Как аккумуляторы распределяют мощность?

Я хотел запустить два устройства от аккумуляторной батареи USB: один вентилятор, работающий от 5 В, 0,35 А, и одно устройство, способное потреблять 5 В, 6 А (просто общий пример, в основном другое устройство может потреблять большое количество энергии). текущие суммы).

У этого USB-аккумулятора есть один выход, и я хотел подключить Y-разветвитель, чтобы оба этих устройства работали от этого USB-аккумулятора, и мне было интересно, как мощность будет распределяться между этими двумя устройствами?

Будет ли 0,35 А 5 В поступать на вентилятор, а остальные ~ 2 А пойдут на «другое сильноточное устройство? Или аккумуляторная батарея USB просто не будет выдавать 2,4 А и будет распределять мощность по какому-то другому принципу?

путь наименьшего сопротивления. напряжение на всех устройствах будет одинаковым, слишком большой ток приведет к падению ниже 5 В. Если вентилятор получает менее 5В, он больше не будет потреблять 0,35А.
@dandavis Пути наименьшего сопротивления практически не существует в электрическом мире. Представьте себе ваш источник 5 В, 1 кОм на землю и 1001 кОм на землю. Согласно вашей гипотезе пути наименьшего сопротивления, весь ток должен протекать в 1 кОм, а ток не должен течь в 1,001 кОм. Проверьте это на своем стенде, и вы увидите что-то волшебное.
@win не надо этого сарказма в конце...
@Passerby Это ошибочное предположение захлестнуло мир науки и техники. Это нужно остановить. Я придумаю другой способ сформулировать это.
@Passerby Всегда нужен сарказм.
@winny: это не эксклюзив, waze знает, что переулки могут быть быстрее, когда основные дороги заняты...

Ответы (2)

Блоки питания ничего не «разделяют», они просто поддерживают свое выходное напряжение и могут подавать ток до указанной максимальной мощности, какой бы она ни была. Нагрузки соединены параллельно, и каждая нагрузка потребляет столько тока, сколько ей нужно.

Если у вас есть питание 5 В с номиналом 2,4 А, вентилятор будет потреблять 0,35 А, не более. Номинальное напряжение вентилятора 5 В при 0,35 А означает, что вентилятор имеет сопротивление около 14 Ом. Резистор на 14 Ом потребляет 0,35 А от источника питания 5 В согласно закону Ома.

Если есть другая нагрузка, скажем 5 В 1 А, то она возьмет на себя 1А, поэтому БП выдаст всего 1,35 А.

Если на блоке питания указано 5В 2,4А, то больше 2,4А он выдать не может. Если вы пытаетесь подключить нагрузку с номиналом 5В@6А, это означает, что нагрузка имеет сопротивление 0,833 Ом. Если вы попытаетесь подключить 0,833 Ом к выходу 5 В, он попытается взять 6 А. Блок питания просто развалится и ничего не выдаст в лучшем случае или дымит в худшем.

Таким образом, выходной ток блока питания будет распределяться между несколькими параллельными нагрузками в соответствии с их соответствующими сопротивлениями нагрузки, но только в пределах проектных возможностей блока питания.

Правильно, за исключением того, что при напряжении, не соответствующем напряжению, необходимому устройству (например, вентилятору), может произойти все что угодно. Возможно, имеющейся мощности не хватит для запуска вентилятора и ток будет расти.
Что касается «вентилятор будет потреблять 0,35 А, не более». У меня на столе есть устройство (полное раскрытие, это не вентилятор), подключенное к настольному блоку питания. Если я поворачиваю ручку напряжения питания вниз, ток, потребляемый устройством, увеличивается. Очевидно, что рассматриваемое «устройство», как и многие небольшие устройства в наши дни, имеет собственный внутренний преобразователь постоянного тока в постоянный.
@jameslarge, никто не спорит, что нагрузки могут быть переменными. Примером может служить большой проволочный потенциометр. Или электродрель. Наличие преобразователя постоянного тока внутри устройства не означает автоматически, что нагрузка является переменной. Переменные нагрузки имеют соответствующие импедансы. Это не меняет того факта, что ток от шины постоянного напряжения распределяется между несколькими нагрузками в соответствии с их эффективными сопротивлениями. Конечно, нужно учитывать, что некоторые устройства могут иметь высокие пусковые токи, но это уже другой ракурс.
Устройство на моем столе (промышленный весовой модуль) не является «переменной нагрузкой». Он потребляет постоянную мощность в диапазоне напряжений питания (12–24 В). Когда выходное напряжение от внешнего источника питания повышается, весовой модуль потребляет меньше тока, а когда напряжение падает, ток увеличивается. Это прямо противоположно тому, как ведет себя резистивная нагрузка (например, большой проволочный потенциометр) или универсальный двигатель (например, электрическая дрель).
@jameslarge, где вы видите переменное напряжение в вопросе ОП? При данном напряжении питания ваше устройство потребляет определенный ток, поэтому у него есть некоторое эффективное сопротивление Reff. Если ваше устройство регулирует энергопотребление в зависимости от входного напряжения, ну и что? При заданном напряжении ваше устройство будет потреблять ток в соответствии с законом Ома, I = V/Reff. Где вы видите противоречие?
Думаю, мысли вслух. Извини.

Вы можете думать о аккумуляторной батарее или источнике питания как о резервуаре с водой, наполненном трубой, регулируемой поплавковым клапаном сверху, как показано ниже.

введите описание изображения здесь

Давление на дне резервуара определяется глубиной воды. Это напрямую сопоставимо с напряжением на положительном конце батареи или источника питания.

Теперь, если мы прикрепим небольшую трубу ко дну резервуара, вода будет течь по этой трубе со скоростью, определяемой сопротивлением трубы потоку. Давление останется прежним, так как поплавковый клапан будет поддерживать глубину в резервуаре. Количество воды, поступающей через это значение, будет таким же, как количество воды, выходящей через трубу.

введите описание изображения здесь

Если мы добавим еще одну большую трубу внизу, что произойдет.

введите описание изображения здесь

Опять же, некоторое количество воды будет течь через вторую трубу. Так как вторая труба больше и имеет меньшее сопротивление, по этой трубе пройдет больше воды, чем по первой трубе. Количество, протекающее через первую трубу, останется практически неизменным. (В действительности будет небольшое снижение из-за повышенной турбулентности или «внутреннего сопротивления» бака.)

Поплавковый клапан теперь должен работать усерднее, чтобы удерживать резервуар заполненным до уровня давления, но при условии, что входная труба может обеспечить скорость потока, по крайней мере, такую ​​же большую, как комбинация скоростей на выходе, резервуар останется заполненным.

Если вы превысите скорость наполнения бака, он начнет опорожняться.

введите описание изображения здесь

На изображении выше труба НАМНОГО большего размера была присоединена справа. Скорость на выходе выше, чем максимальная скорость наполнения, и труба наполнения больше не может удерживать воду на уровне наполнения. Когда это происходит, давление на дне резервуара падает по мере снижения уровня воды. При этом скорость потока в выходных трубах также будет падать до тех пор, пока либо не установится баланс на более низком уровне, либо резервуар не опустеет.

Батарейный блок или блок питания работают точно так же. Тонкая труба похожа на присоединение нагрузки с высоким сопротивлением (слабого тока), а более толстая труба - с меньшим сопротивлением (более высокая токовая нагрузка). Давление воды - это напряжение. Шаровой кран — это то, насколько быстро протекает химическая реакция в батарее или какой ток потребляет источник питания.

Последние значения являются номинальным током блока питания или аккумулятора. Это максимальная скорость пополнения.