題:
電流源還是電壓源嗎?
user3551094
2015-12-31 10:40:22 UTC
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我對電流和電壓源感到困惑;我得到了教科書的定義,但是我無法理解現實世界的差異。在我看來,電流源和電壓源都一樣。我了解理想的來源不存在。實際電流源的一個例子是什麼?為了產生電流,我們需要電壓,那麼電流源也不是電壓源嗎?由於電池是電壓源,並且在連接到電路時會產生電流,難道它也不是電流源嗎?

請幫助我了解現實世界中電流源的示例和用法以及它的不同之處來自電壓源。

您在兩者前面都缺少“恆定”一詞。
@EJP:考慮到交流電源,“理想”可能比“恆定”更好。
@BrianDrummond和EJP:我倆都同意,但是`@`Brian:我說“恆定交流電壓源”並沒有錯,因為我認為這通常被理解為“具有恆定特性的交流電壓源”(頻率/ P2P電壓/最大功率等);“理想”是一個更為嚴肅的假設。因此,我認為我可以放心地說我有一個恆定的,非理想的交流電壓源-沒有任何真正的誤解風險,因為這裡不是恆定的*電壓*,而是源及其特性。
正如其他人指出的那樣,混亂主要來自不精確的術語。為了產生電流,您必須有電壓。要在負載兩端產生電壓,必須使電流通過。任何實際的電源都是電流和電壓源。但是,對於某些任務,我們認為具有(理論上)恆定電壓源或(理論上)恆定電流源。|對於CC源,當負載變化時,負載兩端的電壓必須隨V = IR = I x一個常數而變化。|對於CV電源,隨著負載變化,流經負載的電流必須隨I = V / R = V x一個常數而變化。
九 答案:
Ecnerwal
2015-12-31 10:51:23 UTC
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無論需要什麼電流(在實際電源中,它可以提供的電流極限),電壓源都盡可能地提供理想的恆定電壓(或僅略有變化)

無論需要什麼電壓(在實際電源中,它可以提供的電壓極限),電流源都盡可能提供理想的恆定(或僅略有變化)電流。

如果將電壓源短路,則會獲得非常大的電流(並且通常會燒斷保險絲/使斷路器跳閘等)

如果將電流源短路,您可以在極低的電壓下獲得額定電流,而不會發生任何令人興奮的事情。

如果您將電壓源開路,它會以其額定電壓坐在那裡,沒有任何作用。

當您打開電流源時,它會達到最大電壓。如果它是理想電流源,它將驅動自己到足夠的千伏特電壓以形成電弧並獲得在等離子體中流動的額定電流。因此,在大多數情況下,我們實際上並不需要理想的電流源。

很好的解釋了開路和短路狀態!
好的解釋,但是為了避免一種可能的混淆,可以用_nominal_或_specified_代替'constant'。例如,音頻放大器的輸出可以描述為電壓源,但它不是恆定的。
加入以支持此答案。
“它會自行驅動到足夠的千伏特電壓,以形成電弧並使額定電流流過等離子體。出於這個原因,在大多數情況下,我們實際上並不需要理想的電流源。”**哦,是的!**(插入邪惡的笑聲和狂野的瘋狂眼睛)
@nekomatic在OP帖子中看到我的評論;在物理環境中,“恆定”表示大多數人*的特徵是在正常工作條件下僅表現出輕微的(可忽略的或低得多的)偏差*(與數學定義相反,“恆定x”表示dx / dt = 0);因此,說那些來源是恆定的完全可以。否則,您只能像說“沒有導體能滿足歐姆定律”一樣挑剔,因為*在工作溫度下,沒有實際電阻恆定,並且當我保持dT = 0時是不可能的> 0 *。
@vaxquis我認為任何具有科學,工程或電子經驗的人都可以按照您的描述來理解它,但是像OP這樣的新手可能會從這種澄清中受益。在大多數其他情況下,“常數”是指不會隨時間變化的事物。
我同意@nekomatic,但是隨後我將添加有關“常量”一詞使用上下文的說明-了解術語是IMO理解其背後概念的第一步;我懷疑如果OP沒有將“電流/電壓源”與“ *恆定*電流/電壓源”混淆,那麼他根本不會對它們有任何問題...
哇-29分,但是原來的問題回答了嗎?(電流源還是電壓源嗎?)
如果我們要仔細討論“常數”,是否公平地說電流或電壓源更像是雙穩態而不是常數(特別是在dx / dt = 0的數學意義上)?它要么打開(在其輸出端子上提供電流或電壓),要么以某種方式關閉(結果是在其輸出端子上提供零電流或零電壓)。考慮起來比較容易台式電源既可以打開也可以關閉,但是這個概念很籠統。(例如,在電池中,您可以想像除去電解液。)
電流源可以作為時間的函數而變化(或作為電路中某些其他數量的函數,例如晶體管模型)而變化。
優秀的信息,謝謝(+1)。出於好奇-現實生活中是否存在限制電流的電壓源(沒有保險絲)?
查找“折返電流限制”-但是,當然,如果負載尋找的電流大於電源在額定電壓下提供的電流,電壓也會下降。可以為某些實驗室耗材設置電壓和電流的可變限制(一個控制,另一個限制損壞)。
Peter Green
2015-12-31 11:38:59 UTC
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理想的電壓源將保持定義的電壓,而不管從中汲取的電流。

理想的電流源將保持定義的電流,而不管其兩端的電壓如何。

這些東西實際上都不存在。兩者都是我們在分析電路時使用的簡化。即使我們可以構造它們,我們也可能不會想要。具有無限開路電壓或無限短路電流的設備將非常危險。

真實電壓源會在一定的電流範圍內維持接近其定義值的電壓。

實際電流源會在某個定義的電壓範圍內維持接近其定義值的電流。

某些電流源可能會同時表現出這兩種行為。典型的實驗室電源就是一個很好的例子,對於低電流,它將保持給定的電壓,但是一旦電流達到給定的閾值,電壓就會降低以保持恆定的電流。

理想的電流源帶有電阻的並口等效於與電阻串聯的理想電壓源。兩種情況下的電阻值都相同,被稱為“輸出阻抗”。這種電路的電壓-電流特性將是開路電壓和短路電流之間的直線。通常,我們可以將輸出阻抗視為dv / di。具有並列電阻的電流源變為具有串聯電阻的電壓源。

在實踐中效果不佳。要通過該方法獲得高輸出阻抗,就需要一個高電壓源,該電壓源效率低下並可能造成安全隱患。因此,典型的電流源將涉及某種形式的反饋,以根據負載來調節電壓。對於這樣的電源,電壓與電流的關係圖通常不是直線,因此輸出阻抗將取決於電源兩端的電壓而變化。

通常使用某種形式的晶體管或運算放大器電路去做這個。根據來源需要具有的特性,會有很多變化。

dmy
2016-01-01 14:24:24 UTC
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實用電流源的例子是什麼?

在電弧焊中,您必須使用一個常數電流(CC)或恆壓(CV)電源,具體取決於所使用的過程。幾種最常見的焊接工藝使用恆定電流電源(例如SMAW,GTAW)。

在焊接SMAW(“棒”式焊接)操作員時,與電壓的大變化相比,恆定電流電源的電流強度相對小

使用CC電源的一些示例運行參數,我們將機器設置為300A,並在此期間檢查電源的電壓和安培數操作員可通過使電極靠近工件或遠離工件來更改電弧長度:

  • 短電弧:30V-308A
  • 理想電弧:32V-300A
  • 長電弧:34V-290A

在這裡我們可以看到電流強度的相對相對較小的變化 18A,其電壓變化較大為4V。

為了產生電流,我們需要電壓,因此既不是電流源,也不是電壓源?

否。 電流源電壓源是為了分析電路而存在的理論定義。如果您查看這些定義,它們可能都不都是正確的。

本質是當前來源提供了相當穩定的(即恆定)電流和電壓源可提供可預測的電壓(例如12V電池,120V壁裝電源插座)。

稍微同意,但在這種情況下為(〜= +/- 3%)〜=(〜= +/- 6%)。例如,將一個變量相對於另一個變量的範圍更大會更好。
Ryan Griggs
2015-12-31 10:43:43 UTC
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我的理解是,現實生活中的電流源會調節輸出電壓,以確保指定的電流流過電路,而 voltage 源會在達到額定電流。但是我認為從技術上講,它們都是電壓(電位)源,一個是可變電壓,另一個是固定電壓。

關於電流源,幾年前,我一直心煩意亂,直到一位講師簡單地聲明“方程中假定提供電流的能力是無限的,但在現實生活中,它總是受到信號源能力的限制。”

以我的觀點,據我所見,這是唯一回答以下問題的貢獻:“電流源也是電壓源嗎?”。
我很好奇:高質量的電流源儀器會檢測到開路情況,還是只是將電壓推到最大可用電壓?如果他們檢測到開路情況,該怎麼辦?
是的,這很明顯:任何電流源都必須是*電壓*源,因為必須有一個電壓電勢才能使電流“推動”通過電路。沒有電壓(即壓力)等於沒有電流(即流量)。
謝謝大家的回答。不幸的是我仍然感到困惑。我知道理想的電壓或電流源不存在。我的問題是-我們需要電壓才能產生電流,然後電流和電壓源不一樣嗎?
是的,我的回答說明“電流源”只是可變電壓源。源監視電流並改變電壓以確保電流恆定。是的,兩者都是“電勢”。
mkeith
2015-12-31 10:48:18 UTC
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對於理想的電流和電壓源,就像這樣。

流過電流源的電流被電流源固定為恆定值。電流源兩端的電壓可以取任何值。

電壓源從一個端子到另一個端子所測得的電壓被固定為一個恆定值。通過電壓源的電流可能具有任何值。

這有意義嗎?

電流源可以作為時間的函數而變化(或作為電路中某些其他量的函數,例如晶體管模型)而變化。
如果它是從屬電流源,則為@PeterMortensen,。但我認為,對於OP來說,依賴電流源的主題可能太高級了。
Majenko
2016-01-01 18:15:59 UTC
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您正確地認為,在現實世界中沒有理想的電壓源或理想的電流源。

相反,只有能同時提供電壓和電流的電源。它們之間的區別是哪個參數在電源的控制下,哪個參數在負載的控制下

對於簡單的電阻負載,您可以使用歐姆定律來說明

您有三個參數-電壓,電流和電阻。歐姆定律將這三個值組合成一個非常簡單的公式-\ $ I = \ frac {V} {R} \ $

當您擁有其中兩個值時,可以計算出第三個值。

使用(恆定)電壓源,您有一個固定值\ $ V \ $和一個已知值\ $ R \ $(負載電阻),因此當前\ $ I \ $是可變的,可以計算相反。對於(恆定)電流源,您有一個固定值\ $ I \ $和一個已知值\ $ R \ $,因此電壓\ $ V \ $是可變的並且可以是

所以總結:

  • 在電壓源中,電壓是固定的,電流根據負載而變化
  • 在電流源中電流是固定的,電壓根據負載而變化
manav.tix
2015-12-31 15:09:10 UTC
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只需添加一些數學公式V = RI(歐姆定律)現在電壓源所做的就是數學上說V是恆定的,因此使(RI)恆定就意味著

  1. 電阻(LOAD)消耗的電流更少。
  2. 但是功耗相同,這意味著如果所需功率相同,則電路中的電流可能會降低。
  3. ol>

    反之對於即使低壓也能滿足要求的功率屏障的電流源,會發生這種情況。從數學上講,這是兩種來源之間的根本區別。

tcrosley
2016-01-07 06:54:14 UTC
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您詢問了電流迴路的一些實際應用。這裡有一些。有些是歷史性的,有些今天仍在使用。

早期的 Teletype機器(例如Model 15)在機器之間使用60 mA電流環路。後來的型號(例如33型)使用20 mA迴路。在這兩種情況下的優點是,由於恆定電流克服了由於線路電阻引起的任何損失,因此您可以在機器之間將線路鋪設幾英里而無需任何中繼器。當然,這些距離上的壓降會隨著距離的增加而增加,並且某些線路在高達125V的電源電壓下工作。

這些電傳打字機環路在“空間”條件下使用了無電流,而在“線路”條件下使用了線路中的電流。標記”。由於間隔條件(無數據)是默認條件,因此在大多數情況下,這會減少電源電路中的功耗。

33型電傳打字機在1970年代被廣泛用作小型計算機的計算機終端, 1980年代,因此大多數都帶有20 mA接口。甚至IBM PC的原始串行卡都提供了電流循環接口。

MIDI是電流循環接口的另一個示例。它使用5 mA。

另一種類型的電流迴路曾經並且仍在某些地方被用於儀器儀表。這稱為4-20 mA電流環路(也已使用10-50 mA)。與上面討論的用於發送數字數據的環路中的恆定電流不同,4-20 mA環路用於傳送儀器讀數,例如壓力,溫度,液位,流量,pH或其他過程變量。通常,4 mA表示讀數為0,而20 mA表示滿刻度讀數。因此,如果儀器的滿量程為160,則每增加100 µA的電流將代表讀數的增加。

使用一種稱為變送器的設備將讀數轉換為變化的電流。 。 非常複雜

像20 mA和60 mA數字迴路一樣,4-20 mA電流迴路的優點是它們可以在電話對上運行例如,對於長距離。

它們從4 mA而不是0 mA開始的原因是後者被用來指示故障(開環)。

Lawrence
2016-01-07 04:46:25 UTC
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嘗試思考這個概念-緩慢而冷靜地思考。潮流是真實的。這是一個物理現實[電子以某種方式移動]。可測量的。它是可變的[或多或少的移動電子]。可以用各種儀器[電子顯微鏡]看到。因此,第一步要確定電流的機械形式的存在-它存在。電壓不是真實的。它沒有任何機械成分,因此對於所有錯誤地認為電流和電壓都是真實的並且存在並且相互依賴具有進一步含義的所有人-您是錯誤的。電壓一詞需要在今天回溯以簡單的方式解釋電,而不是使對象困惑不解。這裡要掌握的關鍵是EXIST!的含義。當前存在。它是一種機械部件[具有質量],它由多個構件[電子]組成。粒子;原子結構,以及根據物理定律的成分之間的相互作用]。電壓不存在,因為它沒有質量。我們通過將目的設計並標記為目的的測量儀器插入閉合迴路中來自己創建電壓值,該閉合迴路允許電流的持續或開始流通。根據電路的物理參數(在電子水平),將取決於我們在不起眼的電壓測量設備上看到的內容。有趣的是,如果我們只願意堅持實際存在並精確定義電子流的兩個電路組成部分的真實性(電路電阻和電流),就不需要將電壓定義為單獨的參數。有時嘗試一下-很快就可以很容易地進行數學運算。

謝謝大家的回答。不幸的是我仍然感到困惑。我得到理想的電壓或電流源不存在。我的問題是-我們需要電壓才能產生電流,然後電流和電壓源不一樣嗎?
“電壓不真實”。**這是完全錯誤的!**電壓是每單位電荷的能量,而能量卻是真實存在的(這是愛因斯坦的遺產,E = mc ^ 2 !!!)。儘管使用非常靈敏的儀器,即使在非核反應中也可以測量:在產生能量的化學反應中,產品的總質量*小於*試劑的總質量。區別在於所產生能量的等效質量!


該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 3.0許可。
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