Постоянный ток, постоянная мощность и постоянное сопротивление нагрузки

Я искал информацию о нагрузках с постоянной мощностью, постоянным током и постоянным сопротивлением / сопротивлением, есть некоторая информация о нагрузках с постоянным током, но очень мало, которые действительно объясняют постоянную мощность и постоянное сопротивление.

Поэтому, пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь, потому что постараюсь определить, что я понимаю по этому вопросу:

Нагрузка с постоянным током - это та, которая изменяет свое внутреннее сопротивление для достижения постоянного тока независимо от напряжения, которое подается на него (в определенной степени), и поэтому мощность будет изменяться.
Я предполагаю, что нагрузка с постоянной мощностью также изменяет ее сопротивление, поэтому мощность (или произведение напряжения и тока) всегда одинакова, независимо от напряжения или тока, которые потребляются.

А как насчет нагрузок с постоянным сопротивлением / сопротивлением? Означает ли это, что и напряжение, и ток будут меняться и, следовательно, мощность тоже будет меняться? все же импеданс или сопротивление останутся прежними?

И если мы говорим AC, я также предполагаю, что это верно для всех частот в определенном диапазоне.

Теперь, в более обычном сценарии, когда мы говорим о регулярных ежедневных нагрузках, скажем, источник питания внутри компьютера, питающего материнскую плату и периферийные устройства, или линейный источник питания внутри стерео, питающий внутренние компоненты. Речь идет о переменном токе, силе и импедансе нагрузки?

Как определить, является ли нагрузка постоянным током, мощностью или полным сопротивлением?

Большое спасибо!

— Ss
источник

Ответы:

Постоянная мощность нагрузки изменяет ее сопротивление при изменении входного напряжения для поддержания постоянной мощности. Нагрузка с постоянным импедансом - это просто нагрузка, которая имеет постоянный импеданс, как резистор. L-Pad используется для изменения уровня выходного сигнала акустической системы при сохранении постоянной нагрузки импеданса к усилителю.

Хорошим примером нагрузки с постоянной мощностью является импульсный регулятор. Поскольку это должно поддерживать его мощность в нагрузке, оно должно получать ту же мощность от своего источника, даже если источник изменяет напряжение.
Это также пример отрицательного импеданса, потому что для поддержания выходной мощности, если напряжение падает , ток должен расти (в отличие от стандартного резистора, где ток и напряжение растут / падают друг с другом)

Вот пример схемы, сделанной из импульсного повышающего регулятора LT1377:

Постоянная мощность нагрузки

Вот симуляция:

Моделирование постоянной мощности

Входное напряжение V (in) (синяя кривая) начинается при напряжении 4 В и постепенно повышается до 10 В. Мы можем видеть, что мощность (красная кривая) остается постоянной на уровне ~ 1 Вт при изменении 6 В на входе (это не идеально, так как предназначено для представления «реальной жизни» и не на 100% эффективно, но довольно близко).
Мы также можем видеть характеристика динамического отрицательного сопротивления (зеленая кривая), которая обусловлена падением входного тока при повышении напряжения. Tt падает с ~ 300 мА до ~ 120 мА при повышении напряжения с 4 В до 10 В - не путайте со знаком минус, это только направление измерения в LTSpice.
Наклон динамического сопротивления можно приблизительно рассчитать как (4 В - 10 В) / (300 мА - 120 мА) = -33,3 Ом. Глядя по-другому, 6 В / -33,3 Ом = -180 мА.

— Оли Глейзер
источник

Большое спасибо за этот ответ, он был действительно иллюстративным. Однако у меня есть только вопрос: когда мы говорим об отрицательных импедансах, я могу понять тот факт, что он повышает ток при понижении напряжения, но как это точно, означает ли это, что импеданс действительно уменьшается, чтобы позволить больший ток ток, при этом считается отрицательным (потому что сопротивление уменьшилось)?

— Сс

@JoeM - см. Редактирование, я имел в виду, что трасса будет текущей, что сейчас (извините). Отрицательный импеданс имеет наклон, противоположный положительному, поэтому мы можем измерить (динамический, то есть при изменении) импеданс, взяв разницу двух точек на склоне. Прочитайте Вики и посмотрите на сетевые адаптеры (преобразователи отрицательного импеданса)

— Оли Глейзер,

Еще раз спасибо, Оли, я все еще пытаюсь обернуть голову вокруг той ссылки на Вики, которую ты предоставил. Но я думаю, что я понимаю отрицательные импедансы. Преобразователь с отрицательным импедансом очень похож на неинвертирующий усилитель, но с дополнительным резистором обратной связи.

— Сс

Да, на сетевой плате ток тоже течет в противоположном направлении (течет от «нагрузки» к источнику), так что это статическое отрицательное сопротивление (например, вы можете измерить в одной точке и получить отрицательное значение) Вход переключающего регулятора имеет отрицательный наклон сопротивления, но ток положительный (например, течет от источника к нагрузке) Истинное отрицательное сопротивление подразумевает источник энергии. Попробуйте черчения несколько компонентов IV кривых на графике в ссылке ..

— Оли Glaser

..и сравните с отрицательными версиями (противоположный наклон и в случае истинного отрицательного сопротивления в противоположном квадранте)

— Оли Глейзер

Вы правы в том, что такое нагрузки постоянного тока, мощности и сопротивления. Однако большинство нагрузок не такие приятные и предсказуемые. Некоторые нагрузки могут выглядеть в основном резистивными, как нагревательные элементы, но многие нагрузки имеют все виды винтовых характеристик или изменяются динамически. Например, входные данные для переключения источников питания выглядят в значительной степени как отрицательные сопротивления, потому что они в основном имеют постоянную мощность. Иногда схема источника питания специально предназначена для представления определенного профиля нагрузки на входе. Хороший пример тому - источник питания переменного тока в постоянный с коррекцией коэффициента мощности .

Чтобы определить характеристики неизвестной нагрузки, вы должны измерить ее. Имейте в виду, что многие нагрузки не попадают в хорошие аккуратные категории, такие как постоянный ток, мощность или сопротивление. Например, подумайте о микроконтроллере. Его характеристики могут резко и быстро меняться в зависимости от того, что он делает внутри, и от того, как он управляет выходными контактами.

— Олин Латроп
источник

Таким образом, в основном, большинство нагрузок могут варьироваться?, То есть будет иногда сочетание постоянного тока, мощности и сопротивления?

— Сс

@JoeM: Или, точнее, ни один из особых случаев. Постоянные ххх нагрузки полезны для математического анализа, но в реальном мире их мало. Резистор создает хорошую нагрузку с постоянным сопротивлением, но он не очень полезен, кроме как нагреватель. Вход на коммутаторы имеет тенденцию быть постоянной мощности, но есть значительные отклонения от этого, как правило, во всем диапазоне нагрузки. Постоянный ток довольно редок, за исключением случаев, когда что-то специально предназначено для этого.

— Олин Латроп