Kiedy ludzie mówią o urządzeniu „pobierającym” prąd, co mają na myśli? Dlaczego urządzenia pod obciążeniem „pobierają” więcej prądu?


21

W moim (niezwykle podstawowym) rozumieniu ilość prądu płynącego w obwodzie jest określona przez a) jego rezystancję ib) napięcie źródła zasilania (napięcie od początku do końca), które wymusza przepływ ładunku.

Dlaczego zatem ludzie mówią o urządzeniu „pobierającym” dodatkowy prąd, gdy np. Silnik napotyka dużą siłę? W ogóle spodziewałbym się, że zwiększy to rezystancję w obwodzie, a tym samym zmniejszy przepływ prądu. Co mówi, że obciążenie w obwodzie ma wpływ na to, ile ładunków jest przepychanych? Jak może wyciągnąć więcej?

Alternatywnie: gdzie moje rozumienie tych interakcji jest wadliwe? :)


1
Podejrzewam, że sami nie do końca wiedzą, co mają na myśli, mówiąc o „pobieraniu” prądu. Jednak „obciążenie” jest zasadniczo urządzeniem, do którego dostarczana jest energia . Zatem zwiększenie obciążenia, np. Silnika, wymaga od silnika dostarczenia większej mocy, a przy założeniu, że napięcie do silnika jest (mniej więcej) stałe, oznacza to wzrost prądu przez silnik (energia elektryczna jest produktem napięcia i prądu).
Alfred Centauri

4
Lepiej byłoby powiedzieć, że urządzenie lub obciążenie „akceptuje” lub „pozwala” na przepływ prądu, zamiast mówić, że „pobiera” prąd. Powszechnym błędnym przekonaniem początkujących wydaje się, że zasilacz przepchnie swój prąd znamionowy przez obciążenie - jest to niepoprawne, przepłynie tylko tyle prądu, ile obciążenie przyjmie.
Peter Bennett

7
Jeśli pytasz o silniki, a nie o „ciągnienie”, rezystancja nie zmienia się pod obciążeniem, ale robi to coś, co nazywa się EMF. Tylne pole elektromagnetyczne swobodnie obracającego się silnika spowoduje, że prąd będzie na minimum. Powrót EMF znika, gdy silnik jest zablokowany, a rezystancja uzwojenia jest stosunkowo niewielka.
George White

3
Pamiętaj również, że jeśli podłączysz odkurzacz, skok silnika wzrośnie. Nie dzieje się tak jednak, ponieważ silnik pracuje mocniej. Pracuje mniej ciężko! Nie jest w stanie poruszać powietrzem, więc nie ma nic do roboty. Przy mniejszym obciążeniu robi to, co robią lekko obciążone silniki: przyspiesza.
Kaz

Odpowiedzi:


21

Pomyśl o tym jako o „wzięciu” dodatkowego oddechu podczas joggingu, a nie o chodzeniu.

Obwód w normalnych warunkach pojawi się jako pewna impedancja. Na przykład silnik prądu stałego pracujący bez obciążenia mechanicznego będzie wirował z prędkością określoną przez liczbę jego uzwojeń, styków, magnesów trwałych itp. Gdy obciążenie zostanie przyłożone do wału, wirnik zwalnia, zmniejszając impedancję uzwojeń skontaktowano się. Upraszczając, impedancja zależy od prędkości (częstotliwości), z jaką się obraca. Ponieważ uzwojenia są indukcyjne, zmniejszenie częstotliwości kątowej zmniejsza impedancję. W rezultacie prąd rośnie, więc „można powiedzieć, że”.


3
Ach, świetnie! Tak więc dla osoby, która jeszcze nie studiowała prądu przemiennego, mogę teraz myśleć (bardzo w przybliżeniu), że opór w obwodzie głównym jest faktycznie zmniejszony, gdy silnik działa przeciwko czemuś? Znowu wszystko jest w porządku na świecie. Dzięki!
Chris Cooper

2
Tak to jest poprawne. Podczas badań przekonasz się, że impedancja (złożona rezystancja) uzwojenia zależy od częstotliwości prądu przemiennego. W silniku występuje wiele innych zmiennych, ale istotą jest to, że XL = 2 * pi f L. Tak więc impedancja złożona zmniejsza się wraz ze spadkiem częstotliwości, jak sugeruje to w reaktancji indukcyjnej. Rezystancja prądu stałego (rzeczywista) nie zmienia się, ale impedancja zespolona jest sumą wektorów R i XL, więc jest wyższa, gdy przyłożone jest zasilanie prądem przemiennym lub, w przypadku silnika prądu stałego, generowane przez przełączanie uzwojeń przez szczotki i styki.
Martin

8

Przez „wyciąganie dodatkowego prądu” większość ludzi rozumie dokładnie, że „bycie pod [dodatkowym] obciążeniem” oznacza podobną rzecz, tj. Urządzenie musi dostarczyć więcej mocy do swojego obciążenia.

Jeśli się nad tym zastanowić, jeśli prąd (a zatem moc przy stałym napięciu) w silniku zmniejszy się pod większym obciążeniem, wówczas złamane zostanie podstawowe prawo fizyki - więcej mocy będzie wychodzić niż wchodzić. Istnieje wiele szczegółów, które mogłyby zostać pominięte tutaj, ale zasadniczo przeciwdziałająca siła elektromotoryczna (lub tylna EMF) jest przyczyną, dla której silniki i inne podobne rzeczy działają tak, jak działają (patrz także prawo Lenza ). Z grubsza analogią może być to, że można pomyśleć o tym, że napęd silnika jest fizycznie podłączony do obciążenia (podobnie za pomocą transformatora)

Jest to dość łatwe i pouczające, aby zrobić szybki test z (najlepiej niewielkim) silnikiem, zasilaczem pół przyzwoitym (lub stołowym) i multimetrem (lub lunetą z sondą prądową)
Ustaw obwód, aby zmierzyć prąd przez silnik, a następnie obserwuj bieżące zmiany od uruchomienia do pełnej prędkości bez obciążenia, następnie przyłóż niewielki ładunek i stopniowo zwiększaj obciążenie, aż silnik się zatrzyma (jeśli jest bezpieczny dla silnika i dla siebie - sprawdź arkusz danych, w każdym przypadku spraw, aby był na krótko. Większość pół przyzwoitych arkuszy danych będzie podać dane dotyczące rezystancji uzwojenia, prądu utyku, prądu nieobciążonego, wykresów itp.)


6

Gdy inżynierowie mówią, chcą, abyś wiedział, że są bardzo inteligentni i mają swój własny język, aby to udowodnić ... Trochę jak „COP TALK”, tj .: „sprawca wyszedł z pojazdu i wszedł do zakładu, w którym zabezpieczył zakup produktu coca-coli tuż przed ponownym wejściem do pojazdu… ”

Do celów elektrycznych lub elektronicznych:

„Wyciąganie” oznacza spożywanie, ciągnięcie lub korzystanie z zasobów… Tak jak „WYRÓŻNIAJ” mleko ze słomki z kubka, który jest źródłem, w elektronice możesz „WYRUSZYĆ” więcej prądu ze źródła. Używany prawie wyłącznie w znaczeniu „Pobór prądu”

„Prąd” to termin, którego używamy do wizualizacji / reprezentacji / pomiaru prądu przepływającego przez drut.

Kiedy ludzie mówią, że urządzenie „pobiera prąd”, oznacza to po prostu, że urządzenie pobiera lub pobiera energię z zasilacza. W elektronice zawsze obsesyjnie martwimy się o to, ile soku zużywają nasze urządzenia. Być może martwimy się, ponieważ używamy baterii i obawiamy się, że możemy ją zabić, jeśli „ZRÓBIŚMY DUŻO PRĄDU”, A może mamy problem z urządzeniem. Może się nie włącza, nie zaświeca, ani nie wydaje właściwych dźwięków ... ALE !!, wydaje się, że „rysuje dużo bieżących” To jest cenna informacja dla narzędzia do rozwiązywania problemów i na pewno sprawia, że ​​brzmisz mądrze dla ludzi że nie wiem o czym mówisz.

„OBCIĄŻENIE” to po prostu urządzenie lub część obwodu, która pobiera energię z jakiegoś źródła elektrycznego. Patrząc na obwód elektryczny, który obsługuje coś takiego jak pralka, klimatyzacja lub dysk twardy w komputerze, mówimy, że element reprezentuje lub jest w rzeczywistości „OBCIĄŻENIEM” obwodu.

ALE!!!!! Ilość LOAD może się zmieniać w zależności od tego, co robi urządzenie w danym momencie.

Alternatywnie, „OBCIĄŻENIE” może również odnosić się do całkowitej ilości mocy pobieranej ze źródła zasilania. Możemy więc powiedzieć: „Klimatyzator nakłada duży OBCIĄŻENIE na nasz obwód lub łącznie klimatyzator, pralka i komputer ma zbyt dużo OBCIĄŻENIA dla jednego obwodu domowego.

Gdy urządzenie jest obciążone, oznacza to, że wykonuje pracę i potrzebuje więcej energii ze źródła zasilania lub „Zasilacza”. Być może zobaczysz termin „Jest pod dużym obciążeniem”. Oczywiście, HEAVY LOAD daje wyobrażenie, że urządzenie bardzo ciężko pracuje, być może zbliżając się do swoich maksymalnych możliwości. Lekki ładunek zakłada coś wręcz przeciwnego, a także oczywistego.

Prawidłowe pytanie nie brzmi tak naprawdę, dlaczego urządzenie pod obciążeniem pobiera więcej mocy, jest raczej lepsze zrozumienie tego, co w rzeczywistości oznacza termin obciążenie w tym złożonym słowniku inżynieryjnym. Fakt, że urządzenie jest „pod obciążeniem” faktycznie oznacza bezpośrednio, że urządzenie po prostu zużywa energię lub prąd z zasilacza. Tak więc, dla każdego określonego obwodu, im cięższe staje się Obciążenie, tym więcej prądu lub mocy zostanie pobrane lub pobrane z zasilacza. Obwód, który NIE jest obciążony, nie pobiera żadnej mocy ani prądu.

Proszę zauważyć, że „Moc” i „Prąd” zostały użyte w moim wyjaśnieniu jako ogólny sposób opisu energii elektrycznej wykorzystywanej przez urządzenie lub obwód. Technicznie „prąd” i „moc”, chociaż oba są bezpośrednio powiązane, to 2 różne pomiary i mają 2 różne wartości dla dowolnego obwodu.

Mam nadzieję, że to pomoże i trafi w sedno twojego pytania ...

Dziękuje za przeczytanie,

Keith Danhardt

PRZEPRASZAM! Widziałem tylko górną część twojego pytania na temat pobierania prądów i obciążeń ... Wrzucanie rzeczy motorycznych pokazuje mi, że masz wyższy poziom zrozumienia, niż w rzeczywistości pisałem.

Teraz silnik wrzuca trochę małpiego klucza do rzeczy po prostu z powodu niewiarygodnie interesujących rzeczy, które dzieją się, gdy silnik pracuje.

Wydaje się dość oczywiste, że każde urządzenie, które ma większe obciążenie, będzie wymagało większej mocy do działania. Na przykład silnik, który obecnie podnosi 10 funtów, powinien prawie podwoić moc, gdy waga zmieni się na 20 funtów. Nie do końca jednak z wielu powodów, takich jak tarcie i inne czynniki, ale wystarczy powiedzieć, że logika dyktuje, że maszyna, która wykonuje podwójną ilość pracy, powinna zużywać podwójną energię (wszystko inne jest równe). W pewnym sensie „ŁADOWANIE” można rzetelnie opisać jako ilość pracy, jaką wykonuje maszyna. Im większy ciężar w naszym przykładzie, tym większy ŁAD, tym więcej mocy jest potrzebne. Całkiem prosto.

Więc patrząc na silnik jako ściśle na prawo DC i biorąc pod uwagę twój poziom zrozumienia, nie powinno być żadnych pytań, dlaczego większe obciążenie zwiększy prąd w obwodzie. . Gdy obciążenie staje się większe, efektywnie maleje jego rezystancja. Więc jeśli przyłożone napięcie pozostaje takie samo, ale rezystancja obciążenia spada, to oczywiście prąd musi wzrosnąć. Proste prawo omowe. Jedynym problemem jest to, że liczby nie działają.

Patrząc na to z prostej relacji rezystancji, napięcia, prądu, silnik wydaje się nie mieć sensu elektronicznego. Liczby nie obliczają sposobu, w jaki myślałeś. I to jest właśnie powód, dla którego postanowiłem nie wybierać teorii AC ani komunikacji jako głównego kierunku studiów. Kiedy wchodzisz w te teorie, wydaje się, że wszystko zaczyna łamać stare prawo OHMS. Zauważ, że powiedziałem, że się pojawia. Kiedy w końcu usiądziesz i wykonasz 4 strony równań matematycznych, wszystkie oparte bezpośrednio na prawie omowym, wszystko działa i okazuje się, że dokładnie tak, jak mówili, powinno się zdarzyć, nawet jeśli na pierwszy rzut oka nie ma to sensu ..

To, co dzieje się w silniku podczas pracy, to złożona seria przeszkadzających zdarzeń, które na swój sposób wpływają na przepływ prądu. Wraz z tarciem, nagrzewaniem uzwojeń i innymi drobnymi zachodzącymi rzeczami istnieje coś, co nazywa się przeciwdziałaniem EMF. Jest to najbardziej wpływowy czynnik, w to wierz lub nie.

Kiedy pracujesz na silniku elektrycznym (pozwól, proszę, po prostu trzymaj się silnika prądu stałego do naszych celów. Mój mózg już zaczyna boleć na samą myśl o wyjaśnieniu silnika prądu przemiennego). Teoretycznie jedyną zużywaną mocą jest strata tarcie łożysk i uzwojenia cewki. W przeciwnym razie silnik elektryczny „teoretycznie” nie pobierałby mocy. Ze względu na konstrukcję silnika elektrycznego faktycznie wytwarza on własną energię elektryczną. ....... w pewien sposób ....... Podobnie jak w przypadku pracy transformatora lub generatora elektrycznego, silnik elektryczny stosuje również ideę, że cewka ładująca drutów faktycznie zawiera energię w polu magnetycznym, które się otacza kiedy przepływa przez niego prąd elektryczny. Kiedy to pole się zapadnie, indukuje napięcie na otaczającej cewce drutów w 100% równe i przeciwne do prądu, który został użyty do początkowego naładowania cewki. (minus straty w cewce.) Nazywa się to licznikiem EMF. W transformatorze lub urządzeniu generującym powstały prąd elektryczny jest przesyłany do jego obciążenia lub zasilacza, aby wykorzystać go w razie potrzeby. Ale w silniku elektrycznym ten prąd zwrotny płynie z powrotem do własnego źródła zasilania, co powoduje pozornie zastąpienie prądu, który został pierwotnie z niego wyciągnięty. Dodajmy teraz do podgrzewania drutów efekt magnesów trwałych, które są również częścią silnika prądu stałego, i inne czynniki, a dla mnie przynajmniej staje się matematycznie niemożliwe do obliczenia ... Cóż, nie do końca, ale. ... Zdobądź watomierz i zmierz rzeczywistą moc. Dużo łatwiej.. Wykonaj matematykę w swoim życiu, aby udowodnić teorię, ale potem zaufaj miernikowi Wat. Jeśli spróbujesz wykonać zbyt wiele takich obliczeń w ciągu swojego życia, głowa eksploduje, więc zachowaj szczególną ostrożność.

Brakuje jednego z powyższych wyjaśnień, że chociaż mówiliśmy o silniku prądu stałego, wciąż mamy do czynienia z budowaniem prądu przemiennego i zapadaniem się na cewce, ponieważ gdy silnik prądu stałego obraca się, stale odwraca biegunowość ładunku w cewce przewody skutecznie wytwarzające napięcie prądu przemiennego. To może prawdopodobnie zająć dużo większe i lepsze wytłumaczenie, ale muszę gdzieś to odciąć.

Ok, więc teraz wyjaśnijmy, dlaczego prąd wzrasta, gdy silnik jest wstrzymywany lub nawet zatrzymywany, gdy cała moc jest nadal stosowana. Teraz, gdy silnik jest zatrzymany, powiedzmy, pole magnetyczne wokół cewki nigdy się nie zapada. Bez obracania silnika po prostu doprowadzasz pełne napięcie bezpośrednio do prostego kawałka drutu. Być może długi zwinięty drut, ale wciąż niewielki opór elektryczny. Zatem bez włączania i wyłączania z obrotu silnika pełne napięcie z zasilacza jest stale przykładane do cewki silnika. Następnie cewka zaczyna pobierać ogromne ilości prądu z zasilacza i jednocześnie podgrzewać druty cewki, próbując usunąć tę zasadniczo zwartą energię. W związku z tym! Prąd płynie przez dach i najprawdopodobniej niszczysz uzwojenia cewki. Łatwo jest spojrzeć na to z powierzchni i powiedzieć:

Keith


To była całkiem odpowiedź! Dziękuję za wyjaśnienie.
Chris Cooper

Ach, tak, to również wyjaśniło mi, dlaczego opieranie się ruchowi silnika może powodować przegrzanie. Skutecznie zwarłeś to. Dzięki jeszcze raz!
Chris Cooper

5

Pod koniec dnia twoje zamieszanie wynika z Prawa Ohma. Prawo Ohma stosuje się tylko do składników omowych (to znaczy, że ich rezystancja zmienia się bardzo niewiele w stosunku do innych zmiennych, jest to trochę głupie, ponieważ definicja zasadniczo oznacza „Składnik zgodny z prawem Ohma).

Faktem jest, że większość komponentów nie jest omowa. Oznacza to oczywiście, że jego rezystancja może się zmieniać, a tym samym zmiany prądu. Ale ponieważ opór jest czymś, co wymyśliliśmy (w oporze nie ma nic fizycznego), faktyczna zmiana jest zmianą prądu, co sprowadza się do zmiany w Voltage/Currentlub Resistance.

Ok ... więc jest wiele obiektów, które nie są omowe. Najprostszy, jaki mogę wymyślić, to elektromagnes (lub elektromagnes). „Idealny” elektromagnes ma wyimaginowany opór i jest bardzo nie-omowy. Jest odporny na ZMIANY w prądzie. Biorąc pod uwagę, że istnieją one we wszystkich silnikach, powinieneś być w stanie zrozumieć, że silniki nie są OHMIC.

Zatem pobór prądu nie jest proporcjonalny do napięcia na silnikach.

Innym sposobem myślenia o tym są rury. Prosta rura przepłynie więcej wody, im większy będzie nacisk. Im grubsza rura, tym większy przepływ wody na ciśnienie.

Możesz jednak mieć w kanalizacji takie rzeczy jak cysterny. Po włączeniu ciśnienia wody płynie dużo wody. Jednak gdy zbiornik zaczyna się napełniać, woda przestaje płynąć. Czy możesz mi powiedzieć o oporze cysterny?


5
Staram się rozejrzeć po głowie: „w oporze nie ma nic fizycznego ”.
Anindo Ghosh


1
Jak można „zmierzyć” opór? Jest to jedynie stosunek prądu do napięcia. Jeśli nie było prądu ani napięcia, NIE MOŻNA zmierzyć rezystancji. W niektórych przypadkach stosunek ten jest w większości stały, ale w większości nie jest prawdą.
Aron

1
Jest to fizyczna właściwość materiałów, podobnie jak gęstość lub stała dielektryczna.
pjc50

@ pjc50 opisz, w jaki sposób definiujesz fizyczną właściwość rezystancji plazmy.
Aron

3

1) Nazywamy to prądem „ciągnącym”, ponieważ gdy ładunek jest podłączony do źródła, elektrony mają tendencję do ustawiania się i przemieszczania w kierunku dodatniego bieguna źródła. Ze względu na pomiar ilości elektronów (ładunku) i czasu , mamy ilość o nazwie prąd . Zakładamy, że kierunek prądu jest przeciwny do kierunku przepływu elektronów, dlatego określa się go jako „pobór” prądu ze źródła, co w rzeczywistości oznacza źródło pobierające elektrony z obciążenia .

2) Nie możemy dojść do wniosku, że obciążenie pobiera bezpośrednio więcej prądu. Rozważ obciążenie rezystancyjne podłączone do źródła prądu stałego, pobiera prąd o wartości V / R. Załóżmy, że nastąpi zwarcie, R spadnie do zera, a następnie prąd wynosi V / 0, tzn. Nieskończoność . Jest to niepożądana usterka w obwodzie. A przy OC pobiera zerowy prąd. Tak więc, gdy źródło jest podłączone do obciążenia, pobiera optymalny prąd .


1

Moc dostarczana do silnika wynosi V x I. Jeśli napięcie jest stałe i silnik wymaga większej mocy (ponieważ wzrasta jego obciążenie mechaniczne), więcej prądu pobiera się z zasilacza.


0

Potencjał elektryczny punktu lub „węzła” to stopień, w jakim przyciąga on elektrony; jeśli jest to dozwolone, elektrony będą przepływać z punktów o niższym potencjale do punktów o wyższym potencjale, wykonując pracę w tym procesie. Możliwe jest przepychanie elektronów z punktów o wyższym potencjale do punktów o niższym potencjale (tak właśnie robią baterie i zasilacze), ale robienie tego wymaga dodawania energii skądinąd.

Mówi się, że urządzenie „pobiera prąd z węzła”, jeśli umożliwia przepływ elektronów z innych (zwykle o niższym potencjale) węzłów do tego węzła. Mówi się, że urządzenie „pochłania prąd z węzła”, jeśli elektrony z innych węzłów przepływają do tego węzła, niezależnie od tego, czy ten drugi węzeł ma niższy potencjał (więc może po prostu pozwolić elektronom płynąć tam), czy też drugi węzeł ma większy potencjał i elektrony należy popchnąć. Mówi się, że urządzenie „źródło prądu do węzła”, jeśli elektrony z tego węzła przepłyną do innych węzłów (ponownie bez uwzględnienia potencjałów względnych). Nie znam żadnego terminu, który byłby jak „źródło”, ale z implikacją, że elektrony mogły po prostu przepływać.

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.