Anche la sorgente di corrente è una sorgente di tensione?

Sono confuso tra fonti di corrente e tensione; Ottengo la definizione del libro di testo ma non riesco a capire la differenza del mondo reale. Per me sia la corrente che la tensione sembrano uguali. Capisco che non esistono fonti ideali. Qual è un esempio di fonte di corrente pratica? Per produrre corrente, abbiamo bisogno della tensione, quindi una sorgente di corrente non è anche una sorgente di tensione? Poiché una batteria è una fonte di tensione e produce corrente quando è collegata a un circuito, non è anche una fonte di corrente?

Per favore, aiutami a capire l'esempio del mondo reale e l'uso della fonte di corrente e come è diverso da una fonte di tensione.

Una sorgente di tensione fornisce, per quanto è in grado di gestire l'ideale, una tensione costante (o solo leggermente variabile) a qualunque corrente sia necessaria (in forniture reali, al limite della corrente che può fornire)

Una sorgente di corrente fornisce, nella misura in cui riesce a raggiungere l'ideale, una corrente costante (o solo leggermente variabile) a qualunque tensione sia necessaria (nelle forniture reali, al limite della tensione che può fornire).

Se cortocircuiti una fonte di tensione, ottieni correnti estremamente elevate (e normalmente salti un fusibile / fai scattare un interruttore, ecc.)

Se si mette in corto circuito una sorgente di corrente, si ottiene la corrente nominale a bassissima tensione e non accade nulla di eccitante.

Se si apre un circuito di una sorgente di tensione, si trova lì alla sua tensione nominale e non fa nulla di interessante.

Se si apre il circuito di una sorgente di corrente, si spara alla sua massima tensione. Se fosse una fonte di corrente ideale , si sposterebbe verso abbastanza kilovolt per formare un arco e far fluire la corrente nominale nel plasma. Per questa ragione, non vogliamo davvero le fonti attuali ideali nella maggior parte delle situazioni.

Una sorgente di tensione ideale manterrebbe una tensione definita indipendentemente dalla corrente assorbita da essa.

Una sorgente di corrente ideale manterrebbe una corrente definita indipendentemente dalla tensione che la attraversa.

Nessuna di queste cose esiste davvero. Entrambe sono semplificazioni che usiamo durante l'analisi dei circuiti. Anche se potessimo costruirli, probabilmente non vorremmo. Un dispositivo con tensione di circuito aperto infinita o corrente di corto circuito infinita sarebbe estremamente pericoloso.

Una sorgente di tensione reale mantiene una tensione vicina al suo valore definito su un determinato intervallo di correnti.

Una sorgente di corrente reale mantiene una corrente vicina al suo valore definito su un intervallo definito di tensioni.

Alcune fonti possono mostrare entrambi i comportamenti. Un tipico alimentatore da laboratorio è un buon esempio, per basse correnti manterrà una determinata tensione, ma una volta che la corrente raggiunge una determinata soglia la tensione si ridurrà per mantenere una corrente costante.

Una sorgente di corrente ideale in parallelo con una resistenza è equivalente a una sorgente di tensione ideale in serie con una resistenza. Il valore del resistore è lo stesso in entrambi i casi ed è noto come "impedenza di uscita". La caratteristica tensione vs corrente di un tale circuito sarà una linea retta tra la tensione di circuito aperto e la corrente di corto circuito. Più in generale possiamo considerare l'impedenza di uscita come dv / di.

Quindi potresti decidere quale impedenza della sorgente accettabile è che la variazione di corrente sia sufficientemente piccola nell'intervallo della tensione di uscita, quindi trasformare il circuito da una sorgente di corrente con un paralellizzatore a una sorgente di tensione con un resistore serie.

In pratica non funziona così bene. Per ottenere un'impedenza di uscita elevata con questo metodo è necessaria una fonte di alta tensione che è inefficiente e può creare rischi per la sicurezza. Quindi una sorgente di corrente tipica prevede una qualche forma di feedback per regolare la tensione in base al carico. Per tale sorgente, il grafico della tensione rispetto alla corrente non sarà generalmente una linea retta e quindi l'impedenza di uscita varierà a seconda della tensione attraverso la sorgente.

In genere viene utilizzata una forma di transistor o circuito operazionale. Esistono molte variazioni a seconda delle caratteristiche che la fonte deve avere.

Qual è un esempio di fonte di corrente pratica ?

Nella saldatura ad arco, è necessario utilizzare una fonte di alimentazione a corrente costante (CC) o a tensione costante (CV) a seconda del processo utilizzato. Molti dei più comuni processi di saldatura utilizzano alimentatori a corrente costante (ad es. SMAW, GTAW).

Quando un operatore SMAW (saldatura "stick") sta saldando, la sorgente di corrente a corrente costante mostrerà una variazione relativamente piccola dell'amperaggio rispetto a una grande variazione della tensione .

Usando alcuni parametri operativi di esempio per una fonte di alimentazione CC, abbiamo impostato la macchina su 300A e controlliamo la tensione e l'amperaggio sulla fonte di alimentazione mentre l'operatore modifica la lunghezza dell'arco tenendo l'elettrodo più vicino o più lontano dal lavoro:

• Arco corto: 30 V - 308 A.
  
• Arco ideale: 32 V - 300 A.
  
• Arco lungo: 34 V - 290 A.
  

Qui possiamo vedere che c'è una variazione relativamente piccola dell'amperaggio di 18A con una variazione relativamente grande della tensione di 4V.

Per produrre corrente, abbiamo bisogno della tensione, quindi una sorgente di corrente non è anche una sorgente di tensione?

No. La sorgente di corrente e la sorgente di tensione sono definizioni teoriche esistenti per analizzare i circuiti elettrici. Se guardi le definizioni, non potrebbero essere entrambe vere.

L'essenza è che una sorgente di corrente fornisce una corrente ragionevolmente stabile (cioè costante ) e una sorgente di tensione fornisce una tensione prevedibile (ad es. Batterie da 12V, prese a muro da 120 V).

Per sorgenti di corrente e tensione ideali, è così.

La corrente che passa attraverso una sorgente corrente è fissata a un valore costante dalla sorgente corrente. La tensione attraverso una sorgente di corrente può assumere qualsiasi valore.

La tensione misurata da un terminale all'altro di una sorgente di tensione è fissata a un valore costante dalla sorgente di tensione. La corrente attraverso la sorgente di tensione può assumere qualsiasi valore.

Ha senso?

La mia comprensione è che una sorgente di corrente reale regola la tensione di uscita per garantire che la corrente specificata fluisca attraverso il circuito, mentre una sorgente di tensione produce una tensione specifica fino a una corrente nominale. Ma penso che entrambi siano tecnicamente fonti di tensione (potenziale), una essendo una tensione variabile e l'altra tensione fissa.

Per quanto riguarda il sourcing attuale, anni fa ho avuto un blocco mentale fino a quando un istruttore non ha fatto la semplice affermazione che "la capacità di generare corrente è considerata infinita nelle equazioni, ma nella vita reale è sempre limitata dalle capacità della fonte".

Hai ragione nel pensare che non esiste una sorgente di tensione ideale o una sorgente di corrente ideale nel mondo reale.

Invece ci sono solo fonti che forniscono sia tensione che corrente. La differenza tra loro è quale dei parametri è sotto il controllo della sorgente e quale è sotto il controllo del carico .

Per semplici carichi resistivi hai la Legge di Ohm che la illustra bene.

Hai tre parametri: tensione, corrente e resistenza. La legge di Ohm collega i tre insieme in una formula molto semplice:$I=\frac{V}{R}$

Quando hai due di questi valori puoi calcolare il terzo.

Con una sorgente di tensione (costante) hai un valore fisso di $V$ e un valore noto di $R$ (la resistenza di carico) quindi la corrente $I$ è variabile e può essere calcolato.

Al contrario, per una sorgente di corrente (costante) hai un valore fisso di $I$ e un valore noto di $R$ quindi la tensione $V$ è variabile e può essere calcolato.

Quindi in sintesi:

• In una sorgente di tensione la tensione è fissa e la corrente cambia a seconda del carico
• In una sorgente di corrente la corrente è fissa e la tensione cambia a seconda del carico

Solo per aggiungere alcuni calcoli V = RI (legge di ohm) Ora ciò che la sorgente di tensione fa matematicamente sta dicendo che V è costante, quindi è costante (RI) ciò implicherebbe

1. Per aumentare la resistenza (CARICO) viene assorbita meno corrente.
2. Tuttavia, la dissipazione di potenza è la stessa. Ciò implica che la possibilità di corrente nel circuito sia inferiore se la potenza richiesta è la stessa.

Il contrario accade per la sorgente di corrente in cui anche la bassa tensione soddisferebbe la necessaria barriera di potenza. Matematicamente questa è la differenza fondamentale tra entrambe le fonti.

Hai chiesto alcune applicazioni pratiche dei loop attuali. Eccone alcuni. Alcuni sono storici e alcuni sono ancora in uso oggi.

Teletipo iniziale macchine , come il Modello 15, utilizzavano circuiti di corrente da 60 mA tra le macchine. I modelli successivi, come il Modello 33, utilizzavano loop da 20 mA. Il vantaggio in entrambi i casi è che è possibile eseguire linee per diverse miglia tra le macchine senza la necessità di ripetitori, poiché la corrente costante ha superato qualsiasi perdita dovuta alla resistenza delle linee. Ovviamente la caduta di tensione attraverso queste distanze aumentava all'aumentare della distanza e alcune linee venivano gestite con tensioni di alimentazione fino a 125 V.

Un altro vantaggio è che è possibile aggiungere ulteriori macchine in serie con le altre in qualsiasi punto del circuito e l'alimentazione compenserà automaticamente aumentando la tensione che guida il circuito.

Questi loop di Teletype utilizzavano un'assenza di corrente per una condizione di "spazio" e la presenza di corrente nella linea per un "segno". Poiché una condizione di spaziatura (nessun dato) era la condizione predefinita, questo riduceva il consumo di energia nei circuiti di alimentazione per la maggior parte del tempo.

Le macchine Teletype modello 33 furono ampiamente utilizzate come terminali per computer per minicomputer negli anni '70 -'80, e quindi la maggior parte di esse era dotata di un'interfaccia da 20 mA. Anche la scheda seriale originale per il PC IBM aveva disposizioni per un'interfaccia loop corrente.

Il MIDI è un altro esempio di un'interfaccia loop corrente. Usa 5 mA.

Un altro tipo di loop di corrente era ed è ancora in uso in alcuni punti per la strumentazione. Si chiama loop di corrente 4-20 mA (sono stati utilizzati anche 10-50 mA). A differenza della corrente costante nei loop sopra discussi per l'invio di dati digitali, i loop da 4-20 mA vengono utilizzati per trasmettere letture di strumenti come pressione, temperatura, livello, flusso, pH o altre variabili di processo. Di solito 4 mA rappresenta una lettura di 0 e 20 mA rappresentano una lettura a fondo scala. Quindi se il fondo scala di uno strumento fosse 160, ogni aumento di 100 µA di corrente rappresenterebbe un aumento di uno nella lettura.

Un dispositivo noto come trasmettitore viene utilizzato per convertire la lettura in una corrente variabile. Quelli moderni sono piuttosto complessi .

Come i loop digitali da 20 mA e 60 mA, un vantaggio dei loop di corrente da 4-20 mA è che potrebbero essere eseguiti su una coppia di telefoni, ad esempio per lunghe distanze.

Il motivo per cui sono iniziati con 4 mA anziché 0 mA, è stato utilizzato quest'ultimo per indicare un errore (circuito aperto).

Prova a riflettere su questa nozione, lentamente e con calma. La corrente è reale. È una realtà fisica [gli elettroni si muovono in qualche modo]. È misurabile È variabile [più o meno elettroni in movimento]. Può essere visto con una gamma di strumenti [microscopio elettronico]. Quindi il passaggio 1 deve venire a patti con l'esistenza della forma meccanica della corrente elettrica - esiste. La tensione non è reale. Non ha componenti meccanici di alcun tipo. Quindi, per tutti voi che credete erroneamente che ENTRAMBE la corrente e la tensione siano reali ed esistano e dipendano l'una dall'altra per avere qualche ulteriore significato - vi sbagliate. Il termine voltaggio doveva essere descritto nel corso della giornata per SPIEGARE l'elettricità in modo semplice piuttosto che lasciare il soggetto confuso e non spiegato. Il punto chiave da cogliere qui è il significato di EXIST !. La corrente esiste. È un componente meccanico [ha massa] comprendente diversi elementi costitutivi [elettroni; particelle; struttura atomica, più interazione tra i componenti secondo le leggi della fisica]. La tensione NON esiste perché non ha massa. Creiamo noi stessi il valore di Voltage interponendo uno strumento di misura appositamente progettato ed etichettato in un circuito chiuso che consente la circolazione o l'avvio di una corrente. A seconda dei parametri fisici [a livello di elettroni] del circuito, dipenderà da ciò che vediamo sul nostro umile dispositivo di misurazione della tensione. È interessante notare che non abbiamo MAI davvero bisogno di definire la tensione come parametro separato se siamo disposti ad attenerci solo alla realtà dei due componenti del circuito che ESISTONO effettivamente e definiscono il flusso di elettroni con precisione [resistenza e corrente del circuito].