Estimación de potencia

La energía se conserva . El cargo se conserva . Y, con algunas suposiciones simplificadoras, actual es igual en todas partes en un circuito en serie y los voltajes en los componentes paralelos son iguales .

Mientras se siguen cumpliendo estas reglas, hay máquinas eléctricas que intercambian corriente y voltaje entre una entrada y una salida. El transformer es una de esas máquinas, pero hay otros . Para un transformador ideal, la potencia en igual a la potencia de salida, pero la relación de voltaje entre los lados es igual a la relación de vueltas del transformador, y la relación de corriente es similar a la de la energía. Para transformadores no ideales (y de hecho la mayoría de las máquinas de conversión de potencia reales), parte de la potencia de entrada entra en pérdidas en el convertidor, y generalmente se manifiesta como calor.

Puede considerar esto como convertir el voltaje en corriente , o no, dependiendo de cómo defina convertir . ¿La transmisión de un automóvil convierte el par en velocidad angular? Si es así, un transformador convierte el voltaje en corriente.

Hay muchas máquinas mecánicas análogas a un transformador. Engranajes, palancas, sistemas de poleas, turbinas, etc. Cualquier cosa que ofrezca ventaja mecánica es un buen ejemplo. Todas las máquinas están sujetas a la ley de conservación de la energía. Siempre y cuando no tengan medios para almacenar energía, eso significa que la potencia es igual a la potencia de salida. La potencia mecánica es el producto de la fuerza y la velocidad:

$$ P = Fv $$

Es por eso que si desea utilizar una de estas máquinas de ventaja mecánica para aplicar más fuerza para levantar una cosa, también la levantará más lentamente. O, si quieres levantar algo rápidamente, también debes aplicar más fuerza.

Tal vez entonces no sea un error que la energía eléctrica sea el producto del voltaje y la corriente:

$$ P = VI $$

y el voltaje es lo difícil que está empujando algo en la carga, y la corriente es lo rápido que se está moviendo la carga.

No, el voltaje no se convierte en corriente. El voltaje es una medida de la energía potencial, la corriente es el número de electrones que fluyen más allá de un punto dado en un tiempo determinado. El requisito es que la energía se conserve y usted haya hecho los cálculos para ver que este es el caso (aproximadamente). No es necesariamente el caso de que los electrones que entran a la fuente de alimentación a 10 V sean los mismos que dejan la fuente de alimentación a voltajes más bajos. Todos los electrones que componen estas corrientes ya están en el circuito antes de aplicar cualquier potencia. Es la energía que se agrega a la entrada lo que hace que los electrones de la salida comiencen a moverse y hagan una "corriente". En un buen convertidor DC-DC, aproximadamente el 90% de la energía disponible de la fuente de alimentación de entrada se puede convertir en energía que se entrega a las salidas.

Un transformador normal incrementará la corriente mientras reduce el voltaje en la misma relación: un transformador que puede entregar 10 amperios a 12 voltios solo consumirá 1 amperio a 120 voltios.

Una fuente de alimentación de conmutación funciona según un principio similar: la tensión de entrada se apaga y se enciende a una frecuencia alta, luego se aplica a un transformador que reduce esa tensión (y la corriente) según sea necesario. Al utilizar diferentes tomas en el devanado secundario del transformador, o múltiples devanados secundarios, una fuente de conmutación puede tener múltiples voltajes de salida.

Estos suministros no son 100% eficientes, por lo que es posible que deba suministrar 12 vatios para obtener un rendimiento total de 10 vatios, ya que dos vatios se pierden al calentar la fuente de alimentación.