Ở đây, chúng ta có ba biến: điện áp, dòng điện, điện trở. Đối với bất kỳ tải điện trở, ba sẽ luôn có liên quan bởi phương trình này.

Nếu điều đó khó hiểu, hãy xem xét một phương trình ba biến quen thuộc, dễ quan sát hơn, định luật thứ hai của Newton :

Lực là sản phẩm của khối lượng và gia tốc. Trong một môi trường không ma sát, một cái gì đó không tăng tốc phải không có lực tác dụng. Kế toán cho ma sát, một cái gì đó không tăng tốc phải có lực được áp dụng mà chính xác là hủy bỏ ma sát, sao cho không có lực ròng bằng không. Khi có lực, một khối sẽ tăng tốc; và nó sẽ tăng tốc ít hơn nếu nó lớn hơn.

Giả sử bạn muốn kéo một đoạn giới thiệu với tốc độ không đổi. Đoạn giới thiệu của bạn sẽ có một số ma sát từ không khí và lốp xe, và máy kéo sẽ phải cân bằng lực đó để duy trì tốc độ mong muốn của bạn. Nếu rơ moóc chưa di chuyển, máy kéo sẽ phải tác dụng lực mạnh hơn để tăng tốc cho rơ moóc. Nếu bạn đang kéo lên dốc, sẽ cần nhiều lực hơn để vượt qua trọng lực. Đi xuống dốc bạn có thể cần phải áp dụng một lực ngược.

Sẽ không có vấn đề gì nếu bạn sử dụng xe đạp hoặc đầu máy làm máy kéo của mình, miễn là bạn có thể tác dụng đủ lực để duy trì tốc độ mong muốn. Trong cả hai trường hợp, lực là như nhau, mặc dù phạm vi lực có thể được cung cấp bởi một chiếc xe đạp và đầu máy rõ ràng là khác nhau nhiều.

$F=ma$

Hầu hết các nguồn cung cấp năng lượng điện được thiết kế để duy trì một điện áp không đổi. Đối với hầu hết các tải, nếu bạn muốn có nhiều dòng điện di chuyển qua chúng, bạn phải đặt một điện áp cao hơn để vượt qua các lực đối lập được tạo ra bởi lực cản của tải.$E$ được thiết lập bởi nguồn cung cấp, và $R$ do tải, do đó, sẽ chỉ có một $I$ cái nào sẽ thỏa mãn $E = IR$. Không phải tất cả các nguồn cung cấp sẽ có khả năng cung cấp đủ dòng điện (và ít phổ biến hơn, nguồn cung cấp có thể có dòng điện tối thiểu), nhưng với điều kiện mạch hoạt động trong thông số kỹ thuật của nguồn cung cấp, điện áp sẽ không đổi và dòng điện sẽ thay đổi theo tải .

Dòng điện được kéo, điện áp được đẩy.

(Giải thích đơn giản) Một động cơ về cơ bản là một điện trở lớn, hạn chế dòng điện đi qua nó. Nó là một cuộn dây dài. Khi được cung cấp điện áp V và điện trở cuộn dây R, với công thức Định luật Ohm thông thường I = V / R, bạn sẽ có được dòng điện cần thiết.

Một đèn LED về cơ bản là một điện trở rất nhỏ, giống như cầu chì, vì trong nó cho phép một dòng điện rất lớn đi qua, nóng lên trên đường đi. Về cơ bản, nó là một mạch ngắn. Với mục đích hữu ích là phát ra ánh sáng, dòng điện đó phải được kiểm soát bên ngoài. Nếu nhiệt không phải là vấn đề (nhiệt ở ngã ba led là thứ giết chết nó), thì nó chỉ đơn giản hoạt động như một điện trở rất nhỏ.

Hãy nghĩ về một động cơ như một đèn led + điện trở. Đó là tất cả những gì nó thực sự là trong các điều khoản đơn giản nhất. Và khi điện áp thay đổi, dòng điện thay đổi thông qua bộ đèn led + điện trở hoặc động cơ.

chúng ta biết các bộ truyền động như động cơ DC, động cơ bước, Rơle, Solenoid được tạo ra bởi các cuộn dây (cuộn cảm), khi cung cấp được sử dụng để lấy nhiều dòng điện từ nguồn so với định mức của nó, bởi vì emf phía sau của cuộn dây bằng 0 điều kiện khởi động (nếu chúng ta sử dụng cầu chì phản ứng nhanh thì nó có thể thổi) vì vậy chỉ có chúng được đưa ra với xếp hạng hiện tại cao hơn.

một ví dụ khác có sự khác biệt giữa pin được sử dụng trong ô tô và biến tần. Khi xe khởi động, ắc quy phải cung cấp nhiều dòng điện (dòng vào rất cao) trong vài giây, khi đó dòng tải sẽ rất ít (tải nhẹ, âm thanh các hệ thống), pin được sử dụng với biến tần phải luôn cung cấp dòng điện trạng thái ổn định (dòng vào sẽ ít hơn so với ô tô).

nhưng tải như đèn LED hoàn toàn không phải là loại phản ứng nên dòng điện được vẽ bởi chúng có thể không thay đổi để nó có thể được cung cấp bởi nguồn với xếp hạng chính xác hiện tại.