Действительно ли нормально подавать больше тока, чем рассчитано для компонента?

В этом сильно поднятом ответе ответчик утверждает, что можно подавать на компонент больший ток, чем он рассчитан. Аналогия такова (перефразируя здесь): «Если Джонни хочет съесть два яблока, он съест только два, независимо от того, даете ли вы ему три или пять и т. Д.»

Тем не менее, одна из самых простых схем, которые вы можете сделать, это питание светодиодов от некоторого источника питания. Поскольку большинство источников питания обеспечивают ток, превышающий то, что может выдержать большинство светодиодов, вы должны поместить резистор перед светодиодом, чтобы не перегореть.

Так что это?!? Может ли кто-нибудь объяснить мне, когда / где / как это / не нормально предоставлять более высокий (и, в этом отношении, более низкий) ток, чем тот, на который рассчитан компонент?

Чтобы ответить на заголовок вашего вопроса, ответ - нет. Нельзя подавать больший ток на компонент, чем его номинальное значение.

Тем не менее, можно использовать источник питания напряжением, рассчитанным на больший ток, чем номинальное значение компонентов, потому что компонент будет потреблять столько, сколько ему нужно. Если вы проталкиваете больше тока (принудительно) в компонент, то компонент превысит свое номинальное значение, нагреется и будет разрушен. Например, если вы используете источник постоянного тока или большое напряжение (что приведет к увеличению тока). Но если вы используете номинальное напряжение, то нагрузка будет принимать только то, что требуется, независимо от того, какой ток доступен для подачи из источника.

Разница в том, как вы формулируете свой вопрос.

Ваше неправильное представление проистекает из одного неверного утверждения: поскольку большинство источников питания обеспечивают ток, превышающий то, что может выдержать большинство светодиодов, вы должны поместить резистор перед светодиодом, чтобы не перегореть.

Причина, по которой резистор подключен последовательно с вашим светодиодом, состоит в том, что если ваш источник питания питает более высокое напряжение, чем требуется для светодиода , и ваш источник питания способен выдавать больше тока, чем может выдержать светодиод, то вы должны ограничить ток, который потребляет ваша схема. от источника питания с помощью подходящего последовательного резистора.

Источник питания 5А не будет подавать 5А через все, что вы к нему подключите. Это позволит пропускать максимум до 5 А, а объем фактически зависит от напряжения источника питания и эффективного полного сопротивления подключенной к нему цепи.

Простой пример: у вас может быть блок питания, рассчитанный на 5 В при 1 млрд. Ампер. Теперь, скажем, вы подключаете резистор к этому источнику, скажем, 5 Ом. Сколько тока он будет тянуть? (а) 1А или (б) 1 млрд. А?

Ответ (а). Закон Ома гласит, что я = V / R. Следовательно, если у вас есть 5В на резисторе 5 Ом, вы получаете ток 1А? Но что случилось с другими 999 миллионами или около того усилителями? Ну, не было достаточно напряжения, чтобы провести это через цепь. Теперь, если бы у вас был резистор 5e-9, вы бы получили 1 миллиард ампер.

В светодиодной схеме диод нелинейный. Это означает, что с ростом напряжения ток не увеличивается по закону Ома. На самом деле это экспоненциальный - светодиод может проводить 10 мА при 2 В, но, например, может быть 1 А при 2,1 В - обычно это не так уж и экстремально, но вы можете видеть, что если мы не ограничим ток, светодиод, несомненно, будет Взрывать. Как резистор помогает? Что ж, вы можете считать светодиод идеальным источником напряжения (не совсем так, но потерпите меня). Этот примерный светодиод по существу падает примерно на то же напряжение при 10 мА, что и при 1 А, поэтому мы говорим: ну, эй, у него всегда одинаковое напряжение, поэтому, если мы добавим резистор, то напряжение на нем будет источником питания минус то, что Светодиод падает. Затем мы можем использовать закон Ома, чтобы выбрать резистор, который будет падать это напряжение на требуемом уровне тока.

Теперь точка, где текущий рейтинг поставки становится важным, заключается в следующем. Скажем, у вас есть источник питания, который рассчитан на 5 В при 10 мА. Вы подключаете к нему резистор 5 Ом. Какой ток? (а) 1а или (б) намного меньше?

Ответ будет (б). Зачем? Ну, источник просто не может управлять таким большим током - это может быть из-за его внутреннего сопротивления, это может быть источник питания типа источника тока. Без разницы. Таким образом, происходит либо снижение напряжения на клеммах источника питания (скажем, падение напряжения на внутреннем сопротивлении), либо (и) оно взрывается, тает, выгорает, как бы вы ни хотели выразить это. Ключевым моментом здесь является то, что если источник питания выживет, а напряжение упадет, тогда на резисторе будет меньше напряжения, что означает, что будет меньше тока, необходимого для удовлетворения закона Ома - теперь все это происходит в очень быстром переходном режиме, так что, по сути, все вы см. резистор 5 Ом с очень низким напряжением на нем.

Что касается прямого ответа на заголовок вопроса, ответ в большинстве случаев - нет . Номинальный ток - это то, что производитель компонента говорит, что он будет работать правильно.

Во многих случаях это может быть компонент, такой как светодиод или резистор (обычно ограниченный номинальной мощностью, а не током, но все же ...), который из-за отсутствия ограничения тока или правильного напряжения питания может легко проводить гораздо более высокий ток, чем его номинальный ток для в результате чрезмерного нагрева и / или повреждения.

В других случаях, если вы подадите правильное напряжение питания, устройство будет работать с требуемым током, даже если у вас есть источник питания, способный к источнику гораздо больше. Это связано с тем, что в конечном итоге все устройства являются просто резисторами, будь то фиксированные значения или те, которые меняют сопротивление в зависимости от напряжения (например, полупроводники, транзисторы и т. Д.). При данном напряжении питания расположение этих сопротивлений будет работать на том уровне, на который они рассчитаны.

Следуя аналогии с «едят яблоки», светодиод будет потреблять каждое яблоко, которое вы ему даете, до тех пор, пока оно не взорвется. Он не способен ограничивать себя. Вы должны обеспечить светодиод разумным током (иначе, количество яблок). Хорошо, когда где-то спрятан миллион яблок (источник питания), но вы (резистор) должны стоять на пути светодиода, чтобы предотвратить саморазрушение светодиода.

Источник питания имеет номинальное напряжение и ток (среди прочих номиналов). Источник питания обычно подает номинальное напряжение до номинального тока. Просто потому 12v источник питания может поставлять 10 ампер, не означает , что источник питания будет заставлять 10 ампер через цепь.

Как правило, нехорошо подавать на компонент ток, превышающий его номинальные значения. Светодиоды (и все диоды) действуют как шорты, когда их прямое напряжение удовлетворяется. Они поглотят все усилители, которые может дать ему источник питания, на очень, очень короткое время, и затем они станут разомкнутыми цепями.

Вопрос, который вы задали, касается источников питания с фиксированным напряжением. Эти источники питания обычно имеют фиксированное выходное напряжение и максимальный ток нагрузки.

Если вы используете правильно выбранный резистор для ограничения тока, ваш блок питания может быть рассчитан на любой максимальный ток, который вам нравится, и он не разрушит светодиод.

Например, у вас есть источник постоянного напряжения 5 В и светодиод, который падает на 2,0 В.

Если вы используете токоограничивающий резистор на 300 Ом, цепь светодиодного резистора будет потреблять (около) 10 мА, независимо от того, рассчитан ли источник питания на 100 мА или 100 А.

Сначала рассмотрим подачу большего тока, чем рассчитано для устройства. Предположим, у вас очень простая схема с одним резистором (100 Ом) и одним источником напряжения (5 В). Затем

V = IR 5 = I (100) I = 0,05A

Эта схема всегда потребляет 0,05 А тока. Неважно, способен ли источник питания, который вы используете для генерации подаваемого напряжения 5 В, подавать ток 0,05 А или 5 А; поскольку напряжение и сопротивление фиксированы, ток через цепь также будет фиксированным. (Обратите внимание, что лучше иметь немного больший блок питания, чем требуется 0,05 А, поэтому вы не используете свой источник питания на 100% все время)

Теперь специально для светодиода - этот компонент является диодом и позволит току легко проходить через него в прямом направлении. Это означает очень небольшое сопротивление току. Заметьте из V = IR, что когда сопротивление становится очень маленьким, я становлюсь очень большим. Это означает, что размещение только светодиода последовательно с вашим источником напряжения приведет к большому току - вероятно, намного выше, чем рассчитано для светодиода. Это причина того, что резистор помещен в цепь - чтобы уменьшить количество потребляемого тока, добавив некоторое сопротивление в цепь.

Однако следует также отметить, что при наличии светодиода и резистора, включенных последовательно с источником напряжения, ток через эту конкретную цепь всегда будет постоянным значением, независимо от того, какой дополнительный ток способен обеспечить источник питания.

Допустим, у вас есть лампа накаливания, рассчитанная на 100 Вт, когда она подключена к сети на 120 вольт.

Поскольку мощность (P) равна напряжению (E), умноженному на ток, (I) мы можем написать:

и чтобы узнать, сколько тока лампа питается от сети, мы можем изменить формулу следующим образом:

Затем, если мы подключим то, что знаем, мы сможем определить ток через лампу следующим образом:

и мы можем рассчитать сопротивление лампы следующим образом:

Итак, теперь мы знаем почти все о лампе, которая нам нужна для этого упражнения.

$\ $

Далее, скажем, у вас есть один из этих бензиновых генераторов мощностью 120 вольт 1000 Вт.

$\ I = \frac{1000W}{120V}\ $

Так что теперь, если у вас есть автоматический выключатель на 15 ампер в одной из 120-вольтных цепей в вашем доме, эта цепь может обеспечить 1800 Вт без размыкания выключателя, поэтому ваш фен, который рассеивает 1200 Вт, будет тянуть 10 ампер. от линии, потому что он имеет сопротивление 12 Ом.

Подключите лампу, однако, и поскольку сопротивление лампы составляет 145 Ом, она будет потреблять только 0,83 А от линии, даже если линия рассчитана на 15 А при необходимости.

Суть в том, что, хотя источник может обеспечивать возможность подачи большого количества тока при определенном напряжении, нагрузка будет воспринимать только то, что позволит ее сопротивление [нагрузки].

Аналогия, которую я привел здесь, не идеальна. Все остальные опубликовали хорошие ответы, так что это может быть не тот ответ, который вы спрашиваете, но дело в том, что мы заботимся о Джонни (наш компонент) Если вы тоже, то подумайте о следующем.

Скажем, продавец яблок дает Джонни яблоко. Теперь различаем эти два:

1. У лавочника Apple много яблок, но он продает яблоко Джонни, только если хочет от него.
2. Яблочному лавочнику все равно, сколько яблока должен съесть Джонни, он просто дает / заставляет Джонни взять его яблоко (он просто хочет продать больше яблока).

Вы можете увидеть, какой из них подходит для Джонни. Но проблема в том, что (1) тоже не работает, потому что Джонни не знает, сколько он должен есть (мама / производитель Джонни знает).

Вы можете узнать, сколько лавочник заставляет его есть, используя закон Ома, и попросить его маму узнать, сколько он должен есть. Так что будьте подходящим резистором, если вы заботитесь о Джонни.

да и нет.

Некоторые компоненты, такие как светодиоды, допускают импульсный ток выше, чем постоянный номинал. Светодиод, рассчитанный на длительность 50 мА, может допускать 100 мА при 50% -ном рабочем цикле при 1 кГц, но не при 0,1 Гц (то есть 10 сек при 10 с отключении). или нет 1A при рабочем цикле% 5.

Все случаи имеют одинаковое общее среднее энергопотребление. Некоторые будут работать, некоторые - нет.

Есть 2 типа источника питания. Первый и, безусловно, самый распространенный

Источник постоянного напряжения . Это обеспечит, например, 5 вольт. Если вы закорачиваете это с помощью изолированного провода, вы [обычно] получаете искру, а затем довольно горячий провод. Поток тока будет течь, и вы даже можете почувствовать запах горящей изоляции. Последовательное включение резистора будет ограничивать ток, как в примере с вашим светодиодом.

Источник постоянного тока . Это намного более редкое животное даст, например, 1 ампер. Если вы подключите его к резистору 1000 Ом, у вас [в теории] будет 1000 вольт на резисторе. В ТЕОРИИ, если ничего не подключено [разомкнутая цепь], потребуется, чтобы источник питания выдавал достаточное количество вольт, чтобы вызвать дугу, просто для того, чтобы этот поток был 1 А

В реальном мире большинство источников эмулируют источник постоянного напряжения. Если вы попытаетесь потреблять слишком много тока, выходное напряжение имеет тенденцию падать.

В заключение : да, это нормально, чтобы иметь источник питания, способный подавать больший ток, чем вам нужно. Однако, если вы что-то строите сами, убедитесь, что перед тем, как его подключить, не будет ничего, иначе вы почувствуете запах этой горящей изоляции.

Если бы это зависело от меня, я бы снабдил ВСЕ мои схемы миллиардом усилителей, при условии, что я их правильно срасту. Это зависит от (моего дизайна) схемы, сколько это на самом деле потребуется. И если для этого требуется слишком много (например, короткое замыкание, плохой дизайн и т. Д.), То тут и срабатывает предохранитель. Итак, ответ ДА, можно подавать больше тока, чем рассчитано для компонента.

Как энтузиаст электроники более 60 лет (начинал с 5!) И тот, кто недавно проходил обучение в STEM, я думаю, что аналогия с водой почти идеально отвечает этому.

Напряжение похоже на давление воды - у Water-Pik более высокое «напряжение» (давление), чем у огромного мелкого детского бассейна.

Ток подобен расходу воды - в детском бассейне поток воды намного больше в секунду.

Напряжение подается. Текущие результаты потока. Слово «предложение» расплывчато; и водный пик, и детский бассейн "снабжают" обоих; Давайте возьмем общеупотребительные значения: подача определенного напряжения означает немедленное его применение, а подача определенного тока означает способность обеспечивать такую ​​высокую скорость потока тока.

Теперь к обсуждаемому вопросу. «Действительно ли нормально подавать больший ток, чем рассчитано для компонента.

Переводя: «Действительно ли нормально иметь возможность предоставлять больше текущих возможностей, чем то, на что рассчитан компонент?»

Этот ответ - да. Дополнительная возможность не используется сразу. Вы можете подключить лампу 12v фонарик к автомобильному аккумулятору просто отлично. Это может даже остаться в течение года, но это не сгорит.

Окончательный ответ: да!