ทำอุปกรณ์ไฟฟ้า“ ทำในสิ่งที่ต้องการ”

แนวคิดอิเล็กทรอนิกส์หนึ่งที่ฉันเข้าใจยากคือถ้าสิ่งต่าง ๆ เช่นมอเตอร์แอคทูเอเตอร์ solenoids ฯลฯ ใช้พลังงานมากเท่าที่พวกเขาต้องการหรือสิ่งที่คุณให้พวกเขา

หากมอเตอร์ต้องการ 12 โวลต์และ 500 มิลลิแอมป์และฉันจ่ายให้กับ 12 โวลต์และ 3000 มิลลิแอมป์มันจะบริโภค 500ma เท่านั้นหรือไม่ นอกจากนี้ถ้าฉันจัดหาด้วย 15volts และ 500ma จะเกิดอะไรขึ้น

ดูเหมือนว่าเหตุผลที่ LED และมอเตอร์ DC นั้นมีความแตกต่างกันเมื่อต้องใช้ / ใช้ไฟฟ้าโดยที่ LED ต้องมีการควบคุมอย่างสมบูรณ์และ (ฉันถือว่า) มอเตอร์ DC ไม่ได้

ความเข้าใจของฉันผิดหรือเปล่า?

หากต้องการ 500 mA ก็จะใช้เวลา 500 mA แม้ว่าคุณจะให้ความจุ 3000 mA ก็ตาม หากคุณกำลังยืนอยู่ที่ด้านล่างของน้ำตกไนการ่าตกอยู่กับถัง 10 ลิตรคุณสามารถกรอกมันจนมี 10 ลิตรแม้ว่าน้ำตกที่มีความจุในการให้มากขึ้น

โดยทั่วไปจะเป็นจริงสำหรับหลอดไส้, มอเตอร์, สิ่งอื่น ๆ ที่ทำจากขดลวดและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ที่ถือครองเซมิคอนดักเตอร์ นอกจากนี้ยังเป็นความจริงสำหรับวงจรรวมจำนวนมากซึ่งดึงออกมาจากรางไฟตามที่ต้องการ

มันเป็นเท็จโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับไฟ LED และทรานซิสเตอร์สองขั้วซึ่งทั้งสองสามารถดึงกระแสได้อย่างเพียงพอที่จะทำลายตัวเองเว้นแต่จะมีแรงดันที่เฉพาะเจาะจงมาก

แรงดันเกินเกือบจะไม่ดีสำหรับเกือบทุกอย่าง อิเล็กทรอนิคส์ธรรมดาอาจทำงานได้เมื่อไม่เต็ม (มอเตอร์, หลอดไฟ) เซมิคอนดักเตอร์จะไม่

ลองนึกภาพการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าว่าเป็นเพลาที่สามารถหมุนได้และสามารถเชื่อมต่อเครื่องที่ขับเคลื่อนโดยเพลากับอุปกรณ์ที่จะหมุน หากอุปกรณ์ขับเคลื่อนกำลังหมุนเพลาเครื่องจักรจริงที่ไม่มีแหล่งพลังงานจะใช้แรงบิดอย่างน้อยในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุน (พยายามลดความเร็วลงอย่างมีประสิทธิภาพ) - แรงบิดบางอย่างในทิศทางนั้นจะเกิดขึ้น จากแรงเสียดทานแบกภาระถ้าไม่มีอะไรอื่น ปริมาณของพลังงานที่ส่งผ่านเพลาจะเป็นผลผลิตของแรงบิดและความเร็วในการหมุนเป็นเรเดียนต่อวินาที [หน่วยเป็นเรเดียนต่อวินาทีเพราะที่ความเร็วนั้นจุดสิ้นสุดของแรงบิดแขนlหน่วยระยะทางจะเคลื่อนที่เป็นระยะทางlหน่วยต่อวินาที]

เครื่องมือการขับขี่บางประเภทจะ "ลอง" เพื่อให้แรงบิดในระดับความเร็วที่กำหนด อุปกรณ์ขับรถประเภทอื่น ๆ จะ "พยายาม" เพื่อหมุนเพลาด้วยความเร็วที่เฉพาะเจาะจงโดยให้แรงบิดมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ เครื่องมือการขับขี่ประเภทต่าง ๆ ส่วนใหญ่จะหมุนด้วยความเร็วที่ไม่มีโหลด แต่จะหมุนช้าลงภายใต้เงื่อนไขของแรงบิดที่เพิ่มขึ้นของโหลด

ในทางกลับกันอุปกรณ์ขับเคลื่อนบางประเภทจะใช้แรงบิดในระดับเกือบคงที่โดยไม่คำนึงถึงความเร็วในการขับเคลื่อน แต่บางครั้งจะใช้แรงบิดเกือบไม่เมื่อขับด้วยความเร็วต่ำกว่า แต่ลอง "" เพื่อป้องกันไม่ให้อินพุตหมุนเร็วกว่านั้น ต่อต้านด้วยแรงบิดเท่าที่จำเป็นในการทำเช่นนั้น (จนถึงจุดหนึ่ง) เครื่องมือขับเคลื่อนหลายประเภทจะต้านทานด้วยแรงบิดเกือบทุกชนิดโดยไม่คำนึงถึงความเร็ว แต่แรงบิดจะมากกว่าที่ความเร็วสูงกว่าความเร็วต่ำ

เมื่อใดก็ตามที่แรงบิดของซัพพลายเออร์สูงกว่าของผู้บริโภคความเร็วเพลาจะเพิ่มขึ้น เมื่อมันลดลงมันจะลดลง เนื่องจากความเร็วที่เพิ่มขึ้นทำให้แรงบิดของไดรเวอร์ส่วนใหญ่ลดลง แต่จะทำให้แรงบิดของผู้บริโภคส่วนใหญ่เพิ่มขึ้นความเร็วจะเพิ่มขึ้นจนถึงระดับที่ระดับแรงบิดทั้งสองเท่ากัน

ในบางกรณีหนึ่งอาจคิดว่าความเร็วในการหมุนตามที่กำหนดโดยซัพพลายเออร์; ในบางกรณีมันถูกกำหนดโดยผู้บริโภค ในหลายกรณีมันถูกกำหนดโดยการโต้ตอบของทั้งสอง

ในโลกไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่จะคล้ายคลึงกับความเร็วในการหมุนและแรงดันไฟฟ้านั้นคล้ายกับแรงบิด เช่นเดียวกับที่เป็นไปได้ที่จะใช้แรงบิดโดยไม่มีอะไรเคลื่อนที่ แต่ (ไม่มีแบริ่งที่ไม่มีแรงเสียดทาน) ไม่มีสิ่งใดที่เคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีแรงบิดดังนั้นคน ๆ หนึ่งสามารถใช้แรงดันไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องใช้กระแส สิ่งหนึ่งที่แปลกเกี่ยวกับการเปรียบเทียบคือมอเตอร์ส่วนใหญ่กินกระแสไฟฟ้าตามสัดส่วนแรงบิดเชิงกลในขณะที่แรงดันไฟฟ้าลดลงซึ่งเป็นสัดส่วนกับผลรวมของความเร็วในการหมุน (พวกเขายังลดแรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติมซึ่งเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่ใช้)

พิจารณากฎของโอห์ม :

ที่นี่เรามีสามตัวแปร: แรงดันไฟฟ้ากระแสต้านทาน สำหรับโหลดตัวต้านทานใด ๆ ทั้งสามจะสัมพันธ์กันโดยสมการนี้เสมอ

หากเป็นการยากที่จะเข้าใจให้พิจารณาสมการตัวแปรสามตัวที่สามารถสังเกตได้และคุ้นเคยมากกว่ากฎข้อที่สองของนิวตัน :

แรงเป็นผลคูณของมวลและการเร่งความเร็ว ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีแรงเสียดทานสิ่งที่ไม่เร่งจะต้องไม่มีแรงกระทำ การบัญชีสำหรับแรงเสียดทานสิ่งที่ไม่เร่งจะต้องมีกองกำลังที่ใช้ที่ยกเลิกแรงเสียดทานอย่างแน่นอนว่ามีแรงสุทธิเป็นศูนย์ เมื่อมีแรงมวลจะเร่ง; และมันจะเร่งความเร็วให้น้อยลงหากมันมีมวลมากขึ้น

สมมติว่าคุณต้องการลากรถพ่วงด้วยความเร็วคงที่ รถพ่วงของคุณจะมีแรงเสียดทานจากอากาศและยางและเครื่องลากจูงจะต้องปรับสมดุลแรงเพื่อรักษาความเร็วที่คุณต้องการ หากรถพ่วงยังไม่เคลื่อนที่เครื่องลากจูงจะต้องใช้แรงมากขึ้นในการเร่งรถพ่วง หากคุณกำลังลากขึ้นเขาจะต้องใช้กำลังมากขึ้นเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วง การตกต่ำคุณอาจต้องบังคับให้ถอยหลัง

ไม่สำคัญว่าคุณจะใช้จักรยานหรือหัวรถจักรเป็นเครื่องลากจูงตราบเท่าที่คุณสามารถใช้กำลังมากพอที่จะรักษาความเร็วที่คุณต้องการ ไม่ว่าในกรณีใดแรงจะเหมือนกันแม้ว่าช่วงของแรงที่สามารถจัดหาได้จากจักรยานและหัวรถจักรนั้นแตกต่างกันมาก

$F=ma$

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

กระแสไฟฟ้าถูกดึงแรงดันจะถูกผลัก

(คำอธิบายอย่างง่าย) มอเตอร์เป็นตัวต้านทานขนาดใหญ่โดย จำกัด กระแสที่ผ่านเข้าไป มันเป็นขดลวดยาว เมื่อได้รับแรงดันไฟฟ้า V และความต้านทานคอยล์ R ด้วยสูตรกฎของโอห์ม I = V / R ปกติคุณจะได้รับกระแสที่ต้องการ

โดยพื้นฐานแล้ว LED เป็นตัวต้านทานขนาดเล็กมากอย่างเช่นฟิวส์เนื่องจากช่วยให้กระแสไหลผ่านเป็นจำนวนมากทำให้ร้อนขึ้นระหว่างทาง โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นไฟฟ้าลัดวงจร เพื่อประโยชน์ในการเปล่งแสงกระแสนั้นจะต้องมีการควบคุมจากภายนอก หากความร้อนไม่เป็นปัญหา (ความร้อนที่จุดเชื่อมต่อนำเป็นสิ่งที่ฆ่ามัน) มันจะทำหน้าที่เหมือนตัวต้านทานขนาดเล็กมาก ๆ

คิดว่ามอเตอร์เป็นตัวต้านทาน + นำ นั่นคือทั้งหมดที่อยู่ในเงื่อนไขที่ง่ายที่สุด และเมื่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันผ่านคำสั่งผสม + ตัวต้านทานหรือมอเตอร์

เรารู้ว่าแอคทูเอเตอร์เช่นมอเตอร์ DC, สเต็ปเปอร์มอเตอร์, รีเลย์, โซลินอยด์ทำจากขดลวด (ตัวเหนี่ยวนำ) เมื่อมีการจ่ายจะใช้เพื่อดึงกระแสไฟฟ้าจากแหล่งที่มามากกว่าพิกัดของมันเนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังของขด เงื่อนไขการเริ่มต้น (ถ้าเราใช้ฟิวส์ตอบสนองอย่างรวดเร็วแล้วมันอาจระเบิด) ดังนั้นพวกเขาเท่านั้นที่จะได้รับกับการจัดอันดับปัจจุบันสูงขึ้น

อีกตัวอย่างหนึ่งมีความแตกต่างระหว่างแบตเตอรี่ที่ใช้ในรถยนต์และอินเวอร์เตอร์เมื่อรถสตาร์ทแบตเตอรี่จะต้องจ่ายกระแสไฟมาก (กระแสไหลเข้าสูงมาก) ไม่กี่วินาทีจากนั้นกระแสโหลดจะน้อยมาก (โหลดเบาเสียง ระบบ) แบตเตอรี่ที่ใช้กับอินเวอร์เตอร์จะต้องให้สถานะคงที่เสมอ (กระแสการไหลเข้าจะน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับรถยนต์)

แต่โหลดเช่นไฟ LED เป็นประเภทที่ไม่ตอบสนองอย่างหมดจดดังนั้นกระแสที่ถูกดึงออกมาอาจไม่แตกต่างกันดังนั้นจึงสามารถขับเคลื่อนโดยแหล่งที่มาพร้อมพิกัดกระแสที่แน่นอน