Pregunta sobre la potencia extraída de un suministro limitado actual cuando está en cortocircuito

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Considere el siguiente esquema:

Cuando el interruptor está abierto, la resistencia de 10 ohmios consumirá 0.5 amperios de corriente y disipará 2.5 vatios de potencia. No hay problema allí.

Cuando el interruptor se cierra:

Sabemos que la corriente de salida de la fuente de alimentación está limitada a 1 amp. Entonces, cuando el interruptor se cierra, la resistencia se desvía y la totalidad de 1 amperio de corriente de la fuente de alimentación fluirá a través del cortocircuito a tierra. ¿Cuál es la potencia que se extrae de la fuente de alimentación?

La corriente de cortocircuito es 1 amp. El poder es \ $ P = {I_ {corto}} ^ 2 \ cdot R_ {corto} \ $.

\ $ I_ {short} \ $ se limitará a 1 amp, y \ $ R_ {short} \ $ (la resistencia del short) es esencialmente de 0 ohms. Entonces, ¿se extrae la potencia del suministro \ $ P = 1 ^ 2 \ cdot 0 = 0 \ $?

    

3 respuestas

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Creo que esto es una especie de enigma. El truco está en las definiciones, ¿qué significa "potencia extraída" en lugar de "potencia entregada a la carga de un usuario"?

La resolución de la paradoja es sí, la potencia entregada a la carga del usuario es CERO (suponiendo un cortocircuito ideal con resistencia cero). Sin embargo, la potencia extraída de esta fuente de alimentación es de 5W, que se disipará en su interior, en el circuito interno de limitación de corriente. En realidad, esta fuente de alimentación será bastante caliente. Puedes probar esto con cualquier batería AA para ver el efecto.

CORRECCIÓN: Como comentó pediátricamente Chris Stratton, la potencia disipada puede ser diferente de 5W si la fuente de alimentación, por ejemplo, tiene una topología de conmutación, de modo que puede cambiar dinámicamente el CEM efectivo y la impedancia de salida interna efectiva.

    
respondido por el Ale..chenski
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En ingeniería, debemos aplicar soluciones del mundo real.

Como se ha dicho antes, la carga real no será cero. La resistencia de contacto de su interruptor y cualquiera y todas las conexiones a tierra tendrán una resistencia de alrededor de unos pocos miliohmios. Su fuente de alimentación también tendrá una fuente de resistencia / impedancia que debe tenerse en cuenta.

Las fuentes de alimentación reaccionan a cortocircuitos / sobrecorrientes de manera diferente según el tipo y la calidad. Si la salida de la fuente de alimentación está en cortocircuito (según mi experiencia), reducirá la tensión, de modo que la potencia suministrada no exceda la clasificación máxima o entrará en un modo de hipo en el que la fuente de alimentación se deshabilitará e intentará periódicamente para volver a habilitarse. En la segunda condición, si se elimina la carga en cortocircuito, la fuente de alimentación volverá a entrar en la regulación.

En su caso ideal, la carga / interruptor consumirá potencia cero, y toda la energía se quemará en la impedancia de salida / fuente de su suministro. Siempre debe dibujar las impedancias de la fuente en sus diagramas para garantizar la precisión.

Si este es un problema de física. El conductor / interruptor ideal no podría tener una caída de voltaje > 0, por lo que su suministro de voltaje intentaría acumular una cantidad infinita de corriente mientras nunca exceda un ∆V > 0

    
respondido por el Optimizer
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Una fuente de voltaje práctica tendrá una resistencia en serie. Entonces, cuando los 2 terminales de la fuente de voltaje están cortocircuitados, la potencia suministrada por la fuente de voltaje sería V ^ 2 / R. Donde R es la resistencia en serie. Así que, técnicamente hablando, cuando se cortan los terminales de una fuente de voltaje práctica, no hay carga en absoluto. Por lo tanto, no se disipará ninguna energía del cable cortocircuitado. Pero la potencia suministrada por la fuente de voltaje se disipará, obviamente, como calor de su propia serie de resistencia.

    
respondido por el Ananth Vanamali

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