Estoy tratando de entender cómo funciona una fuente de alimentación y, trabajando desde cero, estoy aprendiendo sobre electricidad, voltaje, corriente, amperios y potencia. Soy nuevo en esto, así que pido disculpas si esta es una pregunta fácil o ya respondida.
De lo que he leído hasta ahora, aquí está mi entendimiento:
La electricidad en una corriente es el movimiento de electrones libres a través de un material conductor. Los electrones libres "saltan" de un átomo al siguiente.
un culombio es una unidad de carga.
La carga en sí misma es solo una propiedad de un objeto, el número de electrones o la falta de ellos. Cuando las cargas se separan, crean un campo eléctrico, que luego le permite definir la energía potencial que tendría un objeto en el campo, dependiendo de su ubicación en ese campo, independientemente de su carga. La energía potencial es Joules/Columb en ese punto específico en el campo electrónico, que es voltios. Si toma voltios * carga del objeto en el campo en ese punto, obtiene la energía potencial eléctrica que transportaría la carga.
Esa energía potencial eléctrica se convierte en alguna otra energía para trabajo útil a medida que la carga se mueve a través de la corriente: luz, calor o energía para un componente. Esto es análogo a cómo la energía potencial de un objeto que cae en un campo gravitacional se convierte en energía cinética.
La CANTIDAD de carga, pasando por un punto específico, son los Amperios. Esta es una medida de velocidad en culombios por segundo.
El voltaje y los amperios son directamente proporcionales. Si tomas el voltaje, que son julios por coulomb, y tomas los amperios, que son columbios/s, y los multiplicas, obtienes julios/s. Esto, intuitivamente para mí, significa la cantidad de energía que se puede proporcionar a algún componente en un circuito, por segundo. Este es Watts.
Mi confusión es que no entiendo la relación entre "cantidad de carga" y "energía de carga". Una analogía común utilizada aquí es el agua y la presión del agua. Si tengo un tanque lleno de agua, conecto una manguera en la parte inferior y aplico X cantidad de presión, cierta cantidad de agua (volumen medido de agua) se moverá más allá de cierto punto en la manguera a una velocidad de Y. Si aumento X, entonces las moléculas de agua se mueven más rápidamente a través de la manguera, lo que significa que numéricamente más moléculas de agua se mueven más allá de cierto punto, por lo que Y (volumen de caudal/segundo) aumenta. Por lo tanto, más presión hace que las moléculas de agua se muevan más rápido, lo que significa que pasa más agua por la manguera, es decir, más volumen de agua por segundo.
Con voltaje y cargas, se supone que el voltaje representa presión. Si aumento el voltaje, numéricamente más electrones (más unidades de carga) fluyen a través del circuito. ¿Pero debido a qué? En otras palabras, mi pregunta es:
¿Cual de los siguientes es correcto?
Más coulombs Y más energía por coulomb : cuando aumenta el voltaje, aumenta la cantidad de energía por unidad de carga. Esto significa que cada unidad de carga está más "energizada" y, POR ESO, se mueve más rápido a través del circuito. Cargas más rápidas significa que MÁS cargas se mueven a través del circuito por segundo, y debido a que cada carga está MÁS energizada, hay más julios por segundo en cualquier punto del circuito (más trabajo).
Más coulombs PERO la misma energía por coulomb : cuando aumenta el voltaje, más unidades de carga fluyen a través del circuito. Pero cada unidad de carga aún tiene la misma cantidad de energía que antes del aumento de voltaje. El aumento de la energía potencial se reparte entre más coulombs de carga.
Mismo número de coulombs PERO más energía por coulomb : cuando aumenta el voltaje, el número de coulombs que fluyen a través del circuito sigue siendo el mismo, pero aumenta la energía por coulomb.
Sé que 3 no será cierto porque V = IR, pero quiero entender esto en un nivel intuitivo. ¿El aumento de voltaje equivale a un aumento de energía por unidad de carga, o un aumento de voltaje mantiene igual la energía por carga pero obliga a que fluyan más cargas a través del circuito?
La electricidad en una corriente es el movimiento de electrones libres a través de un material conductor.
Este es un tipo de corriente. Pero también es posible tener portadores de corriente positivos. Las baterías y muchos tipos de transistores no funcionarían si los electrones fueran el único tipo de portador de corriente.
El voltaje y los amperios son directamente proporcionales.
Esto es cierto en un material linealmente resistivo. Por ejemplo en un alambre de cobre o una resistencia.
En otros componentes, habrá una relación diferente. Por ejemplo, en un diodo (unión), la corriente aumenta exponencialmente con el aumento de voltaje en el dispositivo. En un transistor, la corriente a través de una rama del dispositivo puede depender del voltaje a través de una rama diferente del dispositivo.
¿Cual de los siguientes es correcto?
Una vez más, depende del tipo de dispositivo que esté investigando.
Más culombios Y más energía por culombio:
Este es el comportamiento de una resistencia. Si aumenta el voltaje a través de la resistencia, por definición, ha aumentado la energía por culombio perdido a medida que la carga fluye a través del dispositivo. Y, debido a la naturaleza de la resistencia, también aumentará la corriente (tasa de carga que fluye).
Más coulombs PERO la misma energía por coulomb:
Este sería el comportamiento de una fuente de voltaje cuando cambia su carga. Puede aumentar o disminuir la corriente que extrae de él, pero siempre (en la medida en que sea una fuente de voltaje ideal ) producirá el mismo potencial en sus terminales.
Misma cantidad de coulombs PERO más energía por coulomb
Este es el comportamiento de una fuente de corriente. Puede aplicar cualquier potencial que desee a través de él, y siempre (nuevamente, en el caso ideal) producirá la misma corriente.
jeremy pescador
eliot alderson