I dispositivi elettrici "prendono ciò di cui hanno bisogno"

Un concetto di elettronica che ho difficoltà a capire è se cose come motori, attuatori, solenoidi ecc. Consumano tutta la potenza di cui hanno bisogno o ciò che dai loro.

Se un motore ha bisogno di 12 volt e 500ma e lo fornisco con 12 volt e 3000ma consumerà solo 500ma? Inoltre, se lo fornisco con 15volts e 500ma cosa accadrà?

Sembra logico che un LED e un motore DC siano molto diversi quando si tratta di richiedere / usare l'elettricità dove un led deve essere completamente regolato e (presumo) un motore DC no.

La mia comprensione è sbagliata?

Se necessita di 500 mA, saranno necessari 500 mA, anche quando si fornisce una capacità di 3000 mA . Se ti trovi sul fondo delle cascate del Niagara con un secchio da 10 litri puoi riempirlo fino a quando contiene 10 litri, anche se la cascata ha la capacità di fornire molto di più.

Questo è generalmente vero per lampade a incandescenza, motori, altre cose fatte di bobine e la maggior parte dell'elettronica che precede i semiconduttori. È generalmente vero anche per molti circuiti integrati, che attingono dalle loro linee di alimentazione secondo necessità.

È specificamente falso per LED e transistor bipolari, entrambi i quali possono facilmente assorbire abbastanza corrente per autodistruggersi se non mantenuti a una tensione molto specifica.

La sovratensione è quasi sempre negativa per quasi tutto. L'elettronica semplice può funzionare a bassa tensione (motori, lampade). I semiconduttori no.

Immagina una connessione elettrica come un albero che può ruotare e può collegare una macchina che sarebbe alimentata dall'albero a un dispositivo che lo farà girare. Se il dispositivo di azionamento sta ruotando l'albero, una macchina del mondo reale che non ha una fonte di energia applicherà almeno una coppia nella direzione opposta alla rotazione (cercando effettivamente di rallentarla) - arriverà una coppia in quella direzione dall'attrito che porta input se non altro. La quantità di energia trasferita attraverso l'albero sarà il prodotto della coppia e della velocità di rotazione in radianti al secondo [le unità sono radianti al secondo perché a quella velocità, la fine di un braccio di torsione l distanza-unità lunghe si sposterà l distanza -unità al secondo].

Alcuni tipi di apparati di guida "proveranno" a fornire una certa quantità di coppia praticamente a qualsiasi velocità. Altri tipi di apparati di guida "proveranno" a girare l'albero a una determinata velocità, fornendo tutta la coppia (fino a un certo limite) necessaria per farlo. La maggior parte dei tipi di apparati di guida girerà a una certa velocità senza carico, ma girerà più lentamente in condizioni di coppia di carico crescente.

Al contrario, alcuni tipi di apparati pilotati applicheranno un livello quasi costante di coppia di carico indipendentemente dalla velocità con cui sono guidati, alcuni non applicheranno quasi nessuna coppia quando guidati al di sotto di una certa velocità ma "tentano" di impedire che l'ingresso giri più velocemente di così, resistere con la coppia necessaria per farlo (fino a un certo punto). Molti tipi di apparecchi comandati resisteranno con una certa coppia quasi indipendentemente dalla velocità, ma la coppia sarà maggiore a velocità più elevate rispetto a velocità inferiori.

Ogni volta che la coppia del fornitore è superiore a quella del consumatore, la velocità dell'albero aumenta; quando è più basso, diminuirà. Poiché l'aumento della velocità provoca la caduta della coppia della maggior parte dei conducenti ma causa l'aumento della coppia della maggior parte dei consumatori, la velocità aumenta fino a raggiungere un livello in cui i due livelli di coppia sono uguali.

In alcuni casi, si potrebbe pensare alla velocità di rotazione impostata dal fornitore; in alcuni casi è impostato dal consumatore. In molti casi, è impostato da un'interazione dei due.

Nel mondo elettrico, la corrente è ampiamente analoga alla velocità di rotazione e la tensione è analoga alla coppia. Proprio come è possibile avere una coppia applicata senza qualcosa in movimento ma (assenti cuscinetti senza attrito) non si può avere un movimento continuo senza coppia, così si può avere una tensione applicata senza flusso di corrente, ma il flusso di corrente (tranne nei superconduttori) richiede tensione. L'unica cosa strana dell'analogia è che la maggior parte dei motori consuma corrente proporzionale alla coppia meccanica, mentre fa cadere la tensione che è proporzionale alla somma della loro velocità di rotazione (cadono anche una tensione aggiuntiva che è proporzionale alla corrente applicata).

Considera la legge di Ohm :

Qui, abbiamo tre variabili: tensione, corrente, resistenza. Per qualsiasi carico resistivo, i tre saranno sempre correlati da questa equazione.

Se è difficile da capire, considera un'equazione a tre variabili più osservabile e familiare, la seconda legge di Newton :

La forza è il prodotto della massa e dell'accelerazione. In un ambiente privo di attrito, qualcosa che non accelera non deve applicare alcuna forza. Tenendo conto dell'attrito, qualcosa che non accelera deve avere forze applicate che annullano esattamente l'attrito, in modo che non vi sia forza netta zero. Quando c'è forza, una massa accelera; e accelererà di meno se è più massiccio.

Supponiamo che tu voglia trainare un rimorchio a velocità costante. Il rimorchio avrà un po 'di attrito dall'aria e dalle gomme e il rimorchio dovrà bilanciare quella forza per mantenere la velocità desiderata. Se il rimorchio non si sta già muovendo, il rimorchio dovrà applicare più forza per accelerare il rimorchio. Se si sta rimorchiando in salita, sarà necessaria più forza per superare la gravità. Andando in discesa potrebbe essere necessario applicare una forza all'indietro.

Non importa se usi una bicicletta o una locomotiva come rimorchio, a condizione che tu possa esercitare una forza sufficiente per mantenere la velocità desiderata. In entrambi i casi la forza è la stessa, sebbene la gamma di forze che può essere fornita da una bicicletta e una locomotiva sono ovviamente molto diverse.

$F=ma$

$E$$R$$I$$E = IR$

La corrente viene tirata, la tensione viene spinta.

(Spiegazione semplificata) Un motore è essenzialmente un grande resistore, che limita la corrente che lo attraversa. È una lunga bobina di filo. Quando viene fornita la tensione V e la resistenza della bobina R, con la normale formula della legge di Ohm I = V / R si ottiene la corrente di cui ha bisogno.

Un LED è essenzialmente una resistenza molto piccola, come un fusibile, in quanto lascia passare una grande quantità di corrente, riscaldandosi lungo la strada. Essenzialmente, è un corto circuito. Ai fini utili dell'emissione di luce, quella corrente deve essere controllata esternamente. Se il calore non fosse un problema (il calore nella giunzione a led è ciò che lo uccide), si comporterebbe semplicemente come un resistore molto piccolo.

Pensa a un motore come a un led + resistenza. Questo è tutto ciò che è veramente nei termini più semplici. E quando la tensione cambia, la corrente cambia attraverso quel led + resistenza combinata, o il motore.

sappiamo che attuatori come motori a corrente continua, motori passo-passo, relè, solenoide sono realizzati da bobine (induttori); quando viene fornita l'alimentazione viene utilizzata per assorbire molta corrente dalla sorgente rispetto alla sua nominale; perché l'emf posteriore della bobina è zero nella condizione di avvio (se utilizziamo fusibili a reazione rapida, potrebbe bruciarsi), quindi solo loro vengono dati con la corrente nominale più elevata.

un altro esempio c'è una differenza tra le batterie utilizzate nelle automobili e nell'inverter. quando il veicolo viene avviato, la batteria deve fornire molta corrente (corrente di spunto molto elevata) per pochi secondi, quindi la corrente di carico sarebbe molto inferiore (carichi leggeri, audio sistemi); la batteria utilizzata con l'inverter deve sempre fornire una corrente di stato costante (la corrente di spunto sarà inferiore rispetto alle automobili).

ma carichi come i LED sono di tipo puramente non reattivo, pertanto la corrente assorbita da essi non può variare, quindi può essere alimentato dalla sorgente con una corrente nominale esatta.