Nehmen elektrische Geräte mit, was sie brauchen?

Ein Konzept der Elektronik, das ich nur schwer verstehen kann, ist, wenn Dinge wie Motoren, Aktuatoren, Magnete usw. so viel Energie verbrauchen, wie sie brauchen oder was Sie ihnen geben.

Wenn ein Motor 12 Volt und 500 mA benötigt und ich ihn mit 12 Volt und 3000 mA versorge, verbraucht er dann nur 500 mA? Auch wenn ich es mit 15 Volt und 500 mA versorge, was passiert dann?

Es scheint logisch, dass eine LED und ein Gleichstrommotor sich deutlich unterscheiden, wenn es darum geht, Elektrizität zu benötigen / zu verwenden, wobei eine LED vollständig geregelt werden muss und (ich nehme an) ein Gleichstrommotor dies nicht tut.

Ist mein Verständnis falsch?

Wenn 500 mA benötigt werden, werden 500 mA benötigt, auch wenn Sie eine Kapazität von 3000 mA bereitstellen . Wenn Sie mit einem 10-Liter-Eimer am Boden der Niagarafälle stehen, können Sie ihn füllen, bis er 10 Liter enthält, obwohl der Wasserfall die Kapazität hat , viel mehr zu liefern .

Dies ist im Allgemeinen wahr für Glühlampen, Motoren, andere Dinge von Spulen hergestellt, und die meisten Elektronik dass früher Halbleiter. Dies gilt im Allgemeinen auch für viele integrierte Schaltkreise, die bei Bedarf von ihren Stromschienen gezogen werden.

Es ist speziell falsch für LEDs und Bipolar - Transistoren, von denen beide leicht genug Strom zur Selbstzerstörung bei einer ganz bestimmten Spannung gehalten wird, wenn nicht ziehen kann.

Überspannung ist fast immer schlecht für fast alles. Einfache Elektronik kann unter Spannung arbeiten (Motoren, Lampen). Halbleiter werden nicht.

Stellen Sie sich eine elektrische Verbindung als drehbare Welle vor und verbinden Sie eine Maschine, die von der Welle angetrieben wird, mit einem Gerät, das sie drehen lässt. Wenn die Antriebsvorrichtung die Welle dreht, bringt eine reale Maschine, die keine Energiequelle hat, mindestens ein Drehmoment in die entgegengesetzte Drehrichtung auf (effektiv versucht sie zu verlangsamen) - ein Drehmoment in diese Richtung wird kommen nicht zuletzt durch eingangsseitige Reibung. Die über die Welle übertragene Energiemenge ist das Produkt des Drehmoments und der Drehzahl im Bogenmaß pro Sekunde [die Einheiten sind Bogenmaß pro Sekunde, da sich bei dieser Geschwindigkeit das Ende eines Drehmomentarms um l Abstandseinheiten l bewegt Abstand -Einheiten pro Sekunde].

Einige Arten von Antriebsvorrichtungen "versuchen", ein bestimmtes Drehmoment bei nahezu jeder Geschwindigkeit bereitzustellen. Andere Arten von Antriebsvorrichtungen "versuchen", die Welle mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu drehen, wobei sie so viel Drehmoment (bis zu einer gewissen Grenze) liefern, wie dies erforderlich ist. Die meisten Arten von Antriebsvorrichtungen drehen sich ohne Last mit einer gewissen Geschwindigkeit, drehen sich jedoch bei zunehmendem Lastdrehmoment langsamer.

Umgekehrt wenden einige Arten von angetriebenen Vorrichtungen ein nahezu konstantes Lastdrehmoment an, unabhängig davon, wie schnell sie angetrieben werden. Einige wenden nahezu kein Drehmoment an, wenn sie unterhalb einer bestimmten Drehzahl angetrieben werden. widerstehen mit so viel Drehmoment wie nötig, um dies zu tun (bis zu einem gewissen Punkt). Viele Arten von angetriebenen Vorrichtungen widerstehen fast unabhängig von der Drehzahl einem gewissen Drehmoment, aber das Drehmoment ist bei höheren Drehzahlen größer als bei niedrigeren Drehzahlen.

Jedes Mal, wenn das Drehmoment des Lieferanten höher ist als das des Verbrauchers, erhöht sich die Wellendrehzahl. Wenn es niedriger ist, wird es abnehmen. Da eine Erhöhung der Drehzahl dazu führt, dass das Drehmoment der meisten Fahrer sinkt, das Drehmoment der meisten Verbraucher jedoch steigt, erhöht sich die Drehzahl, bis sie ein Niveau erreicht, bei dem die beiden Drehmomentniveaus gleich sind.

In einigen Fällen kann man sich vorstellen, dass die Drehzahl vom Lieferanten festgelegt wird. In einigen Fällen wird es vom Verbraucher festgelegt. In vielen Fällen wird es durch eine Interaktion der beiden festgelegt.

In der elektrischen Welt ist der Strom weitgehend der Drehzahl und die Spannung dem Drehmoment analog. So wie es möglich ist, ein Drehmoment aufzubringen, ohne dass sich etwas bewegt, aber (ohne reibungslose Lager), kann man keine kontinuierliche Bewegung ohne Drehmoment haben, so kann man auch eine Spannung aufbringen, ohne dass Strom fließt, aber der Stromfluss (außer in Supraleitern) erfordert Spannung. Das Seltsame an der Analogie ist, dass die meisten Motoren einen Strom verbrauchen, der proportional zum mechanischen Drehmoment ist, während die Spannung proportional zur Summe ihrer Drehzahl abfällt (sie senken auch eine zusätzliche Spannung, die proportional zum angelegten Strom ist).

Betrachten Sie das Ohmsche Gesetz :

Hier haben wir drei Variablen: Spannung, Strom, Widerstand. Für jede ohmsche Last werden die drei immer durch diese Gleichung in Beziehung gesetzt.

Wenn das schwer zu verstehen ist, betrachten Sie eine besser beobachtbare, vertraute Gleichung mit drei Variablen, Newtons zweites Gesetz :

Kraft ist das Produkt von Masse und Beschleunigung. In einer reibungslosen Umgebung darf auf etwas, das nicht beschleunigt, keine Kraft ausgeübt werden. Unter Berücksichtigung der Reibung müssen auf etwas, das nicht beschleunigt, Kräfte ausgeübt werden, die die Reibung genau aufheben, sodass keine Nettokraft vorhanden ist. Wenn es Kraft gibt, wird eine Masse beschleunigen; und es wird weniger beschleunigen, wenn es massiver ist.

Angenommen, Sie wollten einen Anhänger mit konstanter Geschwindigkeit ziehen. Ihr Anhänger wird durch die Luft und die Reifen etwas Reibung bekommen, und die Zugmaschine muss diese Kraft ausgleichen, um die gewünschte Geschwindigkeit beizubehalten. Wenn sich der Anhänger noch nicht bewegt, muss die Zugmaschine mehr Kraft aufbringen, um den Anhänger zu beschleunigen. Wenn Sie bergauf schleppen, ist noch mehr Kraft erforderlich, um die Schwerkraft zu überwinden. Wenn Sie bergab gehen, müssen Sie möglicherweise eine Rückwärtskraft aufbringen.

Es spielt keine Rolle, ob Sie ein Fahrrad oder eine Lokomotive als Abschleppmaschine verwenden, solange Sie genügend Kraft aufwenden können, um die gewünschte Geschwindigkeit beizubehalten. In beiden Fällen ist die Kraft dieselbe, obwohl der Bereich der Kräfte, die von einem Fahrrad und einer Lokomotive geliefert werden können, offensichtlich sehr unterschiedlich ist.

$F=ma$ . Wenn wir von einer flachen Autobahn ausgehen, beschleunigen Sie den Anhänger wahrscheinlich auf eine gewisse Geschwindigkeit, bis die Reibung eine weitere Beschleunigung verhindert, und dann bleibt Ihre Geschwindigkeit konstant.

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

Strom wird gezogen, Spannung wird geschoben.

(Vereinfachte Erklärung) Ein Motor ist im Wesentlichen ein großer Widerstand, der den durch ihn fließenden Strom begrenzt. Es ist eine lange Drahtspule. Bei gegebener V-Spannung und gegebenem Spulenwiderstand R erhalten Sie mit der regulären Ohmschen Gesetzesformel I = V / R den Strom, den Sie benötigen.

Eine LED ist im Wesentlichen ein sehr sehr kleiner Widerstand, wie eine Sicherung, da sie eine sehr große Strommenge durchlässt und sich unterwegs aufheizt. Im Grunde ist es ein Kurzschluss. Für den nützlichen Zweck des Emittierens von Licht muss dieser Strom extern gesteuert werden. Wenn Wärme kein Problem wäre (Wärme an der LED-Verbindung würde sie töten), würde sie einfach wie ein sehr sehr kleiner Widerstand wirken.

Stellen Sie sich einen Motor als LED + Widerstand vor. Das ist alles, was es wirklich in den einfachsten Begriffen ist. Und wenn sich die Spannung ändert, ändert sich der Strom durch diese LED + Widerstandskombination oder den Motor.

Wir wissen, dass die Aktuatoren wie Gleichstrommotoren, Schrittmotoren, Relais und Magnetspulen aus Spulen (Induktoren) bestehen, die bei gegebener Versorgung viel Strom aus der Quelle ziehen, weil die Gegen-EMK der Spule in der Null ist Startbedingung (wenn wir schnell ansprechende Sicherungen verwenden, kann diese durchbrennen), sodass nur diese mit der höheren Stromstärke versehen sind.

In einem anderen Beispiel gibt es einen Unterschied zwischen den in Kraftfahrzeugen und Wechselrichtern verwendeten Batterien. Wenn das Fahrzeug gestartet wird und die Batterie einige Sekunden lang viel Strom (sehr hoher Einschaltstrom) liefern muss, ist der Laststrom sehr gering (leichte Lasten, Audio) Die mit dem Wechselrichter verwendete Batterie muss immer einen stationären Strom liefern (der Einschaltstrom ist im Vergleich zu Kraftfahrzeugen geringer).

Aber Lasten wie LEDs sind rein nicht reaktiv, so dass der von ihnen aufgenommene Strom nicht variieren kann und von der Quelle mit genauem Nennstrom gespeist werden kann.