Какой смысл в источнике тока?


12

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

OK. Поэтому мне сказали, что ток, текущий в источник тока (то есть в стрелку сзади), совпадает с током, исходящим из источника тока (то есть из головки стрелки).

Если это так, то почему это текущий «источник»? Это не обеспечивает никакого дополнительного тока!

Я знаю, что это довольно элементарный вопрос, но я не нашел хорошего ответа в другом месте.

Благодарю.


Это неявно в символе, но явно это источник «постоянного тока».
EM Fields

Подумайте о водной аналогии. Это как если бы вы установили насос, который заставляет постоянное количество воды течь через него. Подача воды в насос равна подаче воды в насос. И все же он обеспечивает поток, отсюда и «источник».
foo barbecue

Ответы:


20

Ток в любом 2-контактном устройстве всегда одинаков, 2-контактное устройство не может обеспечить «дополнительный» ток. Вы не можете иметь 0A и 4A.

То, что он делает, это заставляет ток быть заданным значением независимо от импеданса через него. (Таким образом, поэтому вы не можете включить в разомкнутую цепь идеальный источник тока, напряжение будет уходить в бесконечность.)

Таким образом, резистор сам по себе не проходит через него. Подцепите его через идеальный источник тока, и вы получите (для вашего примера источника тока) 1А через него, независимо от значения резистора.


15

Источник тока - это источник напряжения, который - в идеальных условиях - создает столько напряжения, сколько необходимо для протекания указанного тока. Думайте об этом как о источнике питания с регулируемым напряжением и феей, наблюдающей за током и быстро регулирующей напряжение, чтобы сохранить постоянный ток.

Идеальный источник тока в любом случае будет обеспечивать требуемое напряжение, поэтому тот, у кого открытые клеммы, будет выдавать миллионы вольт, чтобы создать дугу в воздухе - конечно, это очень редко случается с реальными источниками тока.

Источник тока - это не единственный элемент схемы, но достаточно обычное приближение может быть сделано из обычных элементов схемы. Такие источники тока часто используются для управления светодиодами и лазерами, где небольшие различия в напряжении могут привести к тусклым или перегоревшим светодиодам, но ограничивающий ток резистор, рассеивающий половину мощности, также не будет приемлемым.

Источники тока также могут рассматриваться как противоположность идеальным батареям, или источникам напряжения. Идеальный источник напряжения поддерживает постоянное напряжение на своих клеммах; источник тока поддерживает постоянный ток на своих клеммах, а ток, протекающий через него, постоянным.

Источники напряжения «как» их клеммы открыты - тогда ток не течет, энергия не выводится. Они «ненавидят» короткое замыкание - это приводит к бесконечному току и, по крайней мере, к расплавленным проводам.

Напротив, источники тока «любят» свои терминалы закорочены. Тогда для возбуждения указанного тока требуется только небольшое напряжение. Но они "ненавидят", когда их оставляют открытыми; они производят огромное напряжение, чтобы попытаться протолкнуть ток.


2
Возможно, вы захотите изменить свой 4-й абзац. Напряжение через терминалы устройства, но ток течет через устройство. Я думаю, что неправильно говорить «ток через свои терминалы». Но +1 в любом случае для интуитивного описания.
Олин Латроп

Спасибо, я это исправил. Будучи не носителем языка, эти нюансы иногда уклоняются от моего взгляда.
Матега

3

Ну ... это источник в том смысле, что он будет работать для поддержания постоянного тока в контуре цепи. Напряжение на источнике будет соответствовать тому, что необходимо в цепи, чтобы позволить постоянному току течь.


3

Источник тока регулирует ток, который протекает через себя, регулируя напряжение на себе. Регулирование тока может означать его создание, если оно не существует (именно поэтому источники тока не должны находиться в разомкнутой цепи, поскольку они будут пытаться навести его, увеличивая напряжение до тех пор, пока оно не достигнет максимума или не прорвется через воздух). Это нормально, что один и тот же ток входит и выходит, так как ток проходит через него - источник последовательно с этой ветвью цепи.

Источники тока могут использоваться для создания тока или для обеспечения того, чтобы ток в этой ветви цепи имел известное значение. Когда вы думаете об этом, простой резистор с источником напряжения может быть источником тока - не особенно эффективным или совместимым / надежным, но он все еще есть. Если источник тока используется для создания тока, этот ток может быть введен в другие ветви, поскольку токи накапливаются в каждом узле цепи.

Напряжение обычно используется для передачи информации, но источники тока есть везде. От смещения до светодиодов движения.


2

Хороший вопрос, Дэвид ... Это скорее о природе усилителя тока - источник тока управляемого тока (ККОС) или увеличительном токовом зеркале , чем простой 2-концевой источник тока.

Таким образом, можно получить выходной ток, больший, чем входной ток, но только при наличии третьей клеммы (как в потребителях и источниках тока на рисунке ниже). В каждой из этих конфигураций есть два конкретных токовых контура, в то время как в вашей конфигурации обычного 2-контактного контура есть только один общий контур. Посмотрите эту историю из Викиучебника об основной идее простого текущего зеркала.

Текущее зеркало - топология

Обычные 2-контактные (1-портовые) электрические источники фактически являются 2-портовыми устройствами. Их входные порты неэлектрические, а выходные порты электрические (производящие ток или напряжение). Выходная величина источника тока является своего рода величиной, подобной потоку (электрический поток или ток), «движущейся» по контуру ... и, конечно, поток является одинаковым по общему контуру. Выходная величина источника напряжения является своего рода величиной, подобной давлению (электрическое «давление» или напряжение), прикладываемой ко всем нагрузкам, подключенным параллельно источнику напряжения ... и, конечно, давление одинаково во всех клеммы общей нагрузки ...


1

Это симметрия источника напряжения. В идеале он имеет бесконечное сопротивление, тогда как источник напряжения имеет ноль. (Сопротивление элемента en - это отношение изменения напряжения к изменению тока на одном и том же шаге.) В параллельной вселенной царства источника тока ток батареи постоянен, а в накопителе его полюса замыкаются накоротко. Таким образом, он остается на нулевом уровне мощности. Наличие постоянного тока без какого-либо напряжения напряжения не принесет в жертву никакой энергии, это инерция движения электрона. Конечно, на практике было бы какое-то сопротивление провода, было бы потрачено некоторое количество энергии, чтобы компенсировать тенденцию к замедлению движения, генерировалось небольшое количество напряжения. Аналогично обычной батарее, ток утечки по воздуху.

Источник постоянного тока может быть реализован с помощью активных компонентов (транзисторов). Вам может понадобиться, чтобы легче иметь дело с компонентами с очень низким импедансом из-за его симметрии. Подумайте о светодиодах. С cvs, чтобы поддерживать постоянную мощность, вам нужен токоограничивающий резистор. В случае ccs напряжение возникает из-за природы конкретного светодиода, нет необходимости в каких-либо дополнительных компонентах, поэтому мощность контролируется только одним параметром.

Действительно, источник тока как-то существует в природе. Но не всегда рядом с батареей, поэтому вы видите ее как переменную функцию чего-либо. Если вы изучите ток в катушке, вы увидите, что для бесконечно малых срезов времени он действует как разное значение источника постоянного тока для каждого временного среза, таким образом являясь функцией времени из-за его очень ограниченной энергетической емкости.


1

С точки зрения того, что делает источник постоянного тока, одно старое традиционное использование было для «домофонов» в стиле карбонового микрофона, таких как когда-то операторы телекамер, чтобы общаться с диспетчерской. По сути, это будет одна пара проводов, идущих ко всем камерам и к контрольным точкам, параллельно проводным. Операторы (и камера, и диспетчерская) должны были подключить гарнитуру, содержащую карбоновый микрофон и динамические (электромагнитные) наушники, подключенные параллельно. Некоторые установки включали в себя небольшой трансформатор на каждой станции, так что микрофонный ток «подавлял» ток наушников для этой станции.

Пара проводов была бы подключена (в диспетчерской) к чему-то, напоминающему источник постоянного тока. Более старые версии были большой батареей и резистором, или, если немного более любопытным, большим индуктором. Но это было заменено, когда они стали доступны, с грубым источником постоянного тока (который обеспечил намного лучшее звучание).

Эта установка работала довольно изящно (особенно при постоянном токе). Любой, говорящий на одном микрофоне, может быть услышан всеми, и наушники (в пределах разумного) могут быть подключены и отключены без серьезного нарушения «баланса» системы. И это потребовало только одну пару проводов.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.