Clasificación de carga de voltaje/amperaje

Soy un novato en lo que respecta a la electricidad, y esto me ha estado molestando desde el noveno grado cuando aprendí por primera vez sobre las combinaciones V/I/R/P, y hasta el día de hoy todavía no puedo entender el concepto. .

Entiendo las fórmulas matemáticas, pero tengo problemas con el significado de V/I cuando se trata de conectar cosas. Estoy pensando en comenzar un pequeño proyecto conectando un panel solar a ventiladores de computadora solo para aprender sobre esto.

  • El panel solar está clasificado en DC 6V/1W
  • Los ventiladores están clasificados en DC 12V/160mA

¿Qué significan estas calificaciones?

  • ¿Significa esto que los ventiladores solo pueden funcionar si el voltaje de la fuente es de 12 V?
  • ¿Qué pasa si la fuente tiene bajo voltaje como 6V? ¿Los ventiladores no se encenderán en absoluto?
  • ¿Qué pasa si la fuente tiene un sobrevoltaje como 120V? ¿Comenzarán a incendiarse los fans?
  • ¿Qué sucede si la fuente está ligeramente por encima o por debajo, como 13 V o 4 V?

Si mi panel solar tiene una potencia nominal de 6 V/1 W (~160 mA máx.) y conecto cuatro ventiladores en paralelo, lo que significa que cada ventilador recibirá ~40 mA, ¿significa esto que el ventilador no girará? ¿O los ventiladores girarán a 1/4 de la velocidad?

Por último, si mi panel solar es de solo 6 V y los ventiladores funcionan a 12 V, ¿significa esto que tengo que conectar dos paneles solares en serie? ¿Puedo poner una resistencia entre el panel y los ventiladores para aumentarlo a 12V?

Respuestas (1)

La forma en que un dispositivo responderá al voltaje incorrecto dependerá mucho del tipo de dispositivo. Una resistencia, por ejemplo, que obtenga la mitad del voltaje disipará 1/4 de la potencia, y eso es todo. Para motores como el ventilador es diferente. Un voltaje ligeramente más bajo, como 10 V, probablemente no será un problema, pero a 6 V puede que no arranque. Lo mismo aquí: solo obtiene 1/4 de la potencia requerida, y eso puede ser insuficiente para que funcione. Pero puede funcionar si lo inicia manualmente.

120 V lo matará. Final. Es 100 veces la potencia nominal y se quemará, es posible que se abra con una pequeña explosión y algo de humo.

Un voltaje ligeramente más alto que el nominal no hará mucho daño, pero lo evitaría, nuevamente por la misma razón: la potencia es proporcional al voltaje al cuadrado, por lo que un 10 % más de voltaje dará un 20 % más de potencia, y dado que gran parte de la carga es resistiva, se calentará más.

Si su panel solar puede suministrar 160 mA, y conectaría cuatro cargas de 160 mA en paralelo, se sobrecargaría y el voltaje de salida se hundiría.

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Para pequeños cambios de carga, el gráfico muestra que el voltaje no variará mucho, pero a 4 × sobrecarga, estará en la parte superior del gráfico donde el voltaje disminuirá rápidamente con el aumento de la corriente. Los ventiladores recibirían muy poco voltaje y, debido a la corriente limitada, no girarían.

Si necesita 12 V y tiene paneles solares de 6 V, colocar dos de ellos en serie es lo correcto.

¿Qué quieres decir con que los ventiladores reciben muy poco voltaje? Pensé que el voltaje sigue siendo el mismo en las cargas en el circuito paralelo, ¿solo la corriente que se divide?
@Dumphole: ese es el caso siempre que el panel pueda proporcionar esa corriente. Entonces, 4 ventiladores a 40 mA por ventilador no serían un problema. Pero 4 veces 160 mA es 640 mA, y a 6 V eso requeriría 4 W, mientras que el panel solo puede suministrar 1 W. No puede seguir extrayendo siempre más energía de él (¡sería genial si pudiéramos!) . Entonces, para permanecer dentro de 1 W, el panel se compromete al reducir el voltaje. He agregado una imagen bonita :-) a mi respuesta.
Si entiendo esto correctamente, un circuito siempre intentará equilibrar estos números. El hecho de que esté conectando cargas de 640 mA desde una fuente de alimentación que solo puede proporcionar 160 mA, significa que la fuente de alimentación tiene que reducir su voltaje a 1,5 V para compensar, lo que significa que cada ventilador solo recibirá 1,5 V, no 6 V. .
@DumpHole: la verdad estará en algún punto intermedio. Suponga que sus cargas son resistencias, luego 6 V y 640 mA -> 9 ohmios en total, o 37 ohmios por ventilador. Si el voltaje cayera a 1,5 V, un 37 ohm consumiría solo 40 mA. La corriente también cae cuando el voltaje disminuye, por lo que no puede simplemente disminuir el voltaje a 1/4 para volver al 1 W que puede suministrar . Pero observe que el gráfico no sigue una línea de potencia constante (eso habría sido una hipérbole).
Cuando hay caídas de voltaje en la fuente de alimentación causadas por demasiado amperaje consumido por las cargas, ¿eso provocará un cortocircuito en la fuente de alimentación y hará que se sobrecaliente o se queme?
@DumpHole: en general, sí, y es por eso que la mayoría de los reguladores de voltaje tienen protección contra cortocircuitos y sobrecarga térmica. Sin embargo, no estoy seguro acerca de los paneles solares; Tengo poca experiencia práctica con ellos.
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