¿Está realmente bien suministrar más corriente de la que califica el componente?

En esta respuesta muy votada, el respondedor afirma que está bien suministrar un componente con más corriente de la que está clasificada. La analogía es que (parafraseando aquí) "Si Johnny quiere comer dos manzanas, solo comerá dos independientemente de si le das tres o cinco, etc."

Sin embargo, uno de los circuitos más básicos que puede hacer es alimentar un LED desde alguna fuente de alimentación. Dado que la mayoría de las fuentes de alimentación proporcionan una corriente que es más alta de lo que la mayoría de los LED pueden manejar, debe colocar una resistencia frente al LED para no quemarlo.

Entonces, ¿cuál es? ¿Puede alguien explicarme cuándo / dónde / cómo es / no está bien proporcionar una corriente más alta (y más baja, de hecho) de lo que un componente está calificado?

Para responder el título de su pregunta, la respuesta es no. No está bien suministrar más corriente a un componente que su valor nominal.

Sin embargo, está bien tener una fuente de alimentación de voltaje clasificada para más corriente que el valor nominal de los componentes porque el componente consumirá tanto como lo necesite. Si está empujando más corriente dentro (con fuerza) del componente, entonces el componente excederá su valor nominal, se calentará y se destruirá. Por ejemplo, si usa una fuente de corriente constante o usa un voltaje grande (lo que hará que fluya más corriente). Pero si usa el voltaje nominal, entonces la carga solo tomará lo que se requiere, independientemente de la cantidad de corriente disponible para extraer de la fuente.

La diferencia está en cómo formula su pregunta.

Su concepto erróneo se deriva de una declaración incorrecta: dado que la mayoría de las fuentes de alimentación proporcionan una corriente que es más alta de lo que la mayoría de los LED pueden manejar, debe colocar una resistencia frente al LED para no quemarla.

La razón de la resistencia en serie con el LED es que si sus fuentes de suministro de energía de una mayor tensión que el LED requiere , y su fuente de alimentación es capaz de suministrar más corriente que el LED puede manejar, entonces debe limitar la corriente de su circuito dibuja de la fuente de alimentación mediante el uso de una resistencia en serie adecuada.

Una fuente de alimentación de 5A no forzará a 5A a través de cualquier cosa que le conecte. Solo permitirá que fluya hasta un máximo de 5 A y la cantidad que realmente fluya depende de la tensión de la fuente de alimentación y de la resistencia total efectiva del circuito conectado a ella.

Un ejemplo simple: puede tener una fuente de alimentación de 5V a 1 billón de amperios. Ahora supongamos que conecta una resistencia a este suministro, digamos 5 ohmios. ¿Cuánta corriente extraerá? (a) 1A, o (b) 1 billón de A?

La respuesta es (a). La ley de Ohms dice que I = V / R. Por lo tanto, si tiene un suministro de 5 V a través de una resistencia de 5 ohmios, ¿obtiene una corriente de 1 A? ¿Pero qué pasó con los otros 999 millones de amperios? Bueno, no había suficiente voltaje para conducir eso a través del circuito. Ahora, si tuvieras una resistencia 5e-9, obtendrías un flujo de 1 billón de amperios.

En un circuito LED, el diodo no es lineal. Esto significa que a medida que aumenta el voltaje, la corriente no aumenta con la ley de Ohm. De hecho, es exponencial: un LED puede conducir 10 mA a 2 V, pero puede conducir 1 A a 2.1 V, por ejemplo, no suele ser tan extremo, pero puede ver que si no limitamos la corriente, el LED indudablemente explotar. ¿Cómo ayuda la resistencia? Bueno, puedes considerar que el LED es como una fuente de voltaje ideal (no del todo cierto, pero ten paciencia conmigo). Este ejemplo de LED esencialmente está cayendo aproximadamente el mismo voltaje a 10 mA que a 1 A, por lo que decimos, bueno, siempre tiene el mismo voltaje, por lo que si agregamos una resistencia, entonces el voltaje será el suministro menos lo que LED caídas. Entonces podemos usar la ley de ohmios para seleccionar una resistencia que disminuirá ese voltaje al nivel de corriente requerido.

Ahora el punto donde la calificación actual de un suministro se vuelve importante es este. Digamos que tiene un suministro que está clasificado a 5V a 10mA. Se conecta una resistencia de 5 ohmios. ¿Cuál es la corriente? (a) 1A o (b) mucho menos?

La respuesta sería (b). ¿Por qué? Bueno, el suministro simplemente no puede conducir tanta corriente; podría ser debido a su resistencia interna, podría ser un suministro de tipo de fuente de corriente. Lo que sea. Entonces, lo que sucede es que el voltaje en los terminales del suministro disminuye (debido a, por ejemplo, que se cae más voltaje a través de la resistencia interna) o (y) explota, se derrite, se quema de la forma que desee. La clave aquí es que si el suministro sobrevive y el voltaje ha caído, entonces hay menos voltaje a través de la resistencia, lo que significa que se requerirá menos corriente para satisfacer la ley de Ohm; ahora todo esto sucede en un transitorio muy rápido, así que esencialmente todos see es una resistencia de 5 ohmios con un voltaje muy bajo a través de ella.

En términos de la respuesta directa al título de la pregunta, la respuesta es en la mayoría de los casos no hay . La corriente nominal es lo que el fabricante del componente dice que funcionará correctamente.

En muchos casos, podría ser un componente como un LED o una resistencia (generalmente limitado por la potencia nominal, no la corriente, pero aún así ...) que, dada la falta de limitación de corriente o el voltaje de suministro correcto, podría conducir fácilmente una corriente mucho más alta que la nominal para resultando en calentamiento excesivo y / o daños.

En otros casos, si aplica el voltaje de suministro correcto, el dispositivo funcionará a la corriente requerida, incluso si tiene un suministro capaz de obtener mucho más que eso. Esto se debe a que todos los dispositivos son al final resistencias, ya sean de valor fijo o que cambian la resistencia con el voltaje (por ejemplo, semiconductores, transistores, etc.). A la tensión de alimentación dada, la disposición de estas resistencias funcionará al nivel de corriente para el que están diseñadas.

Siguiendo la analogía de "comer manzanas", un LED consumirá cada manzana que le des hasta que explote. No es capaz de limitarse. Debe proporcionar al LED una corriente razonable (también conocida como cantidad de manzanas). Está bien tener un millón de manzanas escondidas en algún lugar (la fuente de alimentación), pero usted (la resistencia) debe interponerse en el camino del LED para evitar que el LED se autodestruya.

Una fuente de alimentación tiene una clasificación de voltaje y corriente (entre otras clasificaciones). La fuente de alimentación normalmente suministrará el voltaje nominal hasta la corriente nominal. El hecho de que un 12v fuente de alimentación puede suministrar 10 amperios, no significa que la fuente de alimentación será la fuerza 10 amperios a través del circuito.

Por lo general, no está bien suministrar un componente con más corriente de la especificada. Los LED (y todos los diodos) actúan como cortos una vez que se cumple su requisito de voltaje directo. Disiparán todos los amplificadores que la fuente de alimentación puede proporcionarle, solo por un tiempo muy, muy corto, y luego se convertirán en circuitos abiertos.

La pregunta que ha vinculado es sobre las fuentes de alimentación de voltaje fijo. Estos suministros generalmente se especifican con un voltaje de salida fijo y una corriente de carga máxima.

Si usa una resistencia limitadora de corriente bien elegida, su fuente de alimentación se puede clasificar para cualquier corriente máxima que desee y no destruirá el LED.

Por ejemplo, tiene un suministro de voltaje fijo de 5 V y un LED que cae 2.0 V.

Si utiliza una resistencia limitadora de corriente de 300 ohmios, el circuito de la resistencia LED consumirá (aproximadamente) 10 mA, independientemente de si la alimentación está clasificada para 100 mA o 100 A.

Primero abordemos el suministro de más corriente de la que un dispositivo está calificado. Supongamos que tiene un circuito muy simple, con una resistencia (100ohm) y una fuente de voltaje (5V). Entonces por

V = IR 5 = I (100) I = 0.05A

Este circuito siempre consumirá 0.05A de corriente. No importa si la fuente de alimentación que está utilizando para generar los 5V suministrados es capaz de suministrar 0.05A o 5A de corriente; Debido a que el voltaje y la resistencia son fijos, la corriente a través del circuito también será fija. (Aunque tenga en cuenta que es una mejor práctica tener una fuente de alimentación un poco más grande que la requerida por 0.05A, por lo que no está ejecutando su fuente al 100% todo el tiempo)

Ahora específicamente para el LED: este componente es un diodo y permitirá que la corriente fluya a través de él muy fácilmente en la dirección hacia adelante. Esto significa muy poca resistencia a la corriente. Observe por V = IR que a medida que la resistencia se hace muy pequeña, yo me hago muy grande. Esto significa que colocar solo un LED en serie con su fuente de voltaje dará como resultado una corriente que es grande, probablemente mucho más alta de lo que el LED está clasificado para manejar. Esta es la razón por la que se coloca una resistencia en el circuito, para reducir la cantidad de corriente consumida agregando algo de resistencia al circuito.

Sin embargo, tenga en cuenta también que con un LED y una resistencia en serie con una fuente de voltaje, la corriente a través de ese circuito específico siempre será un valor constante, independientemente de la cantidad de corriente adicional que la fuente de energía es capaz de proporcionar.

Digamos que tiene una lámpara incandescente con capacidad para 100 vatios cuando está conectada a una red eléctrica de 120 voltios.

Como la potencia (P) es igual al voltaje (E) multiplicado por la corriente, (I) podemos escribir:

y para averiguar cuánta corriente está extrayendo la lámpara de la red eléctrica, podemos reorganizar la fórmula de esta manera:

Luego, si conectamos lo que sabemos, podemos resolver la corriente a través de la lámpara de esta manera:

y podemos calcular la resistencia de la lámpara de esta manera:

Así que ahora sabemos casi todo sobre la lámpara que necesitamos para este ejercicio.

$\ $

A continuación, supongamos que tiene uno de esos generadores a gasolina de 120 voltios y 1000 vatios.

$\ I = \frac{1000W}{120V}\ $

Entonces, si tiene un disyuntor de 15 amperios en uno de los circuitos de 120 voltios en su casa, ese circuito puede suministrar 1800 vatios sin que se abra el disyuntor, por lo que su secador de pelo, que se disipa 1200 vatios, consumirá 10 amperios desde la línea porque tiene una resistencia de 12 ohmios.

Sin embargo, conecte su lámpara, y debido a que la resistencia de la lámpara es de 145 ohmios, solo extraerá 0,83 amperios de la línea, aunque la línea está clasificada para suministrar 15 amperios si es necesario.

La conclusión es que, aunque una fuente puede proporcionar la capacidad de suministrar una gran cantidad de corriente a un voltaje particular, una carga solo tomará lo que su resistencia [la carga] le permita.

La analogía que he puesto aquí no es perfecta. Todos los demás han publicado buenas respuestas, por lo que esta puede no ser la respuesta que está preguntando, pero el punto es que nos preocupamos por Johnny (nuestro componente). Si también lo hace, considere lo siguiente.

Digamos que un comerciante de manzanas es el que le da la manzana a Johnny. Ahora diferenciar entre estos dos:

1. El comerciante de manzanas tiene muchas manzanas, pero solo las vende a Johnny si quiere de él.
2. Al tendero de Apple no le importa la cantidad de manzana que Johnny debe comer, solo le da / obliga a Johnny a tomar su manzana (solo quiere vender más manzanas).

Puedes ver cuál está bien para Johnny. Pero el problema es que (1) tampoco funciona porque Johnny no sabe cuánto debe comer (la madre / fabricante de Johnny lo sabe).

Puedes averiguar cuánto le obliga el comerciante a comer usando la ley de Ohm y pedirle a su madre que sepa cuánto debe comer. Así que sé la resistencia adecuada si te preocupas por Johnny.

si y no.

Algunos componentes como los LED permiten una corriente pulsada más alta que una clasificación continua. Un LED con capacidad para 50ma continuos puede permitir 100ma con un ciclo de trabajo del 50% a 1 kHz pero no a 0.1 hz (es decir, 10 segundos con 10 segundos apagado). o no 1A en% 5 ciclo de trabajo.

Todos los casos tienen el mismo consumo de energía promedio total. Algunos funcionarán, otros no.

Hay 2 tipos de fuente de alimentación. El primero, y con mucho el más común es:

Fuente de voltaje constante . Esto proporcionará, por ejemplo, 5 voltios. Si cortas esto con un cable aislado, [generalmente] obtienes una chispa, seguida de un cable bastante caliente. Fluirán enormes cantidades de corriente, e incluso puede oler un aislamiento ardiente. Poner una resistencia en serie limitará la corriente, al igual que con su ejemplo de LED.

Fuente de corriente constante . Esta bestia mucho más rara proporcionará, por ejemplo, 1 amperio. Si conecta esto a una resistencia de 1000 ohmios, [en teoría] tendría 1000 voltios a través de la resistencia. EN TEORÍA, no tener nada conectado [circuito abierto] requeriría que la fuente de alimentación produzca suficientes voltios para causar un arco, solo para hacer que fluya ese 1 amperio.

De vuelta en el mundo real, la mayoría de los suministros emulan una fuente de voltaje constante. Si intenta consumir demasiada corriente, el voltaje de salida tiende a descender.

En conclusión : Sí, está bien tener un suministro capaz de suministrar más corriente de la que necesita. Sin embargo, si está construyendo algo usted mismo, asegúrese de que no esté muy corto antes de conectarlo; de lo contrario, olerá ese aislamiento ardiente.

Si fuera por mí, suministraría TODOS mis circuitos con mil millones de amperios, siempre que los fusione adecuadamente. Depende (de mi diseño) del circuito cuánto requerirá realmente. Y si requiere demasiado (piense en cortocircuito, mal diseño, etc.) entonces ahí es donde entra el fusible. Por lo tanto, la respuesta es SÍ, está bien suministrar más corriente de la que el componente está calificado.

Como entusiasta de la electrónica por más de 60 años (¡comenzó a las 5!), Y uno que recientemente hizo una temporada de enseñanza STEM, creo que la analogía del agua responde casi perfectamente a esto.

El voltaje es como la presión del agua: un Water-Pik tiene un "voltaje" (presión) más alto que una gran piscina para niños poco profunda.

La corriente es como el caudal de agua: la piscina para niños tiene mucho más flujo de agua por segundo.

Se aplica presión de voltaje. Resultados del flujo actual. La palabra "suministro" es vaga; tanto el agua-pik como la piscina para niños "suministran" ambos; Tomemos los significados más comunes: suministrar un voltaje específico significa aplicarlo de inmediato, y suministrar una corriente específica significa tener la capacidad de proporcionar una tasa de flujo de corriente tan alta.

Ahora a la pregunta en discusión. "¿Está realmente bien suministrar más corriente de la que califica el componente?

Traduciendo, "¿Está realmente bien tener la capacidad de proporcionar una capacidad más actual que la que tiene el componente?"

Esa respuesta es si. La capacidad adicional no se usa de inmediato. Puede conectar una bombilla de linterna de 12v a la batería de un automóvil muy bien. Incluso puede permanecer encendido durante un año, pero no se quemará.

Respuesta final: ¡Sí!