Corriente constante, potencia constante y cargas de impedancia constantes.

He estado buscando información sobre potencia constante, corriente constante y cargas de impedancia / resistencia constantes, hay algo de información sobre las cargas de corriente constante, pero muy poca que realmente explique la potencia constante y la impedancia constante.

Así que corríjame si estoy equivocado ya que trataré de definir lo que entiendo sobre este tema:

Una carga de corriente constante es la que varía su resistencia interna para lograr una corriente constante independientemente del voltaje que se le está suministrando (dentro de cierto grado) y, por lo tanto, la potencia variará.
Supongo que una carga de potencia constante también varía su resistencia, por lo que la potencia (o el voltaje y el producto actual) es siempre la misma, independientemente del voltaje o la corriente que se está consumiendo.

¿Y qué hay de las cargas constantes de impedancia / resistencia? ¿Significa que tanto el voltaje como la corriente variarán y, por lo tanto, la potencia también variará? Sin embargo, la impedancia o resistencia seguirá siendo la misma?

Y si estamos hablando de CA, también supongo que esto es válido para todas las frecuencias en un cierto rango.

Ahora, en un escenario más convencional, cuando hablamos de cargas regulares todos los días, digamos una fuente de alimentación dentro de una computadora que alimenta la placa base y los periféricos, o una fuente de alimentación lineal dentro de un estéreo que alimenta los componentes internos. ¿Estamos hablando de una carga variable de corriente, potencia e impedancia?

¿Cómo se puede determinar si una carga es corriente, potencia o impedancia constantes?

¡Muchas gracias!

— Ss
fuente

Respuestas:

Una carga de potencia constante varía su impedancia al cambiar el voltaje de entrada para mantener la potencia constante. Una carga de impedancia constante es simplemente una carga que presenta una impedancia inmutable, como una resistencia. Se usa un L-Pad para cambiar el nivel de salida del altavoz mientras se mantiene una carga de impedancia constante para el amplificador.

Un buen ejemplo de una carga de potencia constante es un regulador de conmutación. Dado que esto tiene que mantener su potencia en su carga, debe extraer la misma potencia de su fuente, incluso si la fuente cambia de voltaje.
Este también es un ejemplo de una impedancia negativa porque para mantener la potencia de salida, si el voltaje cae , la corriente debe aumentar (opuesta a una resistencia estándar donde la corriente y el voltaje aumentan / disminuyen entre sí)

Aquí hay un circuito de ejemplo, hecho de un regulador de conmutación de impulso LT1377:

Carga de potencia constante

Aquí está la simulación:

Simulación de potencia constante

El voltaje de entrada V (in) (trazo azul) comienza a 4 V y aumenta gradualmente hasta 10 V. Podemos ver que la potencia (trazo rojo) se mantiene constante a ~ 1W sobre un cambio de 6V en la entrada (no es perfecta ya que está destinada a representar la "vida real" y no es 100% eficiente, pero está bastante cerca)
También podemos ver La característica de resistencia negativa dinámica (trazo verde) que se debe a que la corriente de entrada cae a medida que aumenta el voltaje. Tt cae de ~ 300mA a ~ 120mA sobre el aumento de voltaje de 4V a 10V - no se confunda con el signo menos, esa es solo la dirección de medición en LTSpice.
La pendiente de resistencia dinámica se puede calcular aproximadamente por (4V - 10V) / (300mA - 120mA) = -33.3Ω. Mirándolo de otra manera, 6V / -33.3Ω = -180mA.

— Oli Glaser
fuente

Muchas gracias por esa respuesta, fue realmente ilustrativa. Sin embargo, solo tengo una pregunta: cuando hablamos de impedancias negativas, puedo entender el hecho de que aumenta la corriente cuando el voltaje disminuye, pero ¿cómo es esto exactamente? ¿Significa realmente que la impedancia disminuye para permitir un mayor flujo de corriente? corriente, por lo tanto se considera negativo (porque la impedancia disminuyó)?

— Ss

@JoeM - ver edición, quise decir que el rastro era el actual, que ahora es (lo siento). Una impedancia negativa tiene la pendiente opuesta de una positiva, por lo que podemos medir la impedancia (dinámica, es decir, en cambio) tomando la diferencia de dos puntos en la pendiente. Lea la Wiki y mire los NIC (convertidores de impedancia negativa)

— Oli Glaser

Gracias de nuevo Oli, todavía estoy tratando de entender el enlace Wiki que me proporcionaste. Pero creo que tengo la idea de las impedancias negativas. Un convertidor de impedancia negativa se parece mucho a un amplificador no inversor pero con una resistencia de retroalimentación adicional.

— Ss

Sí, la NIC también tiene la corriente que fluye en la dirección opuesta (fluye de "carga" a la fuente), por lo que es una resistencia negativa estática (por ejemplo, puede medir en un punto y obtener un valor negativo) La entrada del regulador de conmutación tiene la pendiente de resistencia negativa, pero la corriente es positiva (p. ej., fluye de la fuente a la carga) Una resistencia negativa verdadera implica una fuente de energía. Intente trazar unas curvas IV de algunos componentes en el gráfico en el enlace ..

— Oli Glaser

... y compárelo con las versiones negativas (pendiente opuesta y en el caso de resistencia negativa verdadera en cuadrante opuesto)

— Oli Glaser

Tienes razón en lo que son las cargas constantes de corriente, potencia e impedancia. Sin embargo, la mayoría de las cargas no son tan agradables y predecibles. Algunas cargas pueden parecer principalmente resistivas, como los elementos calefactores, pero muchas cargas tienen todo tipo de características de atornillado o varían dinámicamente. Por ejemplo, la entrada a las fuentes de alimentación conmutadas se parece en gran medida a las resistencias negativas porque son en su mayoría de potencia constante. A veces, los circuitos de la fuente de alimentación están diseñados específicamente para presentar un cierto perfil de carga a la entrada. Una fuente de alimentación de CA a CC con corrección del factor de potencia es un buen ejemplo de eso.

Para determinar las características de una carga desconocida, debe medirla. Sin embargo, tenga en cuenta que muchas cargas no entran en una buena categoría ordenada como corriente constante, potencia o resistencia. Piense en un microcontrolador, por ejemplo. Sus características pueden cambiar drásticamente y rápidamente dependiendo de lo que esté haciendo en el interior y de cómo puede estar impulsando los pines de salida.

— Olin Lathrop
fuente

Entonces, ¿básicamente, la mayoría de las cargas podrían variar ?, ¿el significado será a veces una combinación de corriente constante, potencia e impedancia?

— Ss

@JoeM: O más exactamente ninguno de los casos especiales. Las cargas constantes xxx son útiles para el análisis matemático, pero no ocurren mucho en el mundo real. Una resistencia hace una buena carga de resistencia constante, pero eso no sirve de mucho, excepto como calentador. La entrada a los conmutadores tiende a ser de potencia constante, pero hay desviaciones significativas de la misma en general en el rango de carga completa. La corriente constante es bastante rara, excepto cuando algo está deliberadamente diseñado para eso.

— Olin Lathrop