Wenn ein Stromkreis nur eine Stromquelle und keine Spannungsquelle hat, woher kommt die Spannung, um den Stromkreis zu versorgen?


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Zum Beispiel ist diese Schaltung eine Stromquelle, mit der die Spannung über ihr geändert wird, um einen bestimmten Strom zu erreichen.

Aber wo gibt es eine Spannungsquelle, um dies zu tun oder sogar eine Spannung an Vx zu haben. Wie funktioniert diese Schaltung ohne Spannungsversorgung?

Ich habe hier nachgesehen: Ist Stromquelle auch eine Spannungsquelle?

Der Versuch, den Unterschied zwischen einer Stromquelle und einer Spannungsquelle zu verstehen, aber nichts half bei der Beantwortung dieser Frage.

Könnte in diesem Fall die Stromquelle als Spannungsversorgung dienen?

Vielen Dank


Denken Sie an eine Solarzelle, Strom wird aus einfallendem Licht erzeugt, es gibt keine Spannungsquelle.
Sstobbe

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Sie sagten es selbst: "Eine Stromquelle ist etwas, mit dem die Spannung über ihr geändert wird, um einen bestimmten Strom zu erreichen". Das war's - der Strom ist konstant, erzwungen von der Stromquelle, und die Spannung muss nur hoch genug sein, um das zu befriedigen.
TimWescott

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Wie kann eine Spannungsquelle möglicherweise Ströme erzeugen? Es muss ja nur Spannung erzeugen und sonst nichts! (Falsch, "Spannungsquelle" bedeutet eigentlich konstante Spannung mit variablem Strom.)
Wbeaty

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"Stromquelle" und "Spannungsquelle" bedeuten nicht, was sie auf dem Blech sagen, sie sind (der Einfachheit halber) verkürzte Formen aus den genaueren Beschreibungen: "Quelle mit Regelung, um konstanten Strom zu erhalten" und "Quelle mit" "Regelung, um die Spannung konstant zu halten".
Ben Voigt

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Wenn ein Stromkreis nur eine Spannungsquelle und keine Stromquelle hat, woher kommt der Strom, um den Stromkreis zu versorgen?
uglyoldbob

Antworten:


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Eine ideale Stromquelle erzeugt die erforderliche Spannung, um den angegebenen Strom liefern zu können.

Eine ideale Spannungsquelle liefert den Strom, den der Rest des Stromkreises benötigt, wenn er seine spezifizierte Spannung liefert.

Reale Strom- und Spannungsquellen haben Grenzen für die Spannung (für eine Stromquelle) oder den Strom (für eine Spannungsquelle), die sie liefern können.


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Ich wünschte, ich hätte eine so einfache und präzise Erklärung, als ich Student war. Ich habe so viel Zeit damit verbracht, herauszufinden, was eine aktuelle Quelle ist, und der Lehrer hat es nie geschafft, dies so gut zu erklären. Gute Antwort!
Tim

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... und ich hoffe, Ihnen ist jetzt klar, dass es - physikalisch gesprochen - keine Stromquelle gibt (die eine Spannung "liefern" könnte). Alle derartigen Geräte enthalten eine Spannungsquelle - und es hängt nur vom Quellenwiderstand (statisch oder extern gesteuert) ab, ob wir es "Spannungsquelle" oder "Stromquelle" nennen.
LvW

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@LvW: Ich würde sagen, dass ein Van-de-Graaf-Generator physikalisch gesehen einer Stromquelle viel näher kommt als einer Spannungsquelle.
hmakholm hat Monica

Henning - da bin ich mir nicht ganz sicher - aber dieses Thema verdient eine genauere Diskussion (hier an dieser Stelle nicht möglich).
LvW

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Dies sind idealisierte Elemente. Weder Spannungsquellen noch Stromquellen existieren in der Realität. Die Realität hat Generatoren und galvanische Zellen usw.

Sie können auch eine galvanische Zelle modellieren

  • eine Spannungsquelle mit einem Innenwiderstand in Reihe

  • eine Stromquelle mit einem Innenwiderstand parallel

Natürlich können Sie Ihrem Modell immer mehr Dinge hinzufügen, aber diese beiden Optionen sind das Minimum. Wenn Sie den Innenwiderstand richtig anschließen, sprechen Sie nicht mehr über reale Dinge, sondern über Ihre Modellierung.

Und darum geht es in diesen Zirkelstunden und Übungen. Lernen Sie die Modellierung zu verstehen. So können Sie Modelle für Elemente der realen Welt erstellen und verstehen.


Ich denke, Sie können jetzt leicht verstehen, was mit R2 zu tun ist und in was die aktuelle Quelle und R1 anschließend umgewandelt werden können.


Also - eine galvanische Zelle mit einem Parallelwiderstand verhält sich wie eine Stromquelle? Meinst Du das? Ich habe einige ernsthafte Zweifel (trotz der 14 Punkte).
LvW

Weil du falsch denkst. Eine galvanische Zelle verhält sich wie eine Stromquelle mit einem Parallelwiderstand. Nicht das, was du gesagt hast.
Janka

Janka - Ist die galvanische Zelle ohne Widerstand eine Spannungsquelle? Ich denke, Sie werden zustimmen - JA !. Bei einem Parallelwiderstand fließt nun ein Strom durch diesen Widerstand - die Spannung an dieser Parallelkombination bleibt jedoch konstant, nicht wahr? Also - wo ist eine aktuelle Quelle? Kannst du das beantworten? Ich fürchte, Sie haben an ein theoretisches Modell für eine IDEALE Stromquelle gedacht, die sich mit einem Parallelwiderstand in eine echte Stromquelle verwandelt.
LvW

Eine galvanische Zelle hat einen Innenwiderstand. Das Modell ist ohne unvollständig. Wenn Sie davon ausgehen, dass der Innenwiderstand Null ist, täuschen Sie sich. Eine ideale Stromquelle mit einem Parallelwiderstand entspricht einer idealen Spannungsquelle mit einem Serienwiderstand.
Janka

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Janka, glaubst du Wikipedia? Auszug: "Eine galvanische Zelle oder Voltaikzelle ... ist eine elektrochemische Zelle, die elektrische Energie aus spontanen Redoxreaktionen in der Zelle gewinnt. Volta war der Erfinder des Voltaikstapels, der ersten elektrischen Batterie Das Wort "Batterie" umfasst inzwischen eine einzelne galvanische Zelle, eine Batterie besteht jedoch ordnungsgemäß aus mehreren Zellen. " Das ist sicher!
LvW

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Eine Stromquelle muss eine Spannungsquelle haben. Da eine Stromquelle jedoch so ausgelegt ist, dass sie eine feste Menge an Strom liefert, können wir ihr inneres Funktionieren ignorieren und uns nur auf ihren Zweck konzentrieren: eine Stromquelle zu sein.

Wenn Sie darüber nachdenken, betrachten wir Quellen häufig als ideal, und es funktioniert einwandfrei. Wenn wir das nicht könnten, müsste eine Spannungsquelle in einem Stromkreis alle Komponenten enthalten, die es ihm ermöglichen, diese bestimmte Spannung auszugeben. Und wenn es in die Wand eingesteckt wäre, müsste es einen Stromkreis enthalten, der über Transformatoren und viele Kilometer Kabel bis zur Stromquelle zurückgeht ...


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Eine Konstantstromquelle (CC) hat eine eigene Gleichstromquelle oder muss versorgt werden.

Sie können einen DC-DC-CC-Regler oder ein mit Wechselstrom betriebenes CC-Netzteil kaufen.

Ein mit Wechselstrom betriebenes CC-Netzteil verfügt über einen AC / DC-Netzteil- und einen DC / DC-CC-Reglerausgang.

Hier ist ein sehr einfacher DC-DC-Abwärtsregler, der einige LEDs ansteuert.

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Der Strom fließt durch den R- Set- Widerstand. Der Chip misst die an R eingestellte Spannung , um den Stromfluss zu überwachen.

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Wenn der Strom nicht ausreicht, erhöht das interne PWM-Signal das Tastverhältnis des SW- (Schalt-) Eingangs und erhöht den Stromfluss in den SW. Und umgekehrt.

Wenn das Tastverhältnis maximal ist (maximaler Nennstrom), wird die CC-Quelle im Wesentlichen zu einer Spannungsquelle.

Es ist eine lastabhängige Sache. Wenn der CC die maximale Spannung oder Stromstärke erreicht, handelt es sich um eine Spannungsquelle.

Beispiel: Wenn die Durchlassspannung dieser angesteuerten LEDs größer als die Eingangsspannung ist, wird die maximale Spannung erreicht.

Wenn es sich bei der Last um eine ohmsche Last handelt, die mehr Strom aufnehmen kann, als die CC-Quelle liefern kann, ist der maximale Strom erreicht.


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"Aktuelle Quelle" ist nur ein (leicht irreführender) Name. In Wahrheit funktioniert das übliche Ohmsche Gesetz wie gewohnt, dh es gibt eine Spannung, einen Widerstand und damit einen Strom. Es ist nicht so, als gäbe es eine Magie, die irgendwie eine Strömung aus der Luft erzeugt.

Sie können sich vorstellen, dass eine echte Stromquelle (im Gegensatz zur idealen Version, bei der die internen Komponenten keine Rolle spielen) eine reguläre Spannungsquelle (110 V / 220 V Wechselstrom) hat, diese in eine interne Gleichspannung umwandelt und dann eine raffinierte Spannung erzeugt Regelung, die die Gleichspannung, die sie an ihren Client-Schaltkreis liefert, so ändert, dass sie sich erhöht / verringert, wenn der tatsächliche Strom zu niedrig oder zu hoch ist. Durch Ändern der Spannung ändert sich je nach Last auch der Strom. Als solche ist die reale Stromquelle immer noch nur eine Spannungsquelle, wenn auch mit einer sich schnell ändernden / anpassenden Spannung, und die Implementierung ist offensichtlich sehr viel komplizierter als eine Standardspannungsquelle.

Die Wikipedia-Seite zu aktuellen Quellen listet eine Reihe verschiedener Implementierungen auf, die Transistoren, Operationsverstärker oder andere aktive Komponenten verwenden.


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Der Fall, den Sie aufdecken, ist ein idealisiertes Element. Es ist also ein Modell, mit dem Sie Berechnungen mit anderen Modellen durchführen.

Könnte in diesem Fall die Stromquelle als Spannungsversorgung dienen?

Wenn Sie sich einen Regler ansehen, der auf einem Gleichspannungswandler im Strommodus basiert, stellen Sie sicher, dass er tatsächlich zwei Regelkreise aufweist:

  1. Die "innere" Schleife regelt den Ausgangsstrom, wie von der äußeren Schleife angefordert.
  2. Die äußere Schleife "fragt" ihrerseits nach dem benötigten Strom, damit der Ausgang der gewünschten Spannung entspricht.

Somit kann der gesamte Regler als geregelte Stromquelle betrachtet werden, die den benötigten Strom so liefert, dass die Ausgangsspannung die gewünschte ist.


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Stellen Sie sich eine Stromquelle als eine Energiequelle vor, die irgendwie einen nahezu konstanten Strom abgibt. In der Praxis wird es normalerweise mit elektronischen Bauteilen gebaut, die den Strom messen und versuchen, ihn zu stabilisieren, aber grob gesagt könnte man eine mit einer Million Volt Batterie in Serie mit einem Ein-Megaohm-Widerstand herstellen. Das liefert fast einen Verstärker, egal an was Sie ihn anschließen!

Um eine Stromquelle zu messen, würden Sie die Klemmen (fast) mit einem Strommesser kurzschließen. Die interne Spannung ist nicht spezifiziert und der Versuch, sie bei offenem Stromkreis zu messen, wäre möglicherweise gefährlich.

Umgekehrt würde man zur Messung einer Spannungsquelle ein hochohmiges Messgerät verwenden, das (fast) keinen Strom zieht. Der Strom, den es liefern kann, ist nicht spezifiziert und der Versuch, dies mit einem Kurzschluss zu messen, wäre möglicherweise gefährlich.


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Strom ist ein Ladungsfluss. Wir wissen, dass sich Elektronen in einem Metallleiter zufällig in alle Richtungen bewegen. Sie benötigen einen vollständigen Stromkreis und eine Potentialdifferenz, um sie (im Durchschnitt) in Richtung des positiven Anschlusses der Zelle zu bewegen.

Keine Potentialdifferenz = kein Strom


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Die Stromquelle ist eine idealisierte Komponente, die Ladungen irgendwie in Bewegung versetzt - sei es eine clevere Schaltung, die Potentialdifferenz erzeugt oder ein Dschinn, der die Elektronen dazu drängt, in eine bestimmte Richtung zu fließen, spielt überhaupt keine Rolle.
Arvo

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Kein Experte wie die anderen, sondern wollte nur hinzufügen, wenn Sie eine Stromquelle in einem Schaltbild sehen, können Sie nicht davon ausgehen, dass die Spannung darüber Null ist. Es hat eine Spannung, die Ihnen zu Beginn des Problems wahrscheinlich unbekannt war, die Sie aber mithilfe von Kirchhoffs Gesetzen finden können.

Ein weiterer Gedanke ist, dass eine Stromquelle kein einfaches Gerät wie eine Batterie ist. Hinter diesem Bild verbirgt sich also ein ziemlich kompliziertes Element, das Strom erzeugt. Und wie Peter in seiner Antwort sagte, würde es die Spannung darüber basierend auf dem Widerstand des restlichen Stromkreises anpassen, um den Strom zu produzieren, für den es "beworben" wurde. Somit liegt an einer Stromquelle von 1 Ampere eine höhere Spannung mit einem Widerstand von 200 Ohm im Rest des Stromkreises an als mit einem Widerstand von 100 Ohm. (Und wie es zu dieser Spannung kommt, können Sie sich vorstellen, dass eine Stromquelle ein kompliziertes Gerät ist, nicht ein einfaches wie eine Batterie, das seine eigene Spannung nach Bedarf anpassen kann, um den richtigen Strom für den Stromkreis zu erhalten, dem es ausgesetzt ist. )

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