Was bringt eine aktuelle Quelle?


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schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab

IN ORDNUNG. Daher wurde mir gesagt, dass der Strom, der in die Stromquelle (dh in den Pfeil dahinter) fließt, der gleiche ist wie der Strom, der aus der Stromquelle (dh aus der Pfeilspitze) kommt.

Wenn dies der Fall ist, warum handelt es sich dann um eine aktuelle "Quelle"? Es liefert keinen zusätzlichen Strom!

Ich weiß, dass dies eine ziemlich elementare Frage ist, aber ich habe anderswo keine gute Antwort gefunden.

Vielen Dank.


Es ist implizit im Symbol enthalten, aber explizit ist es eine "Konstantstrom" -Quelle.
EM Fields

Denken Sie an die Wasseranalogie. Es ist, als hätten Sie eine Pumpe installiert, durch die eine konstante Menge Wasser fließt. Der Wassereingang zur Pumpe entspricht dem Wasserausgang zur Pumpe. Und doch liefert es den Fluss, daher die "Quelle".
Foobarbecue

Antworten:


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Der Strom in einem beliebigen 2-Terminal-Gerät ist immer der gleiche. Es gibt keine Möglichkeit für ein 2-Terminal-Gerät, "zusätzlichen" Strom bereitzustellen. Sie können keine 0A-Eingänge und keine 4A-Ausgänge haben.

Erzwingt, dass der Strom unabhängig von der Impedanz den angegebenen Wert annimmt. (Sie können also keine ideale Stromquelle in einen offenen Stromkreis einbauen, die Spannung würde unendlich werden.)

Ein Widerstand selbst hat also keinen Strom. Schließen Sie es an eine ideale Stromquelle an, und Sie erhalten (für Ihr Beispiel eine Stromquelle) 1A, unabhängig vom Wert des Widerstands.


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Eine Stromquelle ist eine Spannungsquelle, die unter idealen Umständen so viel Spannung erzeugt, wie für den angegebenen Stromfluss erforderlich ist. Stellen Sie sich ein Netzteil mit einer einstellbaren Spannung und einer Fee vor, die den Strom überwacht und die Spannung schnell anpasst, um den konstanten Strom zu erhalten.

Eine ideale Stromquelle würde in jedem Fall die erforderliche Spannung liefern, und eine mit offenen Anschlüssen würde Millionen von Volt abgeben, um einen Lichtbogen durch die Luft zu erzeugen - natürlich kommt dies bei realen Stromquellen sehr selten vor.

Eine Stromquelle ist kein einzelnes Schaltungselement, aber aus gewöhnlichen Schaltungselementen kann eine hinreichende Annäherung gemacht werden. Solche Stromquellen werden oft verwendet, um LEDs und Laser anzusteuern, bei denen kleine Spannungsunterschiede zu schwachen oder durchgebrannten LEDs führen würden, aber ein Strombegrenzungswiderstand, der die Hälfte der Leistung verbraucht, wäre ebenfalls nicht akzeptabel.

Stromquellen können auch als Gegenteil von idealen Batterien, auch Spannungsquellen genannt, betrachtet werden. Eine ideale Spannungsquelle hält die Spannung an ihren Anschlüssen konstant. Eine Stromquelle hält den Strom an ihren Anschlüssen konstant und den durch sie fließenden Strom konstant.

Spannungsquellen "wie" ihre Klemmen öffnen - dann fließt kein Strom, es wird keine Energie abgegeben. Sie "hassen" es, kurzgeschlossen zu werden - das führt zumindest zu unendlichem Strom und geschmolzenen Drähten.

Im Gegenteil, Stromquellen "mögen" ihre Terminals kurzgeschlossen. Dann ist nur eine winzige Spannung erforderlich, um den angegebenen Strom zu treiben. Aber sie "hassen" es, offen gelassen zu werden; Sie setzen enorme Spannungen ab, um zu versuchen, den Strom durchzudrücken.


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Vielleicht möchten Sie Ihren vierten Absatz ändern. Die Spannung liegt an den Anschlüssen eines Geräts an, aber der Strom fließt durch das Gerät. Ich denke, es ist falsch, "Strom über seine Terminals" zu sagen. Aber trotzdem +1 für eine intuitive Beschreibung.
Olin Lathrop

Danke, ich habe es behoben. Als Nicht-Muttersprachler entziehen sich diese Nuancen manchmal meiner Sicht.
Stratega

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Nun ... es ist eine Quelle in dem Sinne, dass es funktioniert, um den Strom in seiner Stromkreisschleife konstant zu halten. Die Spannung an der Quelle passt sich an das an, was im Stromkreis erforderlich ist, damit der konstante Strom fließen kann.


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Eine Stromquelle regelt den Strom, der durch sich selbst fließt, indem sie die Spannung über sich selbst einstellt. Das Regulieren eines Stroms kann bedeuten, dass er erzeugt wird, wenn er nicht vorhanden ist (weshalb Stromquellen nicht dazu gedacht sind, sich in einem offenen Stromkreis zu befinden, da sie versuchen, einen Strom durch Erhöhen ihrer Spannung zu erzwingen, bis er maximal wird oder Luft durchbricht). Es ist normal, dass derselbe Strom ein- und ausgeht, da der Strom durchgeht - die Quelle ist in Reihe mit diesem Zweig des Stromkreises.

Stromquellen können verwendet werden, um einen Strom zu erzeugen oder um sicherzustellen, dass der Strom in diesem Zweig der Schaltung einen bekannten Wert aufweist. Wenn Sie darüber nachdenken, kann ein einfacher Widerstand mit einer Spannungsquelle eine Stromquelle sein - eine nicht besonders effiziente oder konforme / robuste, die es aber immer noch ist. Wenn eine Stromquelle zum Erzeugen eines Stroms verwendet wird, kann dieser Strom in andere Zweige eingespeist werden, wenn sich die Ströme an jedem Schaltungsknoten addieren.

Die Spannung wird im Allgemeinen zum Transport von Informationen verwendet, aber die Stromquellen sind überall. Vom Vorspannen bis zum Ansteuern von LEDs.


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Gute Frage, David ... Es geht eher um die Art eines Stromverstärkers - um eine stromgesteuerte Stromquelle (CCCS) oder einen Vergrößerungsstromspiegel als um die einfache Stromquelle mit zwei Anschlüssen.

Es ist also möglich, einen Ausgangsstrom zu erhalten, der größer als der Eingangsstrom ist, jedoch nur, wenn ein dritter Anschluss vorhanden ist (wie in den Stromsenken und -quellen in der Abbildung unten). In jeder dieser Konfigurationen gibt es zwei bestimmte Stromschleifen, während es in Ihrer Konfiguration einer gewöhnlichen Schleife mit zwei Anschlüssen nur eine gemeinsame Schleife gibt. Sehen Sie sich diese Wikibooks-Geschichte über die Grundidee hinter dem einfachen Stromspiegel an.

Aktueller Spiegel - Topologie

Gewöhnliche Stromquellen mit 2 Anschlüssen (1 Anschluss) sind eigentlich Geräte mit 2 Anschlüssen. Ihre Eingangsanschlüsse sind nicht elektrisch und die Ausgangsanschlüsse sind elektrisch (Strom oder Spannung erzeugend). Die Ausgangsgröße einer Stromquelle ist eine Art flussähnliche Größe (elektrischer Fluss oder Strom), die sich entlang der Schleife "bewegt" ... und natürlich ist der Fluss entlang der gemeinsamen Schleife der gleiche. Die Ausgangsgröße einer Spannungsquelle ist eine Art druckähnliche Größe (elektrischer "Druck" oder Spannung), die über alle parallel an die Spannungsquelle angeschlossenen Lasten angelegt wird ... und natürlich ist der Druck über alle Lasten gleich die gemeinsamen Lastanschlüsse ...


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Es ist die Symmetrie der Spannungsquelle. Idealerweise hat es eine unendliche Impedanz, während die Spannungsquelle Null hat. (Die Impedanz eines Elements ist das Verhältnis der Spannungsänderung zur Stromänderung in demselben Schritt.) Im Paralleluniversum des Königreichs der Stromquellen ist der Strom der Batterie konstant und bei Lagerung sind ihre Pole kurzgeschlossen. So bleibt es auf Null. Konstanter Strom ohne Spannungsdruck kostet keine Energie, es ist die Trägheit der Elektronenbewegung. Natürlich gäbe es beim Üben einen gewissen Widerstand des Drahtes, es wäre etwas Energie aufgewendet worden, um die Tendenz zur Verlangsamung der Bewegung zu kompensieren, und es würde eine kleine Spannungsmenge erzeugt. Ebenso der normale Akku, der Leckstrom über die Luft.

Die Konstantstromquelle kann mit aktiven Bauelementen (Transistoren) realisiert werden. Möglicherweise muss es aufgrund seiner Symmetrie einfacher mit Komponenten mit sehr niedriger Impedanz umgehen können. Denken Sie an die LEDs. Bei cvs benötigen Sie zur Aufrechterhaltung der konstanten Leistung einen Strombegrenzungswiderstand. Bei ccs liegt die Spannung an der Art der jeweiligen LED, es ist keine zusätzliche Komponente erforderlich, sodass die Leistung mit nur einem Parameter gesteuert wird.

Tatsächlich existiert die aktuelle Quelle irgendwie in der Natur. Aber nicht konstant in der Nähe von irgendwo, wo die Batterie es kann, so dass Sie es als eine variable Funktion von etwas sehen. Wenn Sie den Strom in einer Spule untersuchen, können Sie feststellen, dass er für infinitesimale Zeitscheiben aufgrund seiner sehr begrenzten Energiekapazität für jede Zeitscheibe als ein anderer Wert der Konstantstromquelle fungiert und somit eine Funktion der Zeit ist.


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Was eine Konstantstromquelle anbelangt, war eine alte traditionelle Verwendung die Verwendung von "Gegensprechanlagen" im Carbon-Mikrofon-Stil, wie sie einst von Fernsehkamerabetreibern für die Kommunikation mit dem Kontrollraum verwendet wurden. Grundsätzlich würde ein einzelnes Kabelpaar zu allen Kameras und zu den Kontrollraumpositionen parallel verdrahtet sein. Die Bediener (sowohl Kamera als auch Kontrollraum) steckten ein Headset mit Carbonmikrofon und einem parallel geschalteten dynamischen (elektromagnetischen) Kopfhörer in die Steckdose. Einige Setups haben an jeder Station einen kleinen Transformator eingebaut, so dass der Mikrofonstrom den Kopfhörerstrom für diese Station "abschwächt".

Das Adernpaar würde (im Kontrollraum) an etwas angeschlossen, das einer Konstantstromquelle ähnelt. Ältere Versionen waren eine große Batterie und ein Widerstand oder, wenn auch etwas ausgefallener, eine große Induktivität. Dies wurde jedoch ersetzt, als sie verfügbar wurden, durch eine rohe Konstantstromversorgung (die einen viel besseren Klang lieferte).

Dieser Aufbau funktionierte ziemlich geschickt (insbesondere mit der Konstantstromversorgung). Jeder, der in einem Mikrofon spricht, kann von jedem gehört werden, und Headsets können (innerhalb eines vernünftigen Rahmens) ein- und ausgesteckt werden, ohne dass das "Gleichgewicht" des Systems ernsthaft gestört wird. Und es war nur ein einziges Kabelpaar erforderlich.

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