He publicado diferentes preguntas similares a esta, pero todavía estoy luchando para entender la teoría. Entonces, ¿aquí hay otro intento de entender cómo dos fuentes de alimentación (con diferentes corrientes) conectadas en serie no pueden alimentar una carga sin ningún daño? O si puede, ¿por qué no pueden sumarse las corrientes y los voltajes?
Aunque he aprendido que la corriente puede fluir a la carga pero a 5A (la más baja), ¿por qué no 15A?
Es una regla básica. La base física para ello es la siguiente. Lo actual es solo mover cargas. Los cargos no pueden acumularse. Es decir, los objetos generalmente no pueden adquirir una carga neta. Esa es tanto una regla física (regla del universo) como también una regla para el análisis de circuitos. Así que cada vez que las cargas se mueven en un lado de un conductor, una cantidad igual de cargas tiene que moverse en el otro lado.
Entonces, si I2 está descargando la carga en el conductor a 10A, e I1 está liberando la carga del mismo conductor en 5A, eso implicaría que la carga se está acumulando en el conductor. Como eso es imposible, es imposible que dos fuentes de corriente estén en serie a menos que tengan la misma corriente.
Espero que esta sea una respuesta satisfactoria. He tratado de ser preciso pero intuitivo. Hay muchas analogías que podrían aplicarse también (autos en una autopista, o esquiadores subiendo a un remonte o algo así). Hazme saber si quieres que ofrezca algo de esa naturaleza.
La respuesta anterior dada (por mkeith) es bastante buena. Creo que también puedes ver el problema lógicamente.
Al tomar dos fuentes actuales de valores actuales diferentes, se contradice usted mismo.
1) Al tomar 10A de la fuente actual, usted hace una declaración de que necesita 10A por cable
Pero luego otra vez con tu próxima acción, es decir,
2) Al tomar 5A de la fuente actual, nuevamente declara que desea 5A de corriente en el mismo cable (conexión en serie)
en un cable común, cualquiera de las instrucciones-1 será correcta o la declaración-2 será correcta pero no ambas. (porque sabemos que un cable implica una ruta para la corriente implica un valor actual)
Viola KCL, ya que si tomamos un punto entre el centro de dos fuentes actuales (es decir) el nodo en el centro, aplicando la convención KCL resulta en -5 o + 5A.Exactamente hablando, el valor actual no es igual a cero, esto se traduce en una violación de KCL. Dado que la ley de Kirchhoff es aceptada universalmente para circuitos agrupados, este tipo de conexión física no es posible en absoluto.
¿Por qué la gente tiene tantos problemas con fuentes actuales?
En los siguientes circuitos de fuente de voltaje, la mayoría de la gente ve fácilmente la incongruencia:
Las fuentes de corriente conectadas en serie son la fuente actual equivalente a esta situación.
La fuente actual "prefiere" ver un cortocircuito para una carga.
La fuente de voltaje "prefiere" ver una resistencia infinita (abierta) para una carga.
Las fuentes actuales se agregan muy bien en paralelo
Las fuentes de voltaje se agregan muy bien en serie
Las fuentes de corriente deben tener un lugar (una carga) para empujar electrones
Las fuentes de voltaje solo suministran electrones si tienen que hacerlo.
Esto conducirá a un desastre, o comportamiento extravagante. Estás pidiendo violar la física básica. Kirchoff dice que la suma de corrientes en un nodo es cero. El nodo entre las dos fuentes de corriente está en un punto difícil. Actual es la forma de contar los portadores de carga pasando un punto. En un segundo, la fuente 10A empuja 10 culombios de carga. La fuente 5A saca 5 coulombs de distancia. Eso no suma, aunque brevemente se puede acumular una carga positiva antes de que el circuito funcione mal.
Con los dispositivos del mundo real, tal vez una fuente de corriente inflará humo y olerá mal, lo que llevará a un circuito abierto, o tal vez la fuente 5A pueda "ganar" al limitar la corriente a 5A con el 10A que lucha, pero actuando como una pieza de cable.
Tenga en cuenta que una fuente de corriente no hace nada si no está en un circuito, por lo que no debe suponerse que una fuente de corriente siempre tenga su corriente especificada. Se puede desarrollar un voltaje a través de él, con la esperanza de empujar la carga para hacer corriente, pero hasta ahora una fuente de corriente realista puede empujar.
Sin embargo, la fuente de corriente puede ponerse en paralelo. Eso es análogo al apilamiento de fuentes de voltaje en serie.
Imagine que uno tiene un bucle de tubería inelástica que permite que el agua fluya sin fricción, excepto en un punto donde el flujo es proporcional a la diferencia de presión.
En este bucle uno tiene dos motores de bombeo; uno se asegurará de que fluyan cinco galones por minuto de agua, y el otro se asegurará de que fluyan diez galones por minuto. Cada motor agregará o eliminará tanta energía como sea necesario para que fluya la cantidad adecuada de agua.
Si solo estuviera presente el motor de bombeo de 10 g / min, la diferencia de presión entre sus lados aguas arriba y aguas abajo sería lo que fuera necesario para empujar cinco galones de agua por minuto a través de la constricción. Cuanto más apretada sea la constricción, mayor será la diferencia de presión requerida y, por lo tanto, más energía tendrá que agregar el motor de bombeo.
Si se agregara un motor de 5 g / min en paralelo, bombeando en la misma dirección que el motor de 10 g / min, aumentaría en un 50% la cantidad de agua que debía fluir a través de la constricción, y por lo tanto aumentaría en un 50% la cantidad de energía necesaria para que eso suceda. La cantidad total de energía disipada por la constricción se incrementaría a 2.25 veces la cantidad anterior; el motor de 10 g / min tendría que generar 1.5 veces más energía que antes, y el motor de 5 g / min tendría que generar la mitad de esa cantidad (0.75 veces más energía que el motor de 10 g / min que había estado apagando).
Si el motor de 5 g / min se agregara en paralelo de otra manera, la mitad del agua bombeada por la bomba de 10 g / min pasaría por el motor de 5 g / min. Esto significaría que la constricción solo pasaría a la mitad para que pasara la mitad de la cantidad de agua, y por lo tanto solo produciría la mitad de la contrapresión y disiparía la cuarta parte de la energía que tenía solo con el motor de 10 g. La cantidad de energía que el motor de 10 g / minuto tenía que agregar al agua sería la mitad de lo que era necesario cuando funcionaba solo, y el motor de 5 g / minuto realmente extraería energía del agua.
El problema con el cableado de los motores en serie es que cualquier agua que fluya a través de uno debe fluir a través del otro; si 10 g / minuto fluyen a través del motor aguas arriba pero solo 5 g / minuto fluyen a través del motor aguas abajo, eso implicaría que 5 g / minuto deben acumularse de alguna manera en la tubería entre los motores. Como el agua es muy compresible, tal cosa podría ser posible por un breve momento, pero mientras más agua se acumule allí, mayor será la presión del agua allí. El motor de 10 g / minuto tendría que agregar una cantidad de energía cada vez más rápida al agua, y la bomba de 5 g / minuto tendría que extraer casi toda esa energía del agua. La cantidad de transferencia de energía aumentaría rápidamente hasta que el aumento de presión impida que la bomba de 10 g / minuto maneje sus 10 g / minuto completos, haga que la bomba de 5 g / minuto deje pasar más de 5 g / minuto, o haga que la tubería entre bombas para fallar.
Al igual que con el agua en el ejemplo anterior, "material electrónico" es muy "compresible". Sin embargo, no se necesita un gran exceso o escasez de electrones para acumular una cantidad realmente enorme de "contrapresión". Si los electrones están entrando en algo a una velocidad de 1 amperio, tendrán que salir a la misma velocidad; a una corriente de 1 amperio, incluso una cantidad de electrones en exceso de un microsegundo sería mucho.
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