Источник тока также является источником напряжения?

Я запутался между источниками тока и напряжения; Я получил определение учебника, но я не в состоянии понять разницу в реальном мире. Мне кажется, что источники тока и напряжения одинаковы. Я понимаю, что идеальных источников не существует. Что является примером практического источника тока? Чтобы производить ток, нам нужно напряжение, поэтому разве источник тока не является источником напряжения? Так как батарея является источником напряжения и вырабатывает ток при подключении к цепи, разве это не источник тока?

Пожалуйста, помогите мне понять пример из реальной жизни и использование источника тока и его отличие от источника напряжения.

Источник напряжения обеспечивает, насколько это возможно, идеальное постоянное (или незначительно изменяющееся) напряжение при любом потребляемом токе (в реальных источниках, до предела тока, который он может подавать)

Источник тока обеспечивает, насколько это возможно, идеальный постоянный (или незначительно изменяющийся) ток при любом необходимом напряжении (в реальных источниках питания, до предела напряжения, которое он может подавать).

Если вы закорачиваете источник напряжения, вы получаете очень большие токи (и обычно перегораете плавкий предохранитель / отключаете прерыватель и т. Д.)

Если вы закоротите источник тока, вы получите номинальный ток при крайне низком напряжении, и ничего интересного не произойдет.

Если вы размыкаете цепь источника напряжения, он сидит там при номинальном напряжении и ничего интересного не делает.

Если вы размыкаете цепь источника тока, он стреляет до своего максимального напряжения. Если бы это был идеальный источник тока, он бы набрал достаточное количество киловольт, чтобы образовать дугу и получить номинальный ток, протекающий в плазме. По этой причине нам не нужны идеальные источники тока в большинстве ситуаций.

Идеальный источник напряжения будет поддерживать определенное напряжение независимо от тока, потребляемого от него.

Идеальный источник тока будет поддерживать определенный ток независимо от напряжения на нем.

Ни одна из этих вещей на самом деле не существует. Оба являются упрощениями, которые мы используем при анализе цепей. Даже если бы мы могли построить их, мы, вероятно, не захотели бы. Устройство с бесконечным напряжением разомкнутой цепи или бесконечным током короткого замыкания будет чрезвычайно опасным.

Истинный источник напряжения поддерживает напряжение, близкое к определенному значению, в некотором определенном диапазоне токов.

Истинный источник тока поддерживает ток, близкий к определенному значению, в некотором определенном диапазоне напряжений.

Некоторые источники могут демонстрировать оба поведения. Типичный лабораторный источник питания является хорошим примером, при низких токах он будет поддерживать заданное напряжение, но как только ток достигнет заданного порогового значения, напряжение уменьшится, чтобы поддерживать постоянный ток.

Идеальный источник тока в параллельном соединении с резистором эквивалентен идеальному источнику напряжения, включенному последовательно с резистором. Значение резистора в обоих случаях одинаково и называется «выходным сопротивлением». Характеристика напряжения в зависимости от тока такой цепи будет прямой линией между напряжением разомкнутой цепи и током короткого замыкания. В более общем смысле мы можем считать выходное сопротивление равным dv / di.

Таким образом, вы можете решить, какой приемлемый импеданс источника для того, чтобы изменение тока было достаточно малым в диапазоне выходного напряжения, а затем преобразовать схему из источника тока с параллельным резистором в источник напряжения с последовательным резистором.

На практике это не так хорошо работает. Для достижения высокого выходного сопротивления этим методом требуется источник высокого напряжения, который неэффективен и может создавать угрозу безопасности. Таким образом, типичный источник тока будет включать некоторую форму обратной связи для регулировки напряжения в зависимости от нагрузки. Для такого источника график зависимости напряжения от тока обычно не будет прямой линией, и, следовательно, выходное сопротивление будет варьироваться в зависимости от напряжения на источнике.

Обычно для этого используется какая-то транзисторная или операционная схема. Есть много вариантов в зависимости от характеристик источника.

Что является примером практического источника тока ?

В дуговой сварке вы должны использовать источник постоянного тока (CC) или источник постоянного напряжения (CV) в зависимости от того, какой процесс используется. В некоторых наиболее распространенных сварочных процессах используются источники постоянного тока (например, SMAW, GTAW).

Когда оператор SMAW («палочная» сварка) выполняет сварку, источник питания постоянного тока будет показывать относительно небольшое изменение силы тока по сравнению с большим изменением напряжения .

Используя некоторые примерные рабочие параметры для источника питания CC, мы установили аппарат на 300A, и мы проверяем напряжение и силу тока на источнике питания, пока оператор изменяет длину дуги, удерживая электрод ближе или дальше от работы:

• Короткая дуга: 30 В - 308 А
  
• Идеальная дуга: 32 В - 300 А
  
• Длинная дуга: 34 В - 290 А
  

Здесь мы можем видеть, что есть относительно небольшое изменение силы тока 18А со сравнительно большим изменением напряжения 4В.

Чтобы производить ток, нам нужно напряжение, поэтому разве источник тока не является источником напряжения?

Нет . Источник тока и напряжения источника являются теоретические определения , которые существуют для того , чтобы анализировать электрические схемы. Если вы посмотрите на определения, они не могут быть правдой.

Суть в том, что источник тока обеспечивает достаточно стабильный (то есть постоянный ) ток, а источник напряжения обеспечивает предсказуемое напряжение (например, батареи 12 В, настенные розетки 120 В).

Для идеальных источников тока и напряжения это так.

Ток, проходящий через источник тока, фиксируется постоянным значением источника тока. Напряжение на источнике тока может принимать любое значение.

Напряжение, измеренное от одного контакта к другому источника напряжения, фиксируется постоянным значением источника напряжения. Ток через источник напряжения может принимать любое значение.

Имеет ли это смысл?

Насколько я понимаю, реальный источник тока регулирует выходное напряжение, чтобы обеспечить прохождение заданного тока через цепь, в то время как источник напряжения вырабатывает определенное напряжение вплоть до номинального тока. Но я думаю, что оба являются технически потенциальными (потенциальными) источниками, один из которых является переменным напряжением, а другой - фиксированным напряжением.

Что касается источника тока, то много лет назад у меня был ментальный блок, пока преподаватель не сделал простое утверждение, что «предполагается, что способность источника тока бесконечна в уравнениях, но в реальной жизни она всегда ограничена возможностями источника».

Вы правы, полагая, что в реальном мире не существует идеального источника напряжения или идеального источника тока.

Вместо этого есть только источники, которые обеспечивают как напряжение, так и ток. Разница между ними заключается в том, какой из параметров находится под контролем источника, а какой - под нагрузкой .

Для простых резистивных нагрузок у вас есть закон Ома, который хорошо это иллюстрирует.

У вас есть три параметра - напряжение, ток и сопротивление. Закон Ома связывает три вместе в очень простую формулу -$I=\frac{V}{R}$

Когда у вас есть два из этих значений, вы можете вычислить третье.

С (постоянным) источником напряжения у вас есть фиксированное значение $V$ и известная ценность $R$ (сопротивление нагрузки), поэтому ток $I$ является переменной величиной и может быть рассчитана.

И наоборот, для (постоянного) источника тока у вас есть фиксированное значение $I$ и известная ценность $R$ так что напряжение $V$ является переменной величиной и может быть рассчитана.

Итак, в заключение:

• В источнике напряжения напряжение фиксировано, а ток изменяется в зависимости от нагрузки
• В источнике тока ток фиксирован и напряжение меняется в зависимости от нагрузки

Просто добавим немного математики V = RI (закон Ома). Теперь то, что делает источник напряжения, математически говорит о том, что V - это константа, и, следовательно, это делает (RI) константой, это подразумевает

1. Для увеличения сопротивления (НАГРУЗКА) потребляется меньше тока.
2. Тем не менее, рассеиваемая мощность одинакова, что подразумевает возможность уменьшения тока в цепи, если требуемая мощность одинакова.

Обратное происходит для источника тока, где даже низкое напряжение будет соответствовать требуемому силовому барьеру. Математически это принципиальная разница между обоими источниками.

Вы попросили некоторые практические применения токовых петель. Вот несколько Некоторые из них являются историческими, а некоторые все еще используются сегодня.

Ранний Телетайп , таких как модель 15, использовались токовые петли 60 мА между машинами. Более поздние модели, такие как Модель 33, использовали петли 20 мА. Преимущество в обоих случаях заключается в том, что вы можете прокладывать линии на несколько миль между машинами без необходимости использования каких-либо повторителей, поскольку постоянный ток преодолевает любые потери из-за сопротивления линий. Конечно, падение напряжения на этих расстояниях увеличивалось с увеличением расстояния, и некоторые линии работали при напряжении питания до 125 В.

Другое преимущество состоит в том, что вы можете добавлять дополнительные машины последовательно с другими в любом месте контура, и источник питания автоматически компенсирует это путем повышения напряжения, управляющего петлей.

Эти петли телетайпа использовали отсутствие тока для условия «пробел» и наличие тока в линии для «отметки». Так как условие расстояния (без данных) было условием по умолчанию, это уменьшало потребление энергии в цепях электропитания большую часть времени.

Модели Teletype модели 33 широко использовались в качестве компьютерных терминалов для миникомпьютеров в 1970–1980-х годах, и поэтому большинство из них оснащались интерфейсом 20 мА. Даже у оригинальной последовательной карты для IBM PC были условия для интерфейса токовой петли.

MIDI является еще одним примером интерфейса текущего цикла. Использует 5 мА.

Другой тип токовой петли был и все еще используется в некоторых местах для измерительных приборов. Это называется токовая петля 4-20 мА (также используется 10-50 мА). В отличие от постоянного тока в контурах, обсуждаемых выше для отправки цифровых данных, контуры 4-20 мА используются для передачи показаний прибора, таких как давление, температура, уровень, расход, pH или другие переменные процесса. Обычно 4 мА соответствует показанию 0, а 20 мА соответствует показанию полной шкалы. Таким образом, если бы полная шкала прибора составляла 160, каждое увеличение тока на 100 мкА означало бы увеличение на единицу в показаниях.

Устройство, известное как передатчик, используется для преобразования показаний в переменный ток. Современные довольно сложны .

Как и цифровые шлейфы 20 мА и 60 мА, преимущество токовых шлейфов 4-20 мА состоит в том, что они могут работать по телефонной паре, например, на большие расстояния.

Причина, по которой они начали с 4 мА вместо 0 мА, заключается в том, что последний использовался для индикации неисправности (разомкнутый контур).

Попробуйте обдумать это понятие - медленно и спокойно. Ток настоящий. Это физическая реальность [электроны, движущиеся каким-то образом]. Это измеримо. Это переменная [более или менее движущихся электронов]. Это можно увидеть с помощью ряда инструментов [электронный микроскоп]. Итак, шаг 1 заключается в том, чтобы смириться с существованием механической формы электрического тока - она ​​существует. Напряжение не реально. У него нет механических составляющих вообще. Так что для всех вас, кто ошибочно полагает, что ОБА ток и напряжение реальны и существуют и зависят друг от друга, чтобы иметь какое-то дополнительное значение - вы ошибаетесь. Термин «напряжение» необходимо было описать в тот же день, чтобы ОБЪЯСНИТЬ электричество простым способом, а не оставлять объект в замешательстве и не объяснять. Ключевым моментом для понимания является значение EXIST !. Ток существует. Это механический компонент [имеет массу], состоящий из нескольких строительных блоков [электронов; частицы; строение атома плюс взаимодействие между составляющими в соответствии с законами физики. Напряжение не существует, потому что оно не имеет массы. Мы сами создаем значение Напряжения, вставляя предназначенный и маркированный измерительный прибор в замкнутый контур, который обеспечивает продолжение или начало циркуляции тока. В зависимости от физических параметров [на электронном уровне] схемы, будет зависеть от того, что мы увидим на нашем скромном устройстве измерения напряжения. Интересно, что на самом деле нам НИКОГДА не нужно определять напряжение как отдельный параметр, если мы хотим придерживаться только реальности двух составляющих цепи, которые фактически СУЩЕСТВУЮТ, и точно определять поток электронов [сопротивление и ток цепи].