Napięcie przy jakim natężeniu

Często widziałem urządzenia o wymaganiach energetycznych określonych tylko w woltach (np. 7-12 V), ale nigdy nie natężeniu. Chciałem uruchomić różne wbudowane urządzenia, takie jak brodawki ścienne i baterie (urządzenia mają regulatory, nie martw się), ale wahałem się, ponieważ nie jestem świadomy wymagań dotyczących natężenia prądu dla urządzeń.

Moje pytanie brzmi: czy istnieje standardowe natężenie, które jest „zrozumiałe” dla mikrokontrolerów i tym podobnych?

Powiedziano mi, że natężenie prądu nie ma znaczenia, jednak błagam, by się różnić, ponieważ jestem całkiem pewien, że gdybym dostarczył urządzenie 7-12 woltów z 9 woltami o wartości 1 miliarda, wzmacniacze by wybuchły.

EDYCJA: Mówiąc prosto. Zasilacz jest oceniany na wzmacniaczach, który będzie tolerował przed przegrzaniem i odniesieniem obrażeń?

Napięcie (które jest trochę jak siła zasilania) i Prąd (mierzone w amperach, czyli ilości energii elektrycznej), to dwie bardzo różne rzeczy.

Napięcie: Próbując dopasować zasilanie do urządzenia, musisz wyregulować napięcie ... jeśli napięcie zasilania jest zbyt wysokie, spowoduje to uszkodzenie urządzenia. Jeśli napięcie zasilania jest zbyt niskie, urządzenie po prostu nie będzie działać.

Prąd: Patrząc na prąd, musisz upewnić się, że natężenie prądu jest wyższe niż potrzebuje urządzenie, ponieważ zużywa tylko tyle prądu, ile potrzebuje. Jeśli wartość znamionowa urządzenia jest zbyt niska, urządzenie będzie próbowało uzyskać więcej prądu z źródła zasilania, niż może ono zapewnić, więc będzie się nagrzewać i być może wybuchnie. Gdybyś miał zasilacz o wartości 1 miliarda amperów, z radością zasiliłby maleńką żarówkę ... to po prostu oznacza, że ​​mógłby również zasilać 1 miliard żarówek lub więcej w tym samym czasie!

Możliwe sytuacje niebezpieczne to:

1. Jeśli napięcie jest zbyt wysokie dla urządzenia.
2. Jeśli wzmacniacze są zbyt niskie dla urządzenia.

Zasadniczo urządzenia, które wytwarzają dużo ciepła, światła lub ruchu, zwykle wymagają wysokiego prądu. Urządzenia sterujące rzeczami, takie jak pilot telewizora lub mały gadżet z być może kilkoma diodami LED, nie będą wymagały dużego prądu.

Aby odpowiedzieć na twoje pytanie, sam mikrokontroler prawdopodobnie potrzebuje tylko od 0,02 do 0,1 A. Jeśli mikrokontroler kontroluje coś innego i współdzieli zasilanie, to bieżąca ocena zasilania naprawdę zależy od urządzenia.

Jeśli podłączysz urządzenie 5 V 100 mA do zasilacza 5 V o wartości 1 miliarda A, urządzenie pobierze 100 mA.

Oczywiście, że nie, urządzenie pobiera tyle prądu, ile wymaga (prawo Ohma). Maksymalna zdolność prądowa zasilacza jest nieistotna, o ile jest większa niż szczytowa wartość znamionowa prądu urządzenia.

Zgadzam się z Leonem. To, że zasilacz może dostarczyć pewien maksymalny prąd, nie oznacza, że ​​zasilane urządzenie będzie pobierać tyle prądu.

Jeśli chodzi o pytanie o „zrozumiałą” moc znamionową dla mikrokontrolerów i tym podobne, odpowiedź dla mikrokontrolerów można znaleźć w arkuszu danych. To oczywiście będzie się znacznie różnić w zależności od mikrokontrolerów. Te zwykle omawiane na tej stronie (PIC, ARM Cortex-Mx, AVR itp.) Są stosunkowo niskim zużyciem energii (zwykle kilka miliamperów lub dziesiątki miliamperów) w porównaniu z tym, co dostarczy typowa brodawka ścienna. Założę się, że trudno byłoby znaleźć ogólną brodawkę na ścianie, która dostarcza mniej niż 100 mA w niektórych punktach sprzedaży, więc ogólnie rzecz biorąc, nie będzie to problemem. Biorąc to pod uwagę, mogę całkowicie zrozumieć twoją frustrację z powodu braku dobrej dokumentacji.

„Eksplodujące” nieporozumienie, o ile widzę, w zasadzie wynika z niezrozumienia, do jakiego rodzaju idealnego generatora powszechnie używanych źródeł energii można zbliżyć.

Zasadniczo mamy dwa typy idealnych generatorów. Idealny generator napięcia i idealny generator prądu .

Idealny generator napięcia ma dwa styki i zapewnia na nich stałe napięcie, bez względu na to, jakiego obciążenia używamy. Prąd wyjściowy pochodzi z prawa Ohma i dlatego nie wolno ich zwierać na wyjściach. Zasadniczo udostępnia prąd do obciążenia podłączonego na jego wyjściu.

Idealny generator prądu zapewnia stały prąd przez jego styki, bez względu na to, jakiego obciążenia używamy. Napięcie wyjściowe pochodzi z prawa Ohma i dlatego muszą zawsze mieć obciążenie lub być zwarte. Zasadniczo pompuje prąd przez swoje wyjścia.

Aby stworzyć kolejną analogię nadużywania wody, idealne źródło napięcia jest jak jezioro, z którego można po prostu zebrać tyle wody, ile potrzebujesz, podczas gdy idealne źródło prądu jest jak rura ciśnieniowa, która zapewni stały strumień wody, dopóki nie zostanie zamknięta.

W prawdziwym świecie nie mamy takich idealnych generatorów, a prawdziwe źródła, które są ogólnie dostępne dla zwykłych ludzi, są znacznie bliższe idealnego generatora napięcia niż idealnego generatora prądu. Więc jeśli masz wspólny zasilacz o wartości znamionowej powiedzmy 9 V i 1 GA, oznacza to, że możesz go przybliżyć jako idealny generator napięcia 9 V do prądów wyjściowych 1 GA. Kiedy prąd wyjściowy musi być wyższy, przestanie działać jako idealne źródło napięcia i zacznie wykazywać niedoskonałości, takie jak spadek napięcia, przegrzanie, ograniczenie prądu i tak dalej.

Najważniejsze jest napięcie i rezystancja.

W przypadku prostych (niereaktywnych) urządzeń, takich jak steppery / głośniki itp., Prąd określa się za pomocą bardzo prostego równania:

prąd (ampery) = napięcie (wolty) / rezystancja (om)

Tak więc, biorąc pod uwagę stałe napięcie i stałą rezystancję, możesz obliczyć natężenie. To takie proste.

Zasilacz z wartością znamionową dla określonego natężenia mówi kilka rzeczy.

Po pierwsze, zasilacz jest zbudowany tylko do obsługi tego natężenia. Okablowanie, rezystory i inne urządzenia nagrzewają się w zależności od tego, ile prądu przepływa przez nie. Grubszy drut nagrzewa się mniej, a zatem może przenosić większy prąd bez ryzyka stopienia lub pożaru. Wynika to z faktu, że istnieje większa powierzchnia przekroju dla rozdzielanej mocy. (chociaż nie jest to takie proste, jeśli napięcie ma składową prądu przemiennego wysokiej częstotliwości). Nie chcesz więc, aby zasilanie znacznie przekraczało zakres znamionowy. Można go zbudować z cieńszego drutu i spalić.

Po drugie, wiele zasilaczy to dość głupie urządzenia (nieuregulowane). Jeśli są oceniane na 12V @ 1A, mogą dać ci 16 V przy 0,25 A lub 10 V przy 2 A (jeśli się nie spalą). Wiesz tylko, że otrzymasz napięcie 12V dokładnie przy napięciu znamionowym. Może to powodować problemy, jeśli na urządzeniu zostanie pobrane napięcie 12 V 5 A, które pobiera tylko 100 mA (może to dać urządzenie 16 V +)

Po trzecie, zapasy mają również wewnętrzny opór. Więc: CURRENT = VOLTAGE / (RESISTANCE_OF_LOAD + INTERNAL_RESISTANCE_OF_POWER_SUPPLY). Tak więc prąd, który jest w stanie dostarczyć do obciążenia, jest nieco ograniczony przez ten wewnętrzny opór. Twój przykładowy stepper o wartości 1,2A dla źródła 650mA może z tego powodu być w stanie pobrać 900mA. (W przypadku silnika krokowego oznacza to zwykle, że działa on wolniej i ma mniejszy moment obrotowy)

Po czwarte, zasilanie może mieć aktywne ograniczenie prądu. Jeśli wspomniane zasilanie 650mA miało ograniczenie prądu, może ograniczyć maksymalny prąd (dla bezpieczeństwa) do 700mA.

Najlepsze zasilacze są aktywnie regulowane. Oznacza to, że mikrokontroler lub jakiś obwód sprzężenia zwrotnego obserwuje jego moc wyjściową i dostosowuje się, aby zawsze podawać napięcie znamionowe. Zwykle mają też ograniczenia prądu ... więc są to najbezpieczniejsze rodzaje zasilaczy. Jednak wiele z nich to zasilacze impulsowe zamiast liniowych i mogą powodować szum, więc mogą być niepożądane dla niektórych urządzeń (przychodzi na myśl dźwięk o wysokiej wydajności).

Więc ... istnieje wiele czynników, które w zasadzie oznaczają użycie zasilacza zbliżonego do potrzeb obciążenia, chyba że masz pewność, że jest on regulowany. Nigdy nie używaj zapasów o wartości poniżej tego, czego potrzebuje twój ładunek, chyba że dobrze rozumiesz zarówno ładunek, jak i zapasy i jak zareagują na to.

Urządzenia reaktywne (takie jak mikrokontrolery) mogą dynamicznie zmieniać swoją odporność w zależności od potrzeb. Uruchamianie tych urządzeń z mniejszą mocą, niż potrzebują, zwykle oznaczałoby jakieś nieprawidłowe działanie.

Prąd to coś, co pobiera urządzenie, a napięcie to coś, co zapewnia źródło. Na przykład silnik w stanie utknięcia wymagałby większego prądu / soku do działania, więc pobierałby więcej prądu z akumulatora, który dostarcza napięcie i prąd. Istnieją źródła lub źródła, które ograniczają maksymalny prąd, jaki można z nich pobierać.