Adaptor DC: mengapa hanya sedikit ampli?

9

Jika saya memiliki perangkat yang menarik 5 amp pada 12 volt, saya dapat menggunakan adaptor DC 12 volt yang dapat menyediakan setidaknya 5 amp.

Mengapa tidak semua adaptor DC memiliki kapasitas untuk menyediakan banyak ampli !? Jika semua adaptor DC menyediakan misalnya 1000 amp, kita hanya perlu peduli dengan nilai voltase.

Apakah terlalu banyak amp yang membuat adaptor DC besar, tidak efisien, atau mahal?

dc adapter amperage Kaya
sumber
13
Tidak ada yang namanya makan siang gratis.
whatsisname
18
Mengapa mesin 500 HP harganya lebih mahal dan beratnya lebih dari mesin 50 HP?
Olin Lathrop
1
Terima kasih atas jawaban Anda! Saya akan mendukung Anda semua jika saya memiliki reputasi ... Saya juga bertanya-tanya apakah itu hal yang aman? untuk membatasi arus jika ada hubungan arus pendek atau sesuatu. Tapi saya pikir itu tidak benar ...?
Kaya
1
@ Rich, keamanan pasti ikut bermain. Jika Anda pernah menggambar busur di 12V1000A (mudah untuk menggambar busur di 12V), busur itu bisa berpotensi jauh lebih besar dari busur pengelasan - bukan bahaya hidup langsung, tapi tentu saja bahaya kebakaran. Bahkan jika tidak ada yang lain, itu akan melelehkan kabel Anda menjadi genangan logam cair.
TDHofstetter
5
Tapi saya menikmati menyeret catu daya 21 kg saya untuk mengisi daya ponsel saya!
JYelton

Jawaban:

30

Komponen-komponen yang membentuk adaptor DC (induktor, transistor, kapasitor, dioda, dll) semuanya diperingkat untuk arus dan / atau disipasi daya tertentu. Komponen yang dapat menangani 1000A vs komponen yang dapat menangani 5A adalah urutan besarnya terpisah dalam biaya, ukuran, dan ketersediaan.

Sebagai contoh mari kita lihat sebuah induktor yang dapat digunakan dalam suplai 1000A vs suplai 5A.

Harga: Sebuah induktor yang dapat melakukan 5A adalah $ 0,17 pada digikey, sebuah induktor yang dapat melakukan 200A adalah $ 400.

Ukuran: Induktor 5A adalah 5mmx5mm dan induktor 200A adalah 190mmx190mm.

Ketersediaan: Digikey menyediakan lebih dari 5.000 induktor berbeda yang dapat menangani 5A. Bahkan tidak memiliki nilai apa pun untuk lebih dari 200A. Ini persediaan hanya 7 yang dapat melakukan lebih dari 100A.

Sekarang ulangi percobaan ini untuk semua komponen yang ditemukan di adaptor dinding umum dan Anda akan segera mendapatkan jawaban untuk pertanyaan Anda.

Untuk meringkas: Jika Anda memiliki dua perangkat yang masing-masing membutuhkan 5A dan 6A lebih baik Anda membeli sesuatu yang harganya dalam kisaran ribuan dolar dan lebih besar dari bak mandi Anda sehingga Anda dapat menggunakannya pada keduanya, atau Anda lebih suka membeli dua adapter seukuran telapak tangan. sebesar $ 30?

ACD
sumber
Trafo 5kVA berada dalam kisaran $ 500-1000
Vladimir Cravero
1
Adaptor dinding umum yang Anda tautkan tampaknya merupakan catu daya linier. Catu daya sakelar mode (pada dasarnya semua adaptor dinding modern) bahkan lebih rumit.
ntoskrnl
1
@ntoskrnl, Anda benar! Saya mengedit tautan untuk menunjukkannya. Saya pikir itu layak karena saya menggunakan induktor dalam contoh saya dan yang tidak memiliki induktor!
ACD
1
@ ACD Saya tidak begitu yakin jika Anda harus menggunakan 2 PSU seukuran telapak tangan untuk menghasilkan 5A. Mendorong 5A dalam sebuah sirkuit dengan PSU dengan nilai kurang dari setengahnya pasti akan merusaknya (pengalaman pribadi: P)
shortstheory
2
@shortstheory Bukan itu yang saya maksudkan tetapi membingungkan jadi saya klarifikasi ringkasannya.
ACD
11

Sebenarnya ada beberapa alasan, termasuk semua yang Anda sebutkan:

Hanya ada begitu banyak arus

Di AS, outlet rata-rata adalah sirkuit 120V, 15A. Itu berarti dapat menyediakan paling banyak 1800W (P = V * I) (yaitu, daya sama dengan kali tegangan saat ini). Untuk sirkuit 12v, itu berarti hanya tersedia 150A (1800W / 5v = 150A). Untuk mendapatkan rangkaian 12V, 1000A, Anda akan membutuhkan minimal 100A yang disediakan di outlet - jauh lebih banyak daripada yang bisa disediakan. Jelas, sirkuit 5A atau 10A akan cocok dengan kemampuan daya outlet standar.

Transmisi energi tidak efisien

Bahkan jika daya tersedia, setiap komponen tunggal, termasuk kawat, memiliki beberapa hambatan di dalamnya. Semakin banyak resistansi, semakin rendah efisiensi sirkuit. Itu berarti jika Anda ingin menggunakan sejumlah daya (katakanlah, untuk mengisi daya ponsel), Anda harus menarik lebih banyak daya daripada yang sebenarnya Anda butuhkan. Jika sirkuit 80% efisien - yang sebenarnya cukup bagus - maka untuk menyediakan 1000A, perlu menarik 1250A (1000 / 0,80 = 1250). Bahkan pada efisiensi 95%, itu perlu menarik 53A ekstra. Lebih buruk lagi, efisiensi pengenal hanya berlaku ketika perangkat menarik daya mendekati maksimum. Jika adaptor Anda dapat memberikan 1000A, tetapi Anda hanya menggunakan 5A, efisiensi daya itu mungkin kurang dari 1%, artinya perangkat Anda menggunakan 5A, tetapi adaptor itu sendiri menggunakan 10A secara internal hanya untuk tetap bekerja.

Energi limbah adalah panas

Energi yang terbuang dalam rangkaian ini akan hampir seluruhnya hilang sebagai panas. Itu berarti bahwa untuk pengisi daya 80% efisien kami, jika pengisian pada arus penuh, arus yang hilang (250A) akan memanaskan udara (dan komponen) di sekitarnya. Itu kira-kira sama dengan kompor pada kompor listrik dengan daya penuh - banyak panas. Adaptor plastik hari ini tidak akan bertahan lama!

Ukuran diperhitungkan

Tautan ini (gulir ke bawah ke tabel) menunjukkan bahwa kabel pengukur 12 (kabel yang biasa digunakan di rumah) dapat mentransmisikan sekitar 41A (menggunakan kolom "Maks. Maksimum untuk kabel sasis"). 12 kawat AWG berdiameter sekitar 2mm. 6 AGW dapat mentransmisikan lebih dari 100A, tetapi lebih dari 4mm tebal. Kawat paling tebal pada grafik, OOOO, hampir setengah inci tebal (11,7mm), tetapi masih bisa hanya menangani 380A. Untuk 1000A, Anda akan membutuhkan kawat yang jauh lebih tebal - seperti yang dapat Anda bayangkan, itu tidak akan menempel pada telepon dengan baik!

Kurang itu lebih

Seringkali, perangkat dan adaptornya cocok dengan sengaja. Adaptor telah "disetel" untuk bekerja dengan kisaran arus tertentu, dan menggunakannya pada arus yang jauh lebih rendah daripada yang dirancangnya dapat membuatnya jauh lebih efisien, atau bahkan merusak adaptor dari waktu ke waktu.

Arus berbahaya

Sementara sumber arus tinggi tidak selalu berarti bahwa setiap amp akan mengalir melalui saluran, ada kasus di mana bahkan kemungkinan memberikan arus tinggi bisa sangat berbahaya. Sebagian besar adaptor tegangan, arus tinggi atau tidak, menggunakan beberapa bentuk induktor - ini membantu mengurangi "benjolan" saat mengkonversi dari AC ke DC. Salah satu cara untuk memikirkan induktor adalah mereka menambahkan "inersia" ke arus, membuat perubahan cepat sangat sulit. Adaptor dapat bekerja dengan sangat aman pada arus tinggi saat sedang digunakan dengan benar, tetapi jika steker tiba-tiba dicabut dari perangkat, arus 1000A akan terus 'didorong' melalui konektor oleh induktor, menyebabkan bahaya (meskipun pendek). -lived) arus tinggi, memicu tegangan tinggi.

Bahkan tanpa induktansi, jika adaptor disingkat oleh air, logam, atau zat lain yang resistannya rendah, arus yang dihasilkan akan cukup kuat untuk langsung mengelas, merebus, atau membakar apa pun yang disentuhnya. Menjilati ujung kawat itu bisa membunuhmu. Membuat rangkaian aman arus tinggi jauh lebih sulit daripada sirkuit arus rendah, dan karenanya jauh lebih mahal.

ArmanX
sumber
1
Menyentuh sumber daya 12V yang mampu 1000A dengan kulit kering adalah aman (apakah Anda sudah mencoba aki mobil?). Hanya saja, jangan menyentuhnya dengan lidah Anda seperti Anda akan baterai 9V. Sumber tegangan di utara 50… 100V atau lebih berbahaya jika mereka mampu menghasilkan lebih dari beberapa milliaps.
ntoskrnl
3
Saya akan memilih sampai saya tiba di bagian Anda saat ini membunuh . Itu salah sekali. 1 A jauh lebih daripada yang diperlukan untuk membunuh atau membakar Anda secara serius (tergantung di mana tubuh Anda saat ini mengalir). Jika persediaan 12 V 1 A aman untuk disentuh, maka lebih dari 12 V barang apa pun yang lebih dari 1 A juga. Tolong perbaiki.
Olin Lathrop
Poin 2 dan 3 berkaitan dengan mengapa membangun pasokan 1000A untuk mengirimkan 1000A sulit dan tidak benar-benar menjawab pertanyaan. Menggunakan pasokan 1000A untuk beban 5A tidak akan menyia-nyiakan satu ton energi sebagai panas atau tidak efisien untuk ditransmisikan.
ACD
@ ACD: Tentu itu akan menghabiskan banyak energi. Inefisiensi biasanya memiliki komponen yang proporsional dengan undian aktual, ditambah komponen proporsional dengan undian maksimum. Meskipun yang kedua adalah fraksi yang lebih kecil, jika Anda kelebihan tiga kali lipat, itu bisa dengan mudah menjadi dominan.
Ben Voigt
2
@ ACD: Ya, untuk beban yang sama, komponen yang dinilai berlebihan secara besar-besaran akan kurang efisien dalam banyak kasus. Tidak mengatakan tidak ada pengecualian, tetapi komponen daya tinggi secara fisik lebih besar hampir tanpa kecuali, yang membuat parasit lebih besar, yang mengarah pada peningkatan limbah. Misalnya, daya FET memiliki gerbang yang jauh lebih besar, yang berarti kapasitansi input lebih tinggi. Komponen daya lainnya memiliki lead yang lebih panjang daripada elektronik SMD berdaya rendah, meningkatkan induktansi, bahkan jika lead tersebut lebih tebal untuk menjaga resistansi rendah.
Ben Voigt
9

Adaptor 12V yang dapat menghasilkan 1000A perlu dihubungkan ke setidaknya 120V 100A supply atau 240V 50A supply, dalam kedua kasus jauh lebih besar daripada stopkontak dinding Anda dapat memberikan.

TDHofstetter
sumber
Jika Anda memikirkannya, satu-satunya sumber yang dapat memberikan 12V @ 1000A dengan andal adalah mobil audio pesaing. Mereka mengambil seluruh V8 dan selusin alternator untuk memberikan itu, steker kecil dinding kecil tidak memiliki kesempatan (seperti yang Anda katakan). +1
Bryan Boettcher
Saya telah mendengar gagasan di mana DC akan didistribusikan ke beberapa perangkat, seperti dalam artikel ini . Idenya adalah untuk mencapai keseimbangan antara DC dari generator dan kutil dinding: mendistribusikannya bersama AC ke satu rumah atau sejumlah kecil bangunan terkait seperti di kampus perguruan tinggi.
1
@Snowman, yang merupakan sebuah ide, tetapi itu adalah salah satu yang cukup buruk. Perang Arus seharusnya mengajarkan kita itu ... tapi mungkin kita sudah melupakan sejarah Edison / Tesla kita. Bahkan Volkswagen dan sistem kelistrikannya yang famouse 6V seharusnya menjadi pelajaran yang baik, dan juga yang lebih baru.
TDHofstetter
7

Semua itu. Contoh paling sederhana adalah bahwa kabel harus menangani 5000 Amp. Itu akan menjadi kabel besar . Maksud saya tidak setebal lengan atau kaki Anda, itu lebih buruk dari itu.

MSalters
sumber
2
Bahkan dengan kabel serat optik super cepat ?! Saya bercanda, saya bercanda. Terima kasih!
Kaya
4

Sama seperti hal lainnya, daya lebih besar, lebih mahal, dan komponen lebih mahal untuk dibangun. Elemen lain dari 12 V adalah jumlah riak (komponen ac) dari suplai dc. Jadi seperti hal lain, ada sejumlah elemen yang membuat keputusan dan pilihan catu daya lebih kompleks.

Rich Pytelewski
sumber
0

jawabannya sangat sederhana hanya resistor internal adaptor saya memberi Anda contoh 1-open circuit (tidak ada arus) hanya voltahe adaptor Andamasukkan deskripsi gambar di sini

2-the 5A case: secara teoritis Anda mendapatkan 5A jika Anda memiliki beban 2.4ohm I = V / RI = 12 / 2.4 = 5A dengan simulasi saya, saya mendapat 4.998 yang mendekati 5A tetapi bebannya adalah resistor internal yang 2.4 ohm masukkan deskripsi gambar di sini

3-the 1000A secara teoritis Anda mendapatkan 5A jika Anda memiliki beban 0,012ohm I = V / RI = 12 / 0,012 = 1000A yang merupakan resistor internal untuk resistor internal tersebut, Anda harus memiliki reaktor bukan adaptor :) masukkan deskripsi gambar di sini

**

tidak peduli apa polaritas adaptor, hubungannya akan sama l I l = lvl / R misalnya jika kita memiliki transformator ((sebagian besar adaptor memiliki transformator di dalamnya)) daripada memastikan kita memiliki arus ac, yaitu polaritas akan berubah tetapi resistansi internal akan sama (tidak ada perubahan) dan itu akan berpengaruh pada arus jika Anda ingin membuat resistansi internal kecil Anda harus memiliki transformator besar dengan diameter besar pada kumparannya untuk membuat resistansi sekecil mungkin, sehingga transformator (adaptor) yang lebih besar, resistansi yang lebih rendah dan adaptor yang efektif

Saya berbicara tentang resistansi internal jika itu adalah adaptor dc (baterai elemen elektrokimia), tetapi jika itu adalah ac (generator transformator og) itu akan menjadi impedansi

salim
sumber
Ini tidak menjawab pertanyaan. Jika membuat suplai 12-V 1000-A hanyalah masalah mengurangi resistansi internal, mengapa kita tidak melakukannya saja?
The Photon
@ThePhoton - karena mengurangi hambatan internal tidak mudah atau gratis. Tetapi secara konseptual, mengurangi impedansi internal (pada beban yang diberikan) pada dasarnya adalah apa yang dilakukan untuk membuat desain arus lebih tinggi.
Chris Stratton
@ ChrisStratton, saya tahu itu. Saya meminta poster untuk meningkatkan jawaban mereka dengan memasukkan informasi ini.
The Photon
Itu akan tergantung pada detail internal adaptor yang tidak ditentukan - hanya spekulasi yang mungkin.
Chris Stratton
2
@ ChrisStratton, saya pikir jawaban lain menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk memberikan jawaban yang bermanfaat. Jawaban ini tidak berguna menjawab pertanyaan yang ditanyakan. Jika Anda berpikir demikian, Anda dapat memberikannya +1. Sementara itu, saya tidak yakin mengapa Anda marah pada saya karena menyarankan cara-cara bagi salim untuk meningkatkan jawabannya.
The Photon