Párhuzamos kapcsolás különböző teljesítményű fogyasztókkal?

A feszültségük.

De ha valamelyiket fordítva kötöd be a sorba annak a feszültsége negatív érték lesz a képletben, így valójában az "kivonódik" az összegből.

Tipikusan az a kérdés, amit nehezen értenek a laikusok, ahogy pedzegettem már a #7-ben is.

Emiatt szoktunk már hülyét kapni, mivel visszatérő kérdés: 3 A-os "töltő" tönkre fogja tenni a telefonom, ami csak 2 A-t bír?

Lószart.

Nem annyit bír, hanem annyit vesz fel.

Érthetetlen, hiszen példa kedvéért egy autóakku 100 A áramot is tud.

Komolyan, ezt azt jelenti, hogy 100 A árammal fogja kínozni az autórádiót?

Meg a féklámpát is 100 amperrel biztos!

Konnektorból kijön akár 3000 W is.

Komolyan, ez azt jelenti, hogy a 100 W-os izzóra is ráküld 3000 W-ot?

Komolyan, hol a lószarban jártatok az általános iskolában, fizika óra helyett?

" ha az áramforrás kimeneti áramerőssége nagyobb mint az összes fogyasztó együttes áramerősség igénye?"

Olyasmi történik, mint amikor a teherautó teherbírása nagyobb mint a rá pakolt tömegek összesen.

Alap hogy a teherbírásnak minimum ugyanakkorának kell lennie, mint a terhek összege, de inkább nagyobb.

A felpakolt áruk sem terhelik jobban a platót mint amekkora a tömegük.

„minden fogyasztó csak a számára szükséges áramerősséget veszi fel és a maradék "kárba vész" vagy a fogyasztók több áramot vesznek fel, mint amire alapból szükségük lenne?”

Nem, mindegyik fogyasztó annyi áramot vesz fel amennyi a teljesítményéből és a rájuk kapcsolt feszültségből adódik.

Például a feszültségforrás (nem áramforrás) feszültsége U = 12 V, maximális árama I = 1 A. Legyen rákapcsolva három fogyasztó, egyszerűség kedvéért három ellenállás: R1 = 60 Ω, R2 = 40 Ω, R3 = 24 Ω.

Az áramok:

I1 = U / R1 = 12 / 60 = 0,2 A

I2 = U / R2 = 12 / 40 = 0,3 A

I3 = U / R3 = 12 / 24 = 0,5 A

Az összes fogyasztó árama: I = I1 + I2 + I3 = 0,2 + 0,3 + 0,5 = 1 A

Ez éppen egyenlő a feszültségforrás terhelhetőségével. Kapcsoljuk le a harmadik ellenállást. Ettől a feszültség nem változik, ezért a másik két ellenálláson folyó áram sem változik. Ezek összege:

I1 + I2 = 0,2 + 0,3 = 0,5 A

Ez annyit jelent, hogy most a feszültségforrás 0,5 A-t ad le. Nincs „maradék”, így nem is veszhet kárba. Talán még szemléletesebb, ha egyetlen ellenállást sem kapcsolunk a feszültségforrásra. A te gondolatmeneted szerint ilyenkor is 1 A folyna, de hova, ha nincs fogyasztó?

Egy feszültségforrás kimeneti áramerőssége a rákapcsolt fogyasztó ellenállásától függ. A feszültségforrás a feszültségét kényszeríti a fogyasztóra, nem az áramát. A maximális terhelőáram és az éppen aktuális kimeneti áram nem ugyanaz.

Például egy tápegységre ez van írva:

12 V =, 1 A, akkor ez azt jelenti, hogy legfeljebb 1 A-rel terhelhető és nem azt, hogy bármilyen ellenállású fogyasztón 1 A fog folyni. Ebben az esetben a legkisebb rákapcsolható ellenállás 12 Ω, mert ilyenkor 1 A a kimeneti áram. Ha 120 Ω-ot kapcsolsz rá, akkor 0,1 A lesz az áram. Emellett még 0,9 A áram terhelést viselne el, de , ha csak 0,1 A a terhelés, akkor az a 0,9 A nem létezik, nem folyik sehova, nem vész kárba.

„És, ha esetleg mégis több, mint 1A-rel terhelem, akkor mi történik?”

Attól függ milyen az a feszültségforrás. A legegyszerűbb esetén, ha a névlegesnél nagyobb árammal terhelik, akkor a feszültség lecsökken 12 V alá, túlmelegszik, rossz esetben tönkremegy.

Amelyikben van védelem az túlterheléskor áramgenerátoros üzemmódba kerül, a kimeneti áram egy bizonyos érték fölé nem növekszik, akkor sem, ha a kimenetet rövidrezárják. Vagy van olyan, „visszahajló jelleggörbéjű”, amelyik túlterheléskor még vissza is szabályozza az áramot. Lehet olyan is, amelyik túlterheléskor lekapcsol.

[link]

Itt a 6. oldalon láthatók a különböző zárlatvédelmi jelleggörbék.

A másik kérdésre, legyen egy U=13 V üresjárási feszültségű, 1 A terhelhetőségű, Rb=1 Ω belső ellenállású egyszerű feszültségforrás. Kapcsoljunk rá R1=12 Ω-os ellenállást.

Az áram: I1=U/(Rb+R1)=13/(1+12)=1 A

A kapocsfeszültség: Uk1=I1·R1=1·12=12 V

A fogyasztó teljesítménye: P1=Uk1·I1=12·1=12 W

Ezt tekintjük a névleges állapotnak.

Most kapcsoljunk rá R2=3Ω-os ellenállást.

Az áram: I2=U/(Rb+R2)=13/(1+3)=3,25 A

A kapocsfeszültség: Uk2=I2·R2=3,25·3=9,75 V

A fogyasztó teljesítménye: P2=Uk2·I2=9,75·3,25=31,7 W

Ez pedig a túlterhelés, a kapocsfeszültség csökken, az áram növekszik, ami meghibásodáshoz vezethet. A terhelő ellenállást csökkentve a teljesítmény egy ellenállás értékig növekszik, Rb=Rt esetén maximumot ér el, majd csökken.

Ha azt vesszük, hogy a 3 Ω-os ellenálláson a névleges teljesítmény 12²/3=48 W, akkor látható, ha a terhelő áram nagyobb a névlegesnél, akkor – mivel csökken a feszültség – a fogyasztó teljesítménye sem éri el a névleges értéket. Ha az ellenállások helyett lámpák lennének, akkor a 12 V, 12 W-os teljes fényerővel világítana, de például a 12V, 20 W-os, már nem érné el a teljes fényerejét.

Ha ugyanezt megtesszük egy áramhatárolós kapcsolásnál, akkor más lesz a helyzet. A kimeneti áramot a védelem mondjuk 1,2 A-nél határolja. Ekkor a 3 Ω-os ellenálláson 1,2·3=3,6 V feszültség esik. A teljesítmény pedig 1,2²·3=4,32 W lesz.