Los dispositivos eléctricos “toman lo que necesitan”

Si necesita 500 mA, tomará 500 mA, incluso cuando proporcione una capacidad de 3000 mA . Si está parado en el fondo de las cataratas del Niágara con un cubo de 10 litros, puede llenarlo hasta que contenga 10 litros, aunque la cascada tenga la capacidad para proporcionar mucho más.

Esto generalmente es verdadero para lámparas incandescentes, motores, otras cosas hechas de bobinas y la mayoría de los componentes electrónicos que son anteriores a los semiconductores. En general, también es cierto para muchos circuitos integrados, que se extraen de sus rieles eléctricos según sea necesario.

Es específicamente falso para los LED y los transistores bipolares, los cuales pueden extraer fácilmente suficiente corriente para autodestruirse a menos que se mantenga a un voltaje muy específico.

La sobretensión es casi siempre mala para casi todo. La electrónica simple puede funcionar cuando está bajo voltaje (motores, lámparas). Los semiconductores no lo harán.

Imagine que una conexión eléctrica es un eje que puede girar y que puede conectar una máquina que sería impulsada por el eje a un dispositivo que lo hará girar. Si el dispositivo de accionamiento gira el eje, una máquina del mundo real que no tiene una fuente de energía aplicará al menos un par de torsión en la dirección opuesta a la rotación (tratando de reducirla de manera efectiva); De la fricción del cojinete de entrada si nada más. La cantidad de energía transferida a través del eje será el producto del par y la velocidad de rotación en radianes por segundo [las unidades son radianes por segundo porque a esa velocidad, el final de un brazo de par l de distancia -unidades largas moverán l unidades de distancia por segundo].

Algunos tipos de aparatos de conducción "intentarán" suministrar una cierta cantidad de torque a casi cualquier velocidad. Otros tipos de aparatos de conducción "intentarán" girar el eje a una velocidad particular, suministrando tanto torque (hasta cierto límite) como se requiera para hacerlo. La mayoría de los tipos de aparatos de conducción girarán a cierta velocidad sin carga, pero girarán más lentamente en condiciones de aumento del par de carga.

A la inversa, algunos tipos de aparatos accionados aplicarán un nivel casi constante de par de carga, independientemente de la velocidad con que se accionen, algunos no aplicarán casi par cuando se manejen por debajo de cierta velocidad, pero "intentarán" evitar que la entrada gire más rápido más que eso, resistir con tanto torque como sea necesario para hacerlo (hasta cierto punto). Muchos tipos de aparatos accionados resistirán con un par de torsión casi independientemente de la velocidad, pero el par será mayor a velocidades más altas que a velocidades más bajas.

Cada vez que el par del proveedor sea mayor que el del consumidor, la velocidad del eje aumentará; cuando es más bajo, disminuirá. Dado que el aumento de la velocidad hace que la mayoría del torque de los conductores disminuya, pero la mayoría de los consumidores aumentará, la velocidad aumentará hasta que alcance un nivel donde los dos niveles de torque sean iguales.

En algunos casos, se puede pensar que la velocidad de rotación está establecida por el proveedor; en algunos casos es establecido por el consumidor. En muchos casos, se establece mediante una interacción de los dos.

En el mundo eléctrico, la corriente es en gran parte análoga a la velocidad de rotación y el voltaje es análogo al par. Del mismo modo que es posible tener un torque aplicado sin que algo se mueva pero (sin rodamientos sin fricción) uno no puede tener un movimiento continuo sin torque, también se puede aplicar un voltaje sin flujo de corriente, pero el flujo de corriente (excepto en superconductores) requiere voltaje. Lo extraño de la analogía es que la mayoría de los motores consumen una corriente proporcional al par mecánico, mientras que disminuyen el voltaje, que es proporcional a la suma de su velocidad de rotación (también caen un poco de voltaje adicional que es proporcional a la corriente aplicada). >     

Considere ley de Ohm :

$$ E = IR $$

Aquí tenemos tres variables: voltaje, corriente, resistencia. Para cualquier carga resistiva, los tres siempre estarán relacionados por esta ecuación.

Si eso es difícil de entender, considere una ecuación de tres variables más observable y familiar, Segunda ley de Newton :

$$ F = ma $$

La fuerza es el producto de la masa y la aceleración. En un entorno sin fricción, algo que no está acelerando no debe tener fuerza aplicada. Teniendo en cuenta la fricción, algo que no está acelerando debe tener fuerzas aplicadas que cancelen exactamente la fricción, de modo que haya una fuerza neta cero. Cuando hay fuerza, una masa acelerará; y se acelerará menos si es más masivo.

Supongamos que desea remolcar un remolque a una velocidad constante. Su remolque tendrá cierta fricción con el aire y los neumáticos, y la máquina de remolque tendrá que equilibrar esa fuerza para mantener la velocidad deseada. Si el remolque aún no se está moviendo, la máquina de remolque tendrá que aplicar más fuerza para acelerar el remolque. Si está remolcando cuesta arriba, se requerirá aún más fuerza para superar la gravedad. Si va cuesta abajo, es posible que deba aplicar una fuerza hacia atrás.

No importa si usa una bicicleta o una locomotora como su máquina de remolque, siempre que pueda aplicar la fuerza suficiente para mantener la velocidad deseada. En cualquier caso, la fuerza es la misma, aunque el rango de fuerzas que pueden ser suministradas por una bicicleta y una locomotora son obviamente muy diferentes.

También podría tener una máquina de remolque que, en lugar de estar programada para viajar a una velocidad constante, esté programada para aplicar una fuerza constante. En este caso, suponiendo que la masa del remolque sea constante, la aceleración será lo que sea necesario para satisfacer \ $ F = ma \ $. Si asumimos una carretera plana, probablemente acelerará el remolque a cierta velocidad hasta que la fricción impida una mayor aceleración, y entonces su velocidad será constante.

La mayoría de las fuentes de alimentación eléctrica están diseñadas para mantener un voltaje constante. Para la mayoría de las cargas, si desea que más corriente se mueva a través de ellas, debe aplicar un voltaje más alto para superar las fuerzas opuestas creadas por la resistencia de la carga. \ $ E \ $ se establece mediante la fuente de alimentación y \ $ R \ $ por la carga, por lo tanto, solo habrá un \ $ I \ $ que satisfaga \ $ E = IR \ $. No todas las fuentes de alimentación serán capaces de suministrar suficiente corriente (y menos comúnmente, una fuente de alimentación puede tener una corriente mínima), pero siempre que el circuito esté funcionando dentro de las especificaciones de la fuente, el voltaje permanecerá constante y la corriente cambiará de acuerdo con la carga .

La corriente se tira, la tensión se empuja.

(Explicación simplificada) Un motor es esencialmente una resistencia grande, que limita la corriente que lo atraviesa. Es una larga bobina de alambre. Cuando se le da el voltaje V y la resistencia de la bobina R, con la fórmula I = V / R de la ley de Ohm, obtiene la corriente que necesita.

Un LED es esencialmente una resistencia muy pequeña, como un fusible, ya que deja pasar una gran cantidad de corriente, calentándose en el camino. Esencialmente, es un cortocircuito. Para el propósito útil de emitir luz, esa corriente debe ser controlada externamente. Si el calor no fuera un problema (el calor en la unión led es lo que lo mata), simplemente actuaría como una resistencia muy pequeña.

Piense en un motor como una resistencia led +. Eso es todo lo que realmente es en los términos más simples. Y a medida que cambia el voltaje, la corriente cambia a través de ese combo de resistencia + led, o el motor.

sabemos que los actuadores como motores de corriente continua, motores paso a paso, relé, solenoide están fabricados por bobinas (inductores); cuando se suministra, se utiliza para extraer mucha corriente de la fuente que su capacidad nominal; cero en la condición de inicio (si usamos fusibles de reacción rápida, entonces pueden explotar), por lo que solo se dan con la clasificación de corriente más alta.

en otro ejemplo, hay una diferencia entre las baterías utilizadas en los automóviles y el inversor. Cuando se arranca el vehículo, la batería debe suministrar mucha corriente (corriente de arranque muy alta) durante unos segundos, entonces la corriente de carga sería muy inferior (luz cargas, sistemas de audio); la batería utilizada con el inversor siempre debe proporcionar una corriente de estado estable (la corriente de entrada será menor en comparación con los automóviles).

pero las cargas, como los LED, son de tipo puramente no reactivo, por lo que la corriente consumida por ellos no puede variar, por lo que puede ser alimentada por la fuente con una clasificación de corriente exacta.