Spannung bei welcher Stromstärke

Ich habe oft Geräte mit Leistungsanforderungen gesehen, die nur in Volt (z. B. 7-12 V) angegeben sind, aber niemals die Stromstärke. Ich wollte verschiedene eingebettete Geräte mit Wandwarzen und Batterien betreiben (die Geräte haben Regler, keine Sorge), aber ich habe gezögert, weil mir die Stromstärkenanforderungen für die Geräte nicht bekannt sind.

Meine Frage ist: Gibt es eine Standardstromstärke, die für Mikrocontroller und dergleichen "verstanden" wird?

Mir wurde gesagt, dass die Stromstärke keine Rolle spielt, aber ich bin anderer Meinung, da ich mir ziemlich sicher bin, dass ein 7-12-Volt-Gerät mit 9 Volt bei 1 Milliarde Ampere explodieren würde.

EDIT: Einfach ausgedrückt. Ein Netzteil hat die Nennleistung, die es verträgt, bevor es überhitzt und beschädigt wird.

Die Spannung (die der Stärke der Versorgung entspricht) und der Strom (gemessen in Ampere, dh der Elektrizitätsmenge) sind zwei sehr unterschiedliche Dinge.

Spannung: Wenn Sie versuchen, eine Versorgung an ein Gerät anzupassen, müssen Sie die richtige Spannung einstellen. Wenn die Versorgungsspannung zu hoch ist, wird Ihr Gerät beschädigt. Wenn die Versorgungsspannung zu niedrig ist, funktioniert Ihr Gerät einfach nicht.

Strom: Wenn Sie den Strom betrachten, müssen Sie sicherstellen, dass die Amperezahl höher ist als das Gerät benötigt, da es nur so viel Strom verbraucht, wie es benötigt. Wenn die Bewertung für das Gerät zu niedrig ist, wird versucht, mehr Strom aus der Versorgung zu beziehen, als die Versorgung liefern kann, und es wird heiß und explodiert möglicherweise. Wenn Sie ein Netzteil hätten, das für 1 Milliarde Ampere ausgelegt ist, würde es gerne eine winzige Glühbirne mit Strom versorgen ... es bedeutet nur, dass es gleichzeitig 1 Milliarde Glühbirnen oder mehr mit Strom versorgen könnte!

Die möglichen gefährlichen Situationen sind also:

1. Wenn die Spannung für das Gerät zu hoch ist.
2. Wenn die Verstärker für das Gerät zu niedrig sind.

Geräte, die viel Wärme, Licht oder Bewegung erzeugen, benötigen in der Regel eine hohe Stromversorgung. Geräte, die Dinge steuern, wie eine TV-Fernbedienung oder ein kleines Gerät mit möglicherweise ein paar LEDs, benötigen nicht viel Strom.

Um Ihre Frage zu beantworten, benötigt der Mikrocontroller selbst wahrscheinlich nur zwischen 0,02 und 0,1 Ampere. Wenn der Mikrocontroller etwas anderes steuert und die Versorgung teilt, hängt die aktuelle Nennleistung der Versorgung wirklich vom Gerät ab.

Wenn Sie ein 5-V-100-mA-Gerät an ein 5-V-Netzteil mit 1 Milliarde Ampere anschließen, zieht das Gerät 100 mA.

Natürlich würde es nicht so sein, ein Gerät nimmt nur so viel Strom auf, wie es benötigt (Ohmsches Gesetz). Die maximale Stromkapazität der Versorgung ist irrelevant, solange sie größer als die Spitzenstromstärke des Geräts ist.

Ich stimme Leon zu. Nur weil ein Netzteil einen maximalen Strom liefern kann, bedeutet dies nicht, dass das mit Strom versorgte Gerät so viel Strom verbraucht.

Was Ihre Frage nach einer "verstandenen" Nennleistung für Mikrocontroller und dergleichen betrifft, finden Sie die Antwort für Mikrocontroller im Datenblatt. Dies wird natürlich mit den Mikrocontrollern sehr unterschiedlich sein. Die auf dieser Website normalerweise diskutierten (PICs, ARM Cortex-Mx, AVR usw.) sind relativ stromsparende Verbraucher (normalerweise einige Milliampere oder zehn Milliampere) im Vergleich zu dem, was eine typische Wandwarze liefert. Ich würde wetten, dass es Ihnen schwer fallen würde, eine generische Wandwarze zu finden, die in einem Einzelhandelsgeschäft weniger als 100 mA liefert, sodass dies im Allgemeinen kein Problem darstellt. Davon abgesehen kann ich Ihre Frustration über den Mangel an guter Dokumentation völlig verstehen.

Das "explodierende" Missverständnis beruht meines Erachtens im Wesentlichen darauf, nicht zu verstehen, auf welche Art von idealem Generator häufig verwendete Stromquellen angenähert werden können.

Grundsätzlich haben wir zwei Arten von idealen Generatoren. Idealer Spannungsgenerator und idealer Stromgenerator .

Der ideale Spannungsgenerator hat zwei Kontakte und liefert über diese hinweg eine konstante Spannung, unabhängig davon, welche Art von Last wir verwenden. Der Ausgangsstrom stammt aus dem Ohmschen Gesetz und darf deshalb an den Ausgängen nicht kurzgeschlossen werden. Grundsätzlich stellt es Strom für die an seinem Ausgang angeschlossene Last zur Verfügung.

Der ideale Stromgenerator liefert über seine Kontakte konstanten Strom, unabhängig davon, welche Art von Last wir verwenden. Die Ausgangsspannung ergibt sich aus dem Ohmschen Gesetz und deshalb müssen sie immer eine Last haben oder kurzgeschlossen sein. Es pumpt grundsätzlich Strom durch seine Ausgänge.

Um eine weitere Analogie zu überbeanspruchtem Wasser zu erstellen, ist die ideale Spannungsquelle wie ein See, aus dem Sie einfach so viel Wasser aufnehmen können, wie Sie benötigen, während die ideale Stromquelle wie ein unter Druck stehendes Rohr ist, das einen stetigen Wasserstrom liefert, bis es geschlossen wird.

In der realen Welt haben wir keine so idealen Generatoren, und die realen Quellen, die gewöhnlichen Menschen allgemein zur Verfügung stehen, sind dem idealen Spannungsgenerator viel näher als dem idealen Stromgenerator. Wenn Sie also ein gemeinsames Netzteil haben, das beispielsweise für 9 V und 1 GA ausgelegt ist, bedeutet dies, dass Sie es als idealen 9-V-Spannungsgenerator bis zu Ausgangsströmen von 1 GA approximieren können. Wenn der Ausgangsstrom höher sein muss, fungiert er nicht mehr als ideale Spannungsquelle und zeigt Mängel wie Spannungsabfall, Überhitzung, Strombegrenzung usw. an.

Spannung und Widerstand sind alles, was zählt.

Für einfache (nicht reaktive) Geräte wie Stepper / Lautsprecher / usw. wird der Strom durch eine sehr einfache Gleichung bestimmt:

Strom (Ampere) = Spannung (Volt) / Widerstand (Ohm)

Bei einer festen Spannung und einem festen Widerstand können Sie also die Stromstärke berechnen. So einfach ist das.

Ein Netzteil mit einer Nennleistung für eine bestimmte Stromstärke sagt Ihnen einige Dinge aus.

Erstens ist das Netzteil nur für diese Stromstärke ausgelegt. Kabel, Widerstände und andere Geräte erwärmen sich mehr oder weniger abhängig davon, wie viel Strom Sie durch sie fließen. Ein dickerer Draht erwärmt sich weniger und kann daher mehr Strom verarbeiten, ohne dass die Gefahr eines Schmelzens oder Brandes besteht. Dies liegt daran, dass es eine größere Querschnittsfläche gibt, auf die die Leistung verteilt werden kann. (obwohl es nicht ganz so einfach ist, wenn die Spannung eine hochfrequente Wechselstromkomponente enthält) Sie möchten also nicht, dass die Versorgung wesentlich über den Nennbereich hinausgeht. Es kann mit dünnerem Draht gebaut werden und verbrennen.

Zweitens sind viele Netzteile ziemlich dumme Geräte (nicht reguliert). Wenn sie für 12 V bei 1 A ausgelegt sind, können sie 16 V bei 0,25 A oder 10 V bei 2 A liefern (wenn sie nicht verbrennen). Sie wissen nur, dass Sie 12 V bei genau der Nennspannung erhalten. Dies kann zu Problemen führen, wenn Sie eine 12-V-5-A-Versorgung an ein Gerät anschließen, das nur 100 mA verbraucht (dies kann dazu führen, dass das Gerät 16 V + erhält).

Drittens haben Lieferungen auch einen Innenwiderstand. Also: CURRENT = VOLTAGE / (RESISTANCE_OF_LOAD + INTERNAL_RESISTANCE_OF_POWER_SUPPLY). Der Strom, den es der Last zuführen kann, ist also durch diesen Innenwiderstand etwas begrenzt. Ihr Stepper-Beispiel mit einer Nennleistung von 1,2 A bei einer 650-mA-Versorgung kann aus diesem Grund möglicherweise nur 900 mA ziehen. (Für einen Stepper bedeutet das normalerweise nur, dass er langsamer arbeitet und weniger Drehmoment hat.)

Viertens kann die Versorgung eine aktive Strombegrenzung aufweisen. Wenn Ihre erwähnte 650-mA-Versorgung eine Strombegrenzung hatte, kann sie den maximalen Strom (aus Sicherheitsgründen) auf 700 mA begrenzen.

Die besten Netzteile werden aktiv reguliert. Dies bedeutet, dass ein Mikrocontroller oder eine Rückkopplungsschaltung die Ausgabe überwacht und sich so einstellt, dass immer die Nennspannung angezeigt wird. Sie haben normalerweise auch Strombegrenzungen ... das sind also die sichersten Netzteile. Viele sind jedoch Schaltnetzteile anstelle von linearen und können Rauschen hinzufügen, sodass sie für bestimmte Geräte unerwünscht sein können (Hochleistungsaudio fällt mir ein).

Es gibt also viele Faktoren, die im Grunde bedeuten, dass Sie ein Netzteil verwenden, das genau den Anforderungen Ihrer Last entspricht, es sei denn, Sie wissen genau, dass es reguliert ist. Verwenden Sie niemals eine Versorgung, die unter den Anforderungen Ihrer Last liegt, es sei denn, Sie haben ein sehr gutes Verständnis für die Last und die Versorgung und wie diese darauf reagieren würden.

Reaktive Geräte (wie Mikrocontroller) können ihren Widerstand dynamisch an ihre Bedürfnisse anpassen. Wenn diese Geräte mit weniger Strom betrieben werden, als sie benötigen, bedeutet dies normalerweise eine fehlerhafte Bedienung.

Strom wird von einem Gerät aufgenommen. Spannung wird von einer Quelle bereitgestellt. Ein Motor im Stillstand würde zum Beispiel mehr Strom / Saft benötigen, um zu laufen, so dass er mehr Strom aus der Batterie zieht, die Spannung und Strom liefert. Es gibt Versorgungen oder Quellen, die den maximalen Strom begrenzen, der aus ihnen entnommen werden kann.