Когда люди говорят об устройстве, «вытягивающем» ток, что они имеют в виду? Почему устройства под нагрузкой «тянут» больше тока?

Думайте об этом как о «вытягивании» дополнительного дыхания во время бега трусцой, а не при ходьбе.

Цепь при нормальных условиях будет выглядеть как определенный импеданс. Например, двигатель постоянного тока, работающий без механической нагрузки, будет вращаться со скоростью, определяемой количеством его обмоток, контактов, постоянных магнитов и т. д. Когда к валу прикладывается нагрузка, ротор замедляется, уменьшая импеданс обмоток. связался. Упрощенно импеданс определяется скоростью (частотой), с которой он вращается. Поскольку обмотки являются индуктивными, уменьшение угловой частоты снижает импеданс. В результате ток увеличивается, так что "дышит больше", так сказать.

Под «потреблением дополнительного тока» большинство людей имеют в виду именно это, а под «нахождением под [дополнительной] нагрузкой» имеется в виду то же самое, т.е. устройство должно отдавать большую мощность на свою нагрузку.

Если подумать, если бы ток (и, следовательно, мощность при постоянном напряжении) в двигателе уменьшался бы при более высокой нагрузке, то был бы нарушен фундаментальный закон физики — на выходе больше мощности, чем на входе. Есть много деталей, которые могли бы исчезнуть. здесь, но, по сути, противоэлектродвижущая сила (или обратная ЭДС) является причиной того, что двигатели и другие подобные вещи работают так, как они (см . Также закон Ленца ). Грубая аналогия может заключаться в том, что вы можете думать об этом как о приводе двигателя, который фактически физически подключен к нагрузке (аналогично трансформатору).

Довольно легко и информативно провести быстрый тест с двигателем (желательно небольшим), полуприличным (или настольным) источником питания и мультиметром (или осциллографом с токоизмерительным датчиком)
. Настройте схему для измерения тока, проходящего через двигатель, затем наблюдайте. изменения тока от запуска до полной скорости без нагрузки, затем приложите небольшую нагрузку и постепенно увеличивайте нагрузку до тех пор, пока двигатель не заглохнет (если это безопасно для двигателя и для вас самих - проверьте техническое описание, в любом случае сделайте это кратко. Большинство полуприличных технических описаний будут приведите данные по сопротивлению обмоток, току останова, току без нагрузки, графики и т.д.)

Когда Инженеры говорят, они хотят, чтобы вы знали, что они очень умны и говорят на своем языке, просто чтобы доказать это... Что-то вроде «РАЗГОВОРА ПОЛИЦЕЙСКИХ», то есть: «преступник вышел из машины и вошел в заведение, в это время он охранял покупка продукта кока-колы непосредственно перед повторной посадкой в ​​свой автомобиль…».

Для электрических или электронных целей:

«Вытягивание» означает потребление, вытягивание или использование какого-либо ресурса... Точно так же, как вы можете «ВЫТЯГИВАТЬ» молоко по соломинке из своей чашки, которая является источником, в электронике вы можете «ВЫНОСИТЬ» больший ток из источника. Используется почти исключительно в термине «Ток рисования».

«Ток» — это термин, который мы используем для визуализации/представления/измерения электричества, проходящего по проводу.

Когда люди говорят, что устройство «потребляет ток», они просто имеют в виду, что устройство потребляет или использует энергию из источника питания. В электронике мы всегда одержимы тем, сколько энергии требуется нашим устройствам или сколько они используют в настоящее время. Может быть, мы беспокоимся, потому что мы используем батарею, и мы беспокоимся, что можем убить батарею, если мы «ПРИНИМАЕМ СЛИШКОМ МНОГО ТОКА». Или, возможно, у нас могут быть проблемы с устройством. Может быть, он не крутится, не загорается или не издает правильных звуков... НО!!, кажется, что он "Потребляет много тока". Это ценная информация для специалиста по устранению неполадок, и это, безусловно, делает вас умным в глазах людей. что не знаю, о чем вы говорите.

«НАГРУЗКА» — это просто устройство или часть цепи, которая использует питание от какого-либо источника электроэнергии. Глядя на электрическую цепь, которая управляет чем-то вроде стиральной машины, кондиционера или жесткого диска в компьютере, мы говорим, что этот компонент представляет или фактически является «НАГРУЗКОЙ» цепи.

НО!!!!! Величина ЗАГРУЗКИ может меняться в зависимости от того, что устройство делает в любой конкретный момент времени.

В качестве альтернативы «НАГРУЗКА» может также относиться к общему количеству энергии, потребляемой от источника питания. Поэтому мы можем также сказать: «Кондиционер создает большую НАГРУЗКУ на наш контур, или кондиционер, стиральная машина и компьютер в совокупности создают слишком большую НАГРУЗКУ для одного домашнего контура.

Когда устройство находится под нагрузкой, это означает, что оно выполняет работу и ему требуется больше энергии от источника питания или «блока питания». Вы можете/увидите термин «Он находится под большой нагрузкой». Очевидно, ТЯЖЕЛАЯ НАГРУЗКА дает представление о том, что устройство работает очень тяжело, возможно, на пределе своих возможностей. Легкая нагрузка предполагает обратное и тоже очевидное.

Таким образом, правильный вопрос заключается не в том, почему устройство под нагрузкой потребляет больше энергии, а скорее в понимании того, что на самом деле означает термин «нагрузка» в этом сложном инженерном словаре. Тот факт, что устройство находится «Под нагрузкой», на самом деле напрямую означает, что устройство просто использует мощность или ток от источника питания. Таким образом, для любой конкретной цепи, чем тяжелее становится нагрузка, тем больше тока или мощности будет потребляться или потребляться от источника питания. Цепь, которая НЕ находится под нагрузкой, вообще не потребляет ни мощности, ни тока.

Обратите внимание, что «мощность» и «ток» использовались в моем объяснении просто как общий способ описания электрической энергии, используемой устройством или схемой. Технически «Ток» и «Мощность», хотя они оба напрямую связаны, представляют собой 2 разных измерения и имеют 2 разных значения для любой данной цепи.

Я надеюсь, что это поможет и затронет суть вашего вопроса.

Спасибо за прочтение,

Кейт Данхардт

ИЗВИНИТЕ! Я видел только верхнюю часть вашего вопроса о потребляемых токах и нагрузках ... Добавление мотора показывает мне, что у вас более высокий уровень понимания, чем я на самом деле писал.

Теперь дело с двигателем действительно добавляет немного гаечного ключа просто из-за невероятно интересных вещей, которые на самом деле происходят, когда двигатель работает.

Кажется довольно очевидным, что любому устройству с большей нагрузкой потребуется больше энергии для работы. Например, двигатель, который в настоящее время поднимает 10 фунтов, должен потреблять вдвое больше энергии, когда вес изменится на 20 фунтов. Хотя это не совсем так, по многим причинам, таким как трение и другие факторы, но достаточно сказать, что логика подсказывает, что машина, которая удваивает объем работы, должна потреблять вдвое больше энергии (при прочих равных условиях). Таким образом, «ЗАГРУЗКА» может быть справедливо описана как объем работы, выполняемой машиной. Итак, чем тяжелее подъем в нашем примере, тем тяжелее НАГРУЗКА, тем больше требуется мощности. Довольно прямолинейно.

Таким образом, если смотреть на двигатель строго как на закон Ома постоянного тока и с учетом вашего уровня понимания, не должно возникнуть никаких вопросов, почему более тяжелая нагрузка увеличит ток в цепи. . Когда нагрузка становится больше, сопротивление нагрузки уменьшается. Таким образом, если приложенное напряжение остается прежним, но сопротивление нагрузки уменьшается, очевидно, что ток должен увеличиваться. Простой закон Ома. Проблема только в том, что номера не работают.

Глядя на это с точки зрения прямого соотношения сопротивления, напряжения и тока, двигатель не кажется электронным смыслом. Цифры не вычисляются так, как вы думали. И именно по этой причине я решил не выбирать теорию переменного тока или коммуникации в качестве своей основной области исследований. Когда вы углубляетесь в эти теории, начинает казаться, что вещи нарушают старый закон OHMS. Заметьте, я сказал появляется. Когда вы, наконец, садитесь и решаете 4 страницы математических уравнений, основанных непосредственно на законе Ома и в соответствии с ним, все срабатывает и оказывается именно тем, что, по их словам, должно произойти, хотя на первый взгляд это кажется бессмысленным. ..

То, что на самом деле происходит в двигателе, когда он работает, представляет собой сложную серию взаимодействующих событий, которые по-своему влияют на протекание тока. Наряду с трением, нагревом обмоток и некоторыми другими мелочами, имеет место нечто, называемое противоЭДС. Верьте или нет, это самый влиятельный фактор.

Когда вы запускаете электродвигатель (пожалуйста, давайте просто остановимся на двигателе постоянного тока для наших целей. Мой мозг уже начинает болеть от одной мысли о попытке объяснить двигатель переменного тока.), Теоретически единственная потребляемая мощность - это потери в трение подшипников и обмотки катушки. В противном случае электродвигатель «теоретически» не потреблял бы энергии. Благодаря конструкции электродвигателя он фактически вырабатывает собственное электричество. ....... в некотором смысле ....... Точно так же, как трансформатор или электрический генератор, электрический двигатель также использует идею о том, что зарядная катушка проводов фактически будет содержать энергию в магнитном поле, которое окружает ее. при пропускании через него электрического тока. Когда это поле разрушается, он индуцирует напряжение на окружающей катушке проводов, на 100% равное и противоположное току, который использовался для первоначальной зарядки катушки. (минус потери в катушке.) Это называется встречной ЭДС. В трансформаторном или генераторном устройстве результирующий электрический ток направляется на его нагрузку или источник питания для использования по мере необходимости. Но в электродвигателе этот обратный ток течет обратно в его собственный источник питания, что, по-видимому, заменяет ток, который изначально был взят из него. Теперь добавьте нагрев проводов, влияние постоянных магнитов, которые также являются частью двигателя постоянного тока, и другие факторы, и, по крайней мере, для меня становится математически невозможно рассчитать... Ну, не совсем так, но. ..Возьмите ваттметр и измерьте фактическую мощность. Намного легче.. Посчитайте один раз в жизни, чтобы подтвердить теорию, но после этого просто доверьтесь ваттметру. Если вы попытаетесь сделать слишком много вычислений такого типа в своей жизни, ваша голова взорвется, поэтому, пожалуйста, будьте предельно осторожны.

В приведенном выше объяснении отсутствует одна вещь: хотя мы говорили о двигателе постоянного тока, мы все еще имеем дело с переменным током, накапливающимся и разрушающимся на катушке, потому что, когда двигатель постоянного тока вращается, он постоянно меняет полярность заряда в катушке. провода эффективно производят переменное напряжение. Вероятно, это могло бы потребовать гораздо большего и лучшего объяснения, но я должен где-то его отрезать.

Хорошо, а теперь объясним, почему ток увеличивается, когда двигатель сдерживается или даже останавливается, пока подается полная мощность. Теперь, когда двигатель остановлен, скажем, магнитное поле вокруг катушки никогда не разрушается. Без вращения двигателя вы просто подаете полное напряжение прямо на прямой кусок провода. Возможно, длинная спиральная проволока, но все же не большое электрическое сопротивление. Так без включения и выключения от вращения двигателя, на обмотку двигателя постоянно подается полное напряжение от источника питания. Затем катушка начинает потреблять огромное количество тока от источника питания и в то же время нагревает провода катушки, пытаясь вытеснить эту в основном закороченную энергию. Следовательно! Ток проходит через крышу и вы, скорее всего, разрушите обмотки катушки. Легко посмотреть на это со стороны и сказать:

Кейт

В конце концов, ваше замешательство связано с законом Ома. Закон Ома применяется только к компонентам, которые являются омическими (то есть их сопротивление очень мало меняется по отношению к другим переменным, это немного глупо, поскольку определение в основном означает «компонент, который придерживается закона Ома).

Дело в том, что большинство компонентов являются неомическими. Это, конечно, означает, что его сопротивление может измениться и, следовательно, изменится ток. Но поскольку сопротивление — это то, что мы придумали (в сопротивлении нет ничего физического), фактическое изменение — это изменение тока, равносильное изменению Voltage/Currentили Resistance.

Хорошо... так что есть много объектов, которые не являются омическими. Самое простое, что я могу придумать, это соленоид (или электромагнит). «Идеальный» соленоид имеет мнимое сопротивление и очень неомический. Он сопротивляется ИЗМЕНЕНИЯМ тока. Учитывая, что они существуют во всех двигателях, вы должны быть в состоянии понять, что двигатели являются НЕОМИЧЕСКИМИ.

Таким образом, потребляемый ток не пропорционален напряжению на двигателях.

Другой способ думать об этом — с трубами. Простая труба будет течь тем больше воды, чем больше давление вы приложите к ней. Чем толще труба, тем больше расход воды на давление.

Тем не менее, вы также можете иметь такие вещи, как цистерны в вашей сантехнике. Когда вы включаете напор воды, течет много воды. Однако, когда бак начинает заполняться, вода перестает течь. Вы можете поговорить со мной о сопротивлении цистерны?

1) Мы называем это «вытягивающим» током, потому что, когда нагрузка подключена к источнику, электроны стремятся выровняться и двигаться к положительной клемме источника. Ради измерения количества электронов (заряда), а также затраченного времени. , у нас есть количество, называемое текущим . И мы предполагаем, что направление тока противоположно направлению потока электронов. Поэтому это называется «вытягиванием» тока из источника, что на самом деле означает, что источник вытягивает электроны из нагрузки .

2) Мы не можем сделать поспешный вывод, что нагрузка напрямую потребляет больше тока. Рассмотрим резистивную нагрузку, подключенную к источнику постоянного тока, она потребляет ток V/R. Предположим, что происходит короткое замыкание, когда R падает до нуля. Тогда ток равен V / 0, т. Е. Бесконечность . Это нежелательная неисправность в цепи. А на OC он потребляет нулевой ток. Таким образом, когда источник подключен к нагрузке, он потребляет оптимальный ток .

Мощность, подводимая к двигателю, равна V x I. Если напряжение постоянно, а двигателю требуется больше мощности (поскольку его механическая нагрузка увеличивается), от источника питания потребляется больший ток.

Электрический потенциал точки или «узла» - это степень, в которой она притягивает электроны; если позволить это сделать, электроны будут течь из точек с более низким потенциалом в точки с более высоким потенциалом, совершая при этом работу. Можно выталкивать электроны из точек с более высоким потенциалом в точки с более низким потенциалом (это то, что делают батареи и источники питания), но для этого требуется добавление энергии откуда-то еще.

Говорят, что устройство «берет ток от узла», если оно позволяет электронам от других (обычно с более низким потенциалом) узлов течь к этому узлу. Говорят, что устройство «отводит ток от узла», если электроны от других узлов текут к этому узлу, независимо от того, имеет ли этот другой узел более низкий потенциал (поэтому он может просто позволить электронам течь туда) или другой узел имеет более высокий потенциал и электроны должны быть вытолкнуты. Говорят, что устройство «отправляет ток в узел», если электроны из этого узла перетекают в другие узлы (опять же без учета относительных потенциалов). Я не знаю ни одного термина, похожего на «источник», но подразумевающего, что электронам просто позволяют течь.