电压,电流和功率
电压与两点之间的电力有关。更具体地说,它是电场的梯度,其又是电力的描述。它描述了电势能,电场强制带电粒子并移动它的能力(即做功的能力)。因为在电荷之间存在电力,电压也可以被解释为与两点之间的电荷差异有关。任何时候两点之间的电压都必须有电场,但电场实际上取决于两点之间的物理距离。
当电场存在于不完美的导体中时,电流将流入导电介质。当前是带电粒子(电子,离子等)的运动。为了让电荷循环流通,需要一个电源,它可以维持两点之间的电位差(电压),我们可以说,'重新排列'电荷:一个电压源。它也可以保持恒定的电流流动:电流源。无论哪种方式,不完美导体中的电位差(电压)总是会导致电流。在不完美的导体中,电流将与导体的原子有很多很多的相互作用。这就像玩Plinko。这会给导体的原子赋予更多的动能,并产生热量。因此,无论何时电流流经不完美的导体,都会产生热量。
通过这些简化的电压和电流定义,我们可以看一些有助于消除一些混淆的场景。如果两点之间存在电压,则意味着这些点之间的电荷量存在差异。适用于任何地方。如果电荷差异在两个导体之间,比如人手和门把手,则电荷差异将导致“均衡”。许多费用将会很快移动,因为它们处于一个很大的力量之下(存在电压的性质)。这是一个电流,但仅限于两点之间的电荷差异。一旦所有费用都被转移,就不会有更多电流。
这种情况下的电压仅取决于电荷量的差异,但它可以达到千伏特,千伏(kV)。然而,可以移动的有限数量的电荷意味着该电压非常迅速地降至0V,并且电流非常短暂。
另一方面,如果您有电源,例如电压源,则电位差将保持不变。只要电源能够提供足够的电流,流动的电流将与路径电阻成正比。这是关键:每个电源只能提供电流到一个点,称为额定电流。例如,一节AA电池可以提供1A(1安培)的电流。你必须穿过一个不会超过这个的阻力。如果“负载”(+和 - 之间的导电/电阻路径)电阻太低,则电池的内部电阻将限制任何更多的电流流动。
对于普通消费者来说,电压源更为普遍,所以我们现在的消息来源将不复存在。电压源包括电池和墙上插座等。你可以有产生恒定电流或直流电(DC)的恒定电压,或从正值到负值连续变化的电压,从而产生一个电流,该电流向前移动然后向后移动 - 交替电流( AC)。这完全只包含在此描述中。
无论如何,所有电压源都有额定电流。如果超过这个值,电压将会降低,而不是电流再增加。对于电源电压V和最大可供应电流Imax,我们说源的功率是P = V * Imax。
源的力量是不变的。或者至少理想。如果将电压转换为更高的电压,则最大电流必须降低。如果要将输出转换为更多电流,电压输出将会下降。无论你做什么,电压和最大电流的乘积都会保持不变。
例如,给定电压为1.5V,额定最大电流为1A的AA电池,功率为1.5 * 1 = 1.5W。我们可以知道从1.5V升压电池的电压(使用称为开关模式转换器的巧妙电路),以达到我们想要的电压。让我们把电压设置为5kV(5,000V),因为这是一个非常高且看起来很危险的电压。但我们知道功率恒定在1.5W,因此我们的电路能够提供的最大可能电流将是1.5 / 5000 = 0.0003 = 300uA(300微安)。在300uA之后,电源电压将简单地下降,而不是像以前那样提供更多电流。
这是电源故障,实际施加的电压会下降,因此在您尝试通过300uA后,负载实际上并没有看到1.5kV。具有较高功率额定值的电源将能够获得更多电流,较低额定值的电源在它们全部达到极限之前将能够产生更少的电流。
注意:开关转换器或任何电压转换器,总是会有效率等级。如果你提供1.5W,它可能只能提供85%的功率,1.2W。
人与电力
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