sobre la potencia, el voltaje y la corriente

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Comencé a aprender una idea básica sobre la construcción de circuitos el semestre pasado. Tuve alguna oportunidad de construir un circuito simple para construir un sistema de enfriamiento (con ventilador y algún otro IC). Pensé que entendía el concepto de voltaje, corriente y potencia, pero cuando estoy en una aplicación práctica creo que todavía no los entiendo completamente. Por ejemplo, estoy construyendo un circuito para conducir el ventilador de computadora de 20w. Hay una etiqueta en el ventilador que indica que debe manejarse como 12V. Sé que la potencia es voltaje * corriente, por lo que si necesitamos 20w y manejamos con 12V, creo que necesitamos aproximadamente 1.6A. Hice el circuito y funciona. Pero hoy estoy leyendo algunos libros para principiantes en la construcción de circuitos, en un proyecto, dijeron que solo tienes que proporcionar 20w para conducir un modelo específico de ventilador. Entonces, ¿significa que podemos elegir una combinación diferente de voltaje y corriente si solo tenemos la potencia de 20w?

Ayer, estaba trabajando en algo con la almohadilla peltier para enfriar algunas cosas. Se dice en el manual que necesitamos proporcionar 96w (necesita 20V y aproximadamente 4.8A) para impulsar el peltier y viene con un proveedor de energía, que proporciona 20V y aproximadamente 5A de salida. Funciona bastante bien cuando conecto el peltier al proveedor de energía. Pero tengo bastante curiosidad por qué en el manual se indica el voltaje de trabajo específico y la corriente si necesita 96W. Intenté usar un proveedor de alimentación de CC con voltaje variable y salida de corriente. Intenté hacer el voltaje de 5 V y hacer que la corriente fuera de 1,5 A, el refrigerador Peltier aún funciona (aunque no es tan eficiente como con la entrada típica). Luego trato de hacer que el voltaje sea bastante más alto y con una corriente muy baja, de modo que la potencia aún sea de aproximadamente 96W. Todavía funciona bastante bien. ¿Entonces me confunde por qué la mayoría de los dispositivos necesitan etiquetar el voltaje y / o la corriente sugeridos, así como la potencia de entrada? Pero para algunos otros dispositivos, solo indican la potencia de entrada y el voltaje, ¡mencionaron algo diferente sobre la corriente!

    
pregunta user1285419

3 respuestas

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Los voltajes y la potencia de entrada son potencias y voltajes nominales.

Por ejemplo, puede conducir motores eléctricos por encima de la potencia nominal, pero se calentarán demasiado y eventualmente se romperán. También hay clasificaciones de servicio de motor eléctrico para la industria. Vea esto para una breve introducción: enlace

En la práctica, esto significa que una misma máquina podría usarse para dos aplicaciones diferentes. Para un uso constante y sin interrupciones, la potencia nominal puede ser, por ejemplo, de 100 W, pero luego para un uso cíclico en el que el motor se detiene, por ejemplo, durante 5 minutos y luego maneja durante 2 minutos, la potencia nominal puede ser, por ejemplo 130 W.

Este fue solo un ejemplo ilustrativo de las máquinas de la industria, pero no he comprobado la gran diferencia en la potencia de salida entre estos dos tipos.

De vuelta a este caso: La potencia nominal de entrada del elemento Peltier en este caso es de alrededor de 96 W. También puede usarla con una potencia menor. Por ejemplo, podría conectar un sistema de sensor que mide la temperatura del objeto enfriado y luego la potencia de entrada se ajusta mediante el circuito de control para ajustar, por ejemplo, el voltaje dado al elemento. Debido a que Peltier es un dispositivo semiconductor, es probable que sea más propenso a romper con una potencia sobrevaluada incluso en tiempos cortos. No recomiendo intentarlo.

Los números nominales para ese elemento pueden basarse en la teoría y luego se prueban adecuadamente para asegurarse de que funcionan bajo esa carga durante el tiempo suficiente para ser vendidos a los consumidores.

También en breve sobre la teoría fundamental:

  • El voltaje (diferencia de potencial entre dos planos, nodos ... etc.) produce corriente eléctrica - > límites de resistencia de corriente - > Se consume poder a esa resistencia para superarlo. Consulte Kirchhoff 1st y 2nd y la ley de Joule.

En la práctica, puede comprar un multímetro barato, una batería pequeña y una pequeña lámpara resistiva, un par de resistencias y ver con las mediciones cuando cambia la resistencia en ese circuito y ver en la práctica el brillo de la lámpara. Esta es una manera brillante de comenzar en la práctica.

¡Recuerde mantenerse seguro mientras mide y no mida voltajes ni corrientes de dispositivos de alta potencia si USTED no está familiarizado con la teoría de las leyes eléctricas! ¡Las baterías alcalinas pequeñas de 9 V son lo suficientemente seguras, pero las cosas se vuelven mucho más peligrosas incluso con las baterías de automóvil de 12 V si no sabes lo que estás haciendo!

    
respondido por el sailfish
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En general, cuando se habla de componentes que realizan trabajos (motores, calentadores, servos, etc.), utilizará la "notación de potencia". Esto es útil porque estos componentes disipan una gran cantidad de energía, que debería suministrarse desde fuentes de alimentación de varios tipos (de lo contrario no funcionarán). También es útil porque esta potencia (generalmente) se disipa como calor, por lo tanto, al conocer la calificación de potencia, puede estimar la cantidad de calor producido.

Sin embargo, cada dispositivo eléctrico (incluso aquellos que se caracterizan por su potencia nominal) tiene un rango de condiciones operativas adecuadas. Las condiciones operativas adecuadas se indicarán en términos de voltaje / corriente / temperatura, etc. Por lo tanto, por ejemplo, si su ventilador tiene un consumo de energía de 20W, pero su voltaje de operación mínimo es de 10V, no funcionará correctamente si lo intenta. para conducirlo con un suministro que sea capaz de suministrar una corriente de, por ejemplo, 10A, pero que no supere los 5V (suministro de 50W).

Las razones por las que el ejemplo anterior (ventilador de 20W con suministro de 50W) no funcionarán pueden ser numerosas, pero puede pensar en términos de transistores: el transistor (MOSFET, por ejemplo) requiere cierto nivel de voltaje para conducir la corriente . Si esta restricción de voltaje no se cumple, el transisor no se abrirá y la corriente no fluirá hacia su ventilador. Por lo tanto, su suministro con capacidad para 50W no forzará ninguna corriente en el ventilador y no se disipará la energía.

NOTA: algunos dispositivos tienen rangos muy amplios de condiciones de operación (los calentadores en espiral, que son resistencias simples, son un buen ejemplo de tales dispositivos). Otros tienen restricciones muy severas y pueden ser dañados permanentemente por una mínima excepción sobre sus calificaciones máximas / mínimas.

    
respondido por el Vasiliy
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No es esencial comprender las propiedades teóricas de cómo funcionan los materiales en los efectos termoeléctricos para utilizarlos. Lo mismo se aplica a las uniones PN, motores eléctricos y termistores. Pero cada uno de estos ejemplos tiene límites para prevenir el estrés, el daño y las fallas tempranas por el esfuerzo cerca de ciertos límites para cada parámetro como voltaje, corriente, potencia, temperatura o incluso la tasa de cambio de estos parámetros o varios ciclos.

Sin embargo, a menos que estudie la física de las propiedades de estos materiales para comprender cómo funcionan para apreciar cómo pueden fallar y por qué hay límites, solo respete que hay límites para usar cuando se aplican estas unidades a una aplicación.

    
respondido por el Moh

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