Observar y explorar la relación entre corriente y potencial con un multímetro USB

Prefacio;

Hola, compré este pequeño y económico multímetro USB /accesorio de doble adaptador en eBay.
La pregunta de hoy se centrará en el aspecto de multímetro de este dispositivo.

El cable USB blanco es para cargar el teléfono inteligente Android negro/rojo.
Ambos son relevantes para la pregunta.

(Desafortunadamente, la punta del cable está ligeramente dañada y es posible que no siempre esté haciendo la mejor conexión absoluta.
Disculpas, era todo lo que tenía conmigo en ese momento).

Si tienes curiosidad; el cable USB negro está conectado a una tarjeta de interfaz de red inalámbrica .
Dicha interfaz está inactiva y no parece estar consumiendo activamente ningún recurso.
Probablemente se puede omitir con seguridad del escenario sin afectar ninguna otra variable.

(Su propósito principal aquí es simplemente aplicar una pequeña cantidad de presión física sobre el cable blanco.
Asegurar una conexión decente y mantenerlo en su lugar).

TLDR;

Parece haber una relación inversamente proporcional entre;
el potencial/voltaje[ V ] y corriente/amperaje[ A ].
(En el nodo que se está midiendo).

##In other words:##

 Min current[A] = Max potential[V];  
More current[A] = Less potential[V];

##And vice versa.##

Recuerdo que me dijeron que lo pensara en términos de una metáfora:

  • Donde fuerza electromotriz/diferencia de potencial[V]; es como presión/pascales por pulgada cuadrada; dentro de una manguera/tubo.
  • Y culombios por segundo/corriente eléctrica[A]; es como el caudal de agua/Litros por segundo; a través de dicha manguera/tubería.

En realidad, no estoy seguro de cuán precisa es esta analogía.
Pero parece ayudar a crear una imagen mental y una comprensión del mecanismo de acción.

  • (es decir, bloquee la punta de una manguera en funcionamiento; el agua deja de fluir; puede sentir que la presión se acumula debajo de su pulgar; la manguera se vuelve notablemente más tensa.
  • Desbloquee la punta de una manguera corriente; el agua vuelve a fluir; puede sentir cómo se libera la presión debajo de su pulgar; la manguera se vuelve notablemente más relajada.)

La pregunta;

Estoy seguro de que esta es una pregunta relativamente elemental para ingenieros/técnicos eléctricos/electrónicos experimentados, pero ¿qué tan precisa es esta analogía?
¿Cuál es exactamente la relación entre corriente y potencial (como se observa a continuación)?

FYI: (Me di cuenta de que ~ 4,98 V es aproximadamente el voltaje máximo producido por este bus de computadoras portátiles Acer.
Se observó que las computadoras Apple y los cargadores de teléfonos (solo por ejemplo) producían un máximo ideal de ~ 5,11 V).

Fully 'open' circuit: Not charging: [4.98V/0.00A]

Circuito totalmente abierto: Sin carga: [4,98 V/0,00 A]. Circuito completamente cerrado: Cargando: [4.89V/0.30A]. 

Fully 'closed' circuit: Charging: [4.89V/0.30A]
Half 'open' circuit ('loose connection'): Charging ('or trying to'): [4.80V/0.14A]

Medio circuito abierto: Carga: 4,80 V/0,14 A Circuito completamente cerrado: Cargando: [4.88V/0.27A] 

Fully 'closed' circuit: Charging: [4.88V/0.27A]
Half 'open' circuit: Not charging: [4.95V/0.00A]

Circuito medio abierto: Sin carga: 4,95 V/0,00 A Circuito totalmente cerrado: Carga: 4,90 V/0,35 A 

Fully 'closed' circuit: Charging: [4.90V/0.35A]

Respuestas (3)

Este fenómeno es la caída de voltaje debido a la resistencia interna de la fuente de alimentación y su cableado.

En algún lugar de la computadora portátil hay un regulador de voltaje. Ajustará la corriente suministrada hasta que su salida sea de 5V. Esto está conectado tanto a las partes internas de la computadora portátil como a los puertos USB.

Sin embargo, entre la fuente de alimentación y el punto de medición de voltaje hay algunos cables que parecen tener una resistencia de alrededor de 0,4 ohmios.

Para un elemento resistivo, la analogía funciona. El voltaje y la corriente son inversamente proporcionales. A sería como tu pulgar en el ejemplo

Pero el cargador no es un elemento resistivo. El cargador es, idealmente, una fuente de voltaje constante. Tiene elementos activos (transistores, circuitos integrados, etc.) respaldados por resistencias y condensadores para proporcionar un voltaje constante para algún rango de resistencia esperada (o corrientes inversamente esperadas).

Para seguir con su analogía, imagine un regulador de presión donde la entrada está sobrepresionada. Incluso si abre algunos grifos, idealmente el lado de salida se mantendrá constante ya que hay suficiente exceso de presión en la entrada para mantener el ritmo. Esto es como su regulador de voltaje

Pero si encendiera todo, la entrada al regulador, al intentar respaldar la demanda, caería por debajo del valor máximo del regulador y luego tanto la entrada como la salida caerían proporcionalmente entre sí. Esto sería equivalente a como cuando las luces se atenúan cuando un compresor se activa (sin fuerza).

La analogía entre el agua y el circuito eléctrico es bastante precisa, siempre que todas las suposiciones sean correctas. Sin embargo, para hacer cualquier observación y sacar conclusiones significativas, primero debe calibrar su "multímetro USB barato". En segundo lugar, su carga (tableta o lo que sea) no es algo simple, es un consumidor inteligente que puede cambiar la cantidad de corriente según el estado de la tableta, el nivel de carga de la batería interna, etc. Por lo tanto, si tiene alguna observación confusa de esta configuración , no te confundas e ignores totalmente lo que viste.

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