Tensión a qué amperaje

A menudo he visto dispositivos con requisitos de energía especificados solo en voltios (por ejemplo, 7-12 V) pero nunca el amperaje. Quería ejecutar varios dispositivos integrados de verrugas de pared y baterías (los dispositivos tienen reguladores, no se preocupe), sin embargo, he dudado porque no conozco los requisitos de amperaje para los dispositivos.

Mi pregunta es: ¿Existe un amperaje estándar que se "entiende" para los microcontroladores y similares?

Me han dicho que el amperaje no importa, sin embargo, ruego diferir, ya que estoy bastante seguro de que si suministrara un dispositivo de 7-12 voltios con 9 voltios a mil millones, los amplificadores explotarían.

EDITAR: Para decirlo simplemente. Una fuente de alimentación está clasificada en los amperios que tolerará antes de sobrecalentarse y sufrir daños.

El voltaje (que es algo así como la fuerza del suministro) y la corriente (medida en amperios, que es la cantidad de electricidad), son dos cosas muy diferentes.

Voltaje: cuando intente hacer coincidir un suministro con un dispositivo, debe obtener el voltaje correcto ... si el voltaje de suministro es demasiado alto, dañará su dispositivo. Si el voltaje de suministro es demasiado bajo, entonces su dispositivo simplemente no funcionará.

Actual: al mirar la corriente, debe asegurarse de que la clasificación de amperios sea más alta de lo que necesita el dispositivo, ya que solo usará tanta electricidad como necesite. Si la calificación es demasiado baja para el dispositivo, intentará obtener más electricidad del suministro que el suministro, por lo que se calentará y posiblemente explotará. Si tuvieras un suministro con una potencia nominal de mil millones de amperios, entonces felizmente alimentaría una pequeña bombilla ... ¡solo significa que también podría alimentar mil millones de bombillas o más al mismo tiempo!

Entonces, las posibles situaciones peligrosas son:

1. Si el voltaje es demasiado alto para el dispositivo.
2. Si los amplificadores son demasiado bajos para el dispositivo.

Como regla general, los dispositivos que producen mucho calor o luz o movimiento generalmente necesitan un alto suministro de corriente. Los dispositivos que controlan cosas, como un control remoto de TV o algún pequeño dispositivo con quizás algunos LED en él, no necesitarán mucha corriente.

Para responder a su pregunta, el microcontrolador en sí probablemente solo necesita entre 0.02 y 0.1 amperios. Si el microcontrolador controla otra cosa y comparte el suministro, la calificación actual del suministro realmente depende del dispositivo.

Si conecta un dispositivo de 5 V y 100 mA a una fuente de alimentación de 5 V y mil millones de amperios, el dispositivo consumirá 100 mA.

Por supuesto que no, un dispositivo solo tomará tanta corriente como sea necesario (Ley de Ohm). La capacidad de corriente máxima del suministro es irrelevante, siempre y cuando sea mayor que la clasificación de corriente máxima del dispositivo.

Estoy de acuerdo con Leon. El hecho de que una fuente de alimentación pueda suministrar una corriente máxima no significa que el dispositivo que se está alimentando consumirá tanto.

En cuanto a su pregunta sobre una clasificación de potencia "comprendida" para microcontroladores y similares, puede encontrar la respuesta para microcontroladores en la hoja de datos. Esto, por supuesto, variará mucho con los microcontroladores. Los que generalmente se analizan en este sitio (PIC, ARM Cortex-Mx, AVR, etc.) son consumidores de energía relativamente baja (generalmente unos pocos miliamperios o decenas de miliamperios) en comparación con lo que proporcionará una verruga de pared típica. Apuesto a que sería difícil encontrar una verruga de pared genérica que suministre menos de 100 mA en alguna tienda minorista, por lo que, en términos generales, no será un problema. Dicho esto, puedo entender totalmente tu frustración por la falta de buena documentación.

La idea errónea "explosiva", por lo que puedo ver, básicamente proviene de no entender a qué tipo de generador ideal se puede aproximar las fuentes de energía comúnmente utilizadas.

Básicamente, tenemos dos tipos de generadores ideales. Ideal generador de voltaje y generador de corriente ideal .

El generador de voltaje ideal tiene dos contactos y proporciona voltaje constante a través de ellos, sin importar qué tipo de carga usemos. La corriente de salida proviene de la ley de Ohm y es por eso que no deben cortocircuitarse en las salidas. Básicamente, hace que la corriente esté disponible para cargar conectada en su salida.

El generador de corriente ideal proporciona corriente constante a través de sus contactos, sin importar qué tipo de carga usemos. El voltaje de salida viene de la ley de Ohm y es por eso que siempre deben tener una carga o estar en cortocircuito. Básicamente bombea corriente a través de sus salidas.

Para hacer otra analogía de uso excesivo del agua, la fuente de voltaje ideal es como un lago del cual puedes recoger tanta agua como necesites, mientras que la fuente de corriente ideal es como una tubería presurizada que proporcionará un flujo constante de agua hasta que se cierre.

En el mundo real no tenemos tales generadores ideales y las fuentes reales que generalmente están disponibles para la gente común están mucho más cerca del generador de voltaje ideal que del generador de corriente ideal. Entonces, si tiene una fuente de alimentación común que tiene una potencia nominal de 9 V y 1 GA, eso significa que puede aproximarla como un generador de voltaje ideal de 9 V hasta corrientes de salida de 1 GA. Cuando la corriente de salida debe ser mayor, dejará de actuar como una fuente de voltaje ideal y comenzará a mostrar imperfecciones como caída de voltaje, sobrecalentamiento, límite de corriente, etc.

El voltaje y la resistencia es todo lo que importa.

Para dispositivos simples (no reactivos) como steppers / altavoces / etc., la corriente se determina mediante una ecuación muy simple:

corriente (amperios) = voltaje (voltios) / resistencia (ohmios)

Entonces, dado un voltaje fijo y la resistencia fija, puede calcular el amperaje. Es así de simple.

Una fuente de alimentación con una clasificación para cierto amperaje le dice algunas cosas.

Primero, la fuente de alimentación solo está construida para manejar ese amperaje. El cableado, las resistencias y otros dispositivos se calientan en función de más o menos la cantidad de corriente que se les proporciona. Un cable más grueso se calienta menos y, por lo tanto, puede manejar más corriente sin peligro de fusión o incendio. Esto se debe a que hay un área transversal mayor para distribuir la energía. (aunque no es tan simple si el voltaje tiene un componente de CA de alta frecuencia) Por lo tanto, no desea que el suministro vaya significativamente más allá de su rango nominal. Puede construirse con alambre más delgado y quemarse.

En segundo lugar, muchas fuentes de alimentación son dispositivos bastante tontos (no regulados). Si están clasificados a 12V @ 1A, pueden darle 16V a 0.25A o 10V a 2A (si no se queman). Solo sabe que obtendrá 12V a exactamente el voltaje nominal. Esto puede causarle problemas si coloca un suministro de 12V 5A en un dispositivo que solo consume 100mA (puede terminar dando al dispositivo 16V +)

Tercero, los suministros también tienen una resistencia interna. Entonces: CORRIENTE = VOLTAJE / (RESISTANCE_OF_LOAD + INTERNAL_RESISTANCE_OF_POWER_SUPPLY). Por lo tanto, la corriente que puede suministrar a la carga está algo limitada por esta resistencia interna. Su ejemplo paso a paso de 1.2 A en un suministro de 650 mA podría solo ser capaz de extraer 900 mA por este motivo. (Para un paso a paso, eso generalmente significa que funciona más lentamente y tiene menos torque)

En adelante, el suministro puede tener una limitación de corriente activa. Si su suministro de 650 mA mencionado tenía limitación de corriente, puede limitar la corriente máxima (por seguridad) a 700 mA.

Las mejores fuentes de alimentación están reguladas activamente. Esto significa que un microcontrolador o algún circuito de retroalimentación está observando su salida y ajustándose para darle siempre el voltaje nominal. Por lo general, también tienen límites actuales ... por lo que estos son los tipos de fuentes de alimentación más seguros. Sin embargo, muchos son fuentes de alimentación de modo de conmutación en lugar de lineal y pueden agregar ruido, por lo que pueden ser indeseables para ciertos dispositivos (viene a la mente el audio de alto rendimiento).

Entonces ... hay muchos factores que básicamente significan usar una fuente de alimentación que esté cerca de lo que su carga necesita a menos que sepa con certeza que está regulada. Nunca use un suministro con una capacidad inferior a la que necesita su carga, a menos que comprenda muy bien tanto la carga como el suministro y cómo reaccionarían ante eso.

Los dispositivos reactivos (como los microcontroladores) pueden cambiar dinámicamente su resistencia para satisfacer sus necesidades. Ejecutar estos dispositivos con menos potencia de la que necesitan generalmente significaría algún tipo de operación incorrecta.

La corriente es algo que es absorbido por un dispositivo, el voltaje es algo que es proporcionado por una fuente. Un motor en condición de parada, por ejemplo, requeriría más corriente / jugo para funcionar, por lo que extraerá más corriente de la batería, que proporciona voltaje y corriente. Hay suministros o fuentes que limitan la corriente máxima que se puede extraer de ellos.