Apakah sumber arus juga sumber tegangan?

Saya bingung antara sumber arus dan tegangan; Saya mendapatkan definisi buku teks tetapi saya tidak dapat memahami perbedaan dunia nyata. Bagi saya, sumber arus dan tegangan tampak sama. Saya mengerti bahwa sumber yang ideal tidak ada. Apa contoh sumber praktis saat ini? Untuk menghasilkan arus, kita membutuhkan tegangan, jadi bukankah sumber arus juga sumber tegangan? Karena baterai adalah sumber tegangan dan menghasilkan arus ketika dihubungkan ke suatu rangkaian, bukankah juga sumber arus?

Tolong bantu saya memahami contoh dunia nyata dan penggunaan sumber saat ini dan bagaimana hal itu berbeda dari sumber tegangan.

Sumber tegangan menyediakan, sedekat mungkin dengan yang dapat diatur untuk ideal, tegangan konstan (atau hanya sedikit berbeda) pada arus apa pun yang dibutuhkan (dalam pasokan nyata, hingga batas arus yang dapat disuplai)

Sumber arus menyediakan, sedekat mungkin dengan yang dikelola untuk ideal, arus konstan (atau hanya sedikit berbeda) pada tegangan apa pun yang dibutuhkan (dalam pasokan nyata, hingga batas tegangan yang dapat disuplai.)

Jika Anda korsleting sumber tegangan, Anda mendapatkan arus yang sangat besar (dan biasanya meniup sekering / trip pemutus, dll.)

Jika Anda korsleting sumber arus, Anda mendapatkan arus pengenal pada tegangan sangat rendah, dan tidak ada yang menarik terjadi.

Jika Anda membuka rangkaian sumber tegangan, ia berada di sana pada tegangan pengenalnya dan tidak ada yang menarik.

Jika Anda membuka sirkuit sumber arus, itu menembak ke tegangan maksimum. Jika itu adalah sumber arus ideal , itu akan mendorong dirinya sendiri ke cukup kilovolt untuk membentuk busur dan mendapatkan arus pengenal mengalir dalam plasma. Kami tidak benar-benar menginginkan sumber arus ideal dalam kebanyakan situasi karena alasan itu.

Sumber tegangan ideal akan mempertahankan tegangan yang ditentukan terlepas dari arus yang diambil darinya.

Sumber arus ideal akan mempertahankan arus yang ditentukan terlepas dari voltase yang menerimanya.

Tak satu pun dari hal-hal ini benar-benar ada. Keduanya adalah penyederhanaan yang kami gunakan saat menganalisis sirkuit. Bahkan jika kita bisa membangunnya, kita mungkin tidak mau. Perangkat dengan tegangan hubung terbuka tak terbatas atau hubung singkat tak terhingga akan sangat berbahaya.

Sumber tegangan nyata mempertahankan tegangan yang dekat dengan nilai yang ditentukan pada beberapa rentang arus yang ditentukan.

Sumber arus nyata mempertahankan arus dekat dengan nilai yang ditentukan itu melalui beberapa rentang tegangan yang ditentukan.

Beberapa sumber mungkin menunjukkan kedua perilaku tersebut. Catu daya laboratorium tipikal adalah contoh yang baik, untuk arus rendah ia akan mempertahankan tegangan yang diberikan, tetapi begitu arus mencapai ambang tertentu, tegangan akan berkurang untuk mempertahankan arus yang konstan.

Sumber arus ideal dalam paralell dengan resistor sama dengan sumber tegangan ideal secara seri dengan resistor. Nilai resistor sama dalam kedua kasus dan dikenal sebagai "impedansi keluaran". Tegangan vs karakteristik arus dari rangkaian seperti itu akan menjadi garis lurus antara tegangan hubung terbuka dan arus hubung singkat. Secara umum kita dapat menganggap impedansi keluaran sebagai dv / di.

Jadi Anda dapat memutuskan apa impedansi sumber yang dapat diterima untuk variasi dalam arus menjadi cukup kecil pada rentang tegangan output kemudian mengubah rangkaian dari sumber arus dengan paralell resitor ke sumber tegangan dengan resistor seri.

Dalam praktiknya itu tidak berhasil dengan baik. Untuk mendapatkan impedansi keluaran tinggi dengan metode itu diperlukan sumber tegangan tinggi yang tidak efisien dan dapat menciptakan bahaya keselamatan. Jadi sumber arus tipikal akan melibatkan beberapa bentuk umpan balik untuk menyesuaikan tegangan tergantung pada beban. Untuk sumber seperti itu, tegangan vs grafik saat ini umumnya tidak akan menjadi garis lurus dan karenanya impedansi keluaran akan bervariasi tergantung pada tegangan melintasi sumber.

Biasanya beberapa bentuk transistor atau rangkaian op-amp digunakan untuk melakukan ini. Ada banyak variasi tergantung pada karakteristik sumber yang perlu dimiliki.

Apa contoh sumber praktis saat ini ?

Dalam pengelasan busur, Anda harus menggunakan sumber daya arus konstan (CC) atau tegangan konstan (CV) tergantung pada proses mana yang digunakan. Beberapa proses pengelasan yang paling umum menggunakan catu daya arus konstan (mis. SMAW, GTAW).

Ketika operator pengelasan SMAW ("stick") mengelas, sumber daya arus konstan akan menunjukkan perubahan yang relatif kecil pada arus listrik dibandingkan dengan perubahan besar dalam tegangan .

Menggunakan beberapa contoh parameter operasi untuk sumber daya CC, kami memiliki mesin yang diatur ke 300A, dan kami memeriksa tegangan dan arus listrik pada sumber daya sementara operator mengubah panjang busur dengan memegang elektroda lebih dekat atau lebih jauh dari pekerjaan:

• Busur pendek: 30V - 308A
  
• Busur ideal: 32V - 300A
  
• Busur panjang: 34V - 290A
  

Di sini kita dapat melihat ada perubahan yang relatif kecil pada ampere 18A dengan perubahan tegangan 4V yang relatif besar .

Untuk menghasilkan arus, kita membutuhkan tegangan, jadi bukankah sumber arus juga sumber tegangan?

Tidak. Sumber arus dan sumber tegangan adalah definisi teoretis yang ada untuk menganalisis rangkaian listrik. Jika Anda melihat definisi, keduanya tidak mungkin benar.

Intinya adalah bahwa sumber arus memberikan arus yang cukup stabil (yaitu konstan ) dan sumber tegangan memberikan tegangan yang dapat diprediksi (misalnya baterai 12V, 120V stopkontak di dinding).

Untuk sumber arus dan tegangan ideal, seperti ini.

Arus yang melewati sumber arus ditetapkan pada nilai konstan oleh sumber arus. Tegangan melintasi sumber arus dapat mengambil nilai apa pun.

Tegangan yang diukur dari satu terminal ke yang lain dari sumber tegangan ditetapkan pada nilai konstan oleh sumber tegangan. Arus melalui sumber tegangan dapat mengambil nilai apa pun.

Apakah itu masuk akal?

Pemahaman saya adalah bahwa sumber arus kehidupan nyata menyesuaikan tegangan keluaran untuk memastikan arus yang ditentukan mengalir melalui rangkaian, sementara sumber tegangan menghasilkan tegangan spesifik hingga arus pengenal. Tapi saya pikir keduanya secara teknis sumber tegangan (potensial), satu menjadi tegangan variabel dan tegangan tetap lainnya.

Mengenai sumber saat ini, tahun lalu saya memiliki mental block hingga seorang instruktur membuat pernyataan sederhana bahwa "kemampuan untuk sumber arus diasumsikan tak terbatas dalam persamaan, tetapi dalam kehidupan nyata selalu dibatasi oleh kemampuan sumber".

Anda benar dalam berpikir bahwa tidak ada yang namanya sumber tegangan ideal atau sumber arus ideal di dunia nyata.

Alih-alih hanya ada sumber, yang menyediakan tegangan dan arus. Perbedaan di antara mereka adalah yang mana dari parameter di bawah kendali sumber dan yang di bawah kendali beban .

Untuk beban resistif sederhana, Anda memiliki Hukum Ohm yang menggambarkannya dengan baik.

Anda memiliki tiga parameter - tegangan, arus, dan hambatan. Hukum Ohm menghubungkan ketiganya menjadi formula yang sangat sederhana -$I=\frac{V}{R}$

Ketika Anda memiliki dua dari nilai-nilai itu, Anda dapat menghitung yang ketiga.

$V$$R$$I$

$I$$R$$V$

Jadi dalam ringkasan:

• Dalam sumber tegangan tegangan tetap dan arus berubah tergantung pada beban
• Dalam sumber arus, arus diperbaiki dan tegangan berubah tergantung pada beban

Hanya untuk menambahkan beberapa matematika V = RI (hukum ohm) Sekarang apa sumber tegangan tidak secara matematis mengatakan V adalah konstanta lakukan karena itu adalah membuat (RI) konstanta ini akan menyiratkan

1. Untuk peningkatan resistensi (LOAD) lebih sedikit arus yang ditarik.
2. Namun disipasi daya sama. Mengimplikasikan kemungkinan arus dalam rangkaian menjadi lebih rendah jika daya yang dibutuhkan sama.

Kebalikannya terjadi untuk sumber arus di mana bahkan tegangan rendah akan memenuhi penghalang daya yang diperlukan. Secara matematis ini adalah perbedaan mendasar antara kedua sumber.

Anda meminta beberapa aplikasi praktis dari loop saat ini. Berikut ini beberapa. Ada yang bersejarah, dan ada yang masih digunakan sampai sekarang.

Mesin Teletype awal , seperti Model 15, menggunakan loop arus 60 mA antar mesin. Model selanjutnya, seperti Model 33, menggunakan loop 20 mA. Keuntungan dalam kedua kasus ini adalah Anda dapat menjalankan jalur sejauh beberapa mil di antara mesin tanpa perlu repeater, karena arus konstan mengatasi setiap kerugian akibat hambatan saluran. Tentu saja penurunan tegangan pada jarak ini meningkat dengan meningkatnya jarak, dan beberapa jalur dioperasikan pada tegangan pasokan hingga 125V.

Keuntungan lain adalah Anda dapat menambahkan mesin tambahan secara seri dengan yang lainnya di mana saja di loop, dan catu daya akan secara otomatis mengimbanginya dengan menaikkan tegangan mengemudi loop.

Loop Teletype ini menggunakan tidak adanya arus untuk kondisi "spasi", dan keberadaan arus dalam baris untuk "tanda". Karena kondisi spasi (tidak ada data) adalah kondisi default, ini mengurangi konsumsi daya di sirkuit catu daya sebagian besar waktu.

Mesin Model 33 Teletype banyak digunakan sebagai terminal komputer untuk minicomputer pada tahun 1970-an-1980-an, dan dengan demikian sebagian besar dari mereka datang dengan antarmuka 20 mA. Bahkan kartu seri asli untuk PC IBM memiliki ketentuan untuk antarmuka loop saat ini.

MIDI adalah contoh lain dari antarmuka loop saat ini. Ini menggunakan 5 mA.

Jenis lain dari loop saat ini dan masih digunakan di beberapa tempat untuk instrumentasi. Ini disebut 4-20 mA loop saat ini (10-50 mA juga telah digunakan). Tidak seperti arus konstan dalam loop yang dibahas di atas untuk mengirim data digital, loop 4-20 mA digunakan untuk menyampaikan pembacaan instrumen seperti tekanan, suhu, level, aliran, pH, atau variabel proses lainnya. Biasanya 4 mA mewakili pembacaan 0, dan 20 mA mewakili pembacaan skala penuh. Jadi jika skala penuh instrumen adalah 160, masing-masing peningkatan arus 100 μA akan mewakili peningkatan satu dalam pembacaan.

Perangkat yang dikenal sebagai Pemancar digunakan untuk mengubah bacaan menjadi arus yang bervariasi. Yang modern agak rumit .

Seperti loop digital 20 mA dan 60 mA, keunggulan loop saat ini 4-20 mA adalah bahwa loop tersebut dapat dilindas melalui pasangan telepon, misalnya, untuk jarak jauh.

Alasan mereka mulai dengan 4 mA bukan 0 mA, adalah yang terakhir digunakan untuk menunjukkan kesalahan (loop terbuka).

Coba renungkan gagasan ini - perlahan dan tenang. Saat ini nyata. Ini adalah realitas fisik [elektron yang bergerak]. Itu bisa diukur. Itu variabel [lebih atau kurang elektron yang bergerak]. Itu dapat dilihat dengan berbagai instrumen [mikroskop elektron]. Jadi langkah 1 adalah untuk berdamai dengan keberadaan bentuk mekanis dari arus listrik - itu ada. Tegangan tidak nyata. Tidak memiliki konstituen mekanik apa pun. Jadi bagi Anda semua yang secara keliru percaya bahwa KEDUA arus dan tegangan adalah nyata dan ada dan saling bergantung untuk memiliki makna lebih jauh - Anda salah. Istilah tegangan perlu dijelaskan kembali pada hari untuk MENJELASKAN listrik dengan cara sederhana daripada membuat subjek bingung dan tidak dijelaskan. Poin kunci untuk dipahami di sini adalah arti dari ADA !. Saat ini ada. Ini adalah komponen mekanis [memiliki massa] yang terdiri dari beberapa blok penyusun [elektron; partikel; struktur atom, ditambah interaksi antara konstituen sesuai dengan hukum fisika]. Tegangan TIDAK ada karena tidak memiliki massa. Kami menciptakan nilai Voltage sendiri dengan menempatkan alat ukur yang dirancang dan diberi label tujuan ke dalam rangkaian tertutup yang memungkinkan kelanjutan atau dimulainya arus untuk bersirkulasi. Bergantung pada parameter fisik [pada level elektron] sirkuit, akan tergantung pada apa yang kita lihat pada perangkat Pengukur Tegangan kami yang sederhana. Menariknya kita tidak benar-benar PERNAH perlu mendefinisikan Tegangan sebagai parameter terpisah jika kita bersedia untuk tetap berpegang pada realitas dua konstituen sirkuit yang benar-benar ADA dan mendefinisikan aliran elektron secara tepat [resistansi dan arus rangkaian].