電流が逆流するのは悪いことですか?


11

以下の回路では:

ここに画像の説明を入力してください

2V電源の電流の方向が、5V電源の電流の方向と反対に流れているのは気まずいです。5V電源では電流はから-に流れます+が、2V電源では電流はから+に流れ-ます。

数学的には、すべてがうまくいき、数字が増えますが、この「逆流」電流で何が起こっているのかについて直感を得るのに少し苦労しています。

ここにいくつかの質問があります:

  • 2V電源がバッテリーの場合、これはバッテリーが充電されることを意味しますか?その場合、バッテリーは過充電により最終的に爆発しますか?

  • 2V電源が通常の電源(壁に接続されている)であった場合、電源が壊れないのはなぜですか?電源はバッテリーではありませんよね?したがって、電源を「充電」するようなものはないはずです。電子の自然な流れに逆らっていると電源から煙が出ないのはなぜですか。


電流が電圧差の方向に流れる
-KyranF

5
@KyranF、抵抗器を通して。しかし、OPの例から、それは明らかに電圧源には当てはまりません。
光子

2
「負の」電流は、推測の反対方向に流れる電流にすぎないことに注意してください。
グレッグデー

回答:


31

他の答えが示すように、純粋に理論的な観点からは、電流が電圧源を介してどちらの方向に流れることも問題はありません。それがまさに理想的な電圧源です。ピンに同じ電位を維持する回路要素は、それを流れる電流が何であっ同じです。

現実の世界では、当社の電圧源は理想的ではありません。

リニアレギュレータは、通常、電流が反転してもレギュレーションを維持しません。

電流が逆になると、バッテリーは充電されます(化学物質が許す場合)。

しかし、電圧源を使用して、電源以外のものをモデル化します。たとえば、電圧源はオペアンプの出力をモデル化できます。また、オペアンプ出力は通常、電流をソースまたはシンクするかどうかにかかわらず(制限内で)出力電圧を維持できます。

または、電圧源はシャントレギュレータまたはツェナーダイオードをモデル化できます。これらのデバイスは、電流をシンクしているときにのみレギュレーションを維持します。

または、電圧源は順方向にバイアスされたダイオードをモデル化できます。ダイオードものみ電圧源として動作するときに電流が流れにおけるより正端子に接続されています。

したがって、純粋な理論の観点からは、電圧源を介していずれかの方向に流れる電流を受け入れる準備をする必要があります。実際の回路について考えるときは、電圧源がモデリングしている実際のデバイスと、モデルが予測する電流方向でモデルがまだ有効かどうかを考慮する必要があります。


典型的な「壁」電源は、AC電源に接続された整流器(つまりダイオード)ですよね?
ランダム832

@ Random832、それは規制されていない壁war贅です。また、より安定した出力電圧を提供するためにレギュレータ回路を組み込むことも一般的です。
光子

8

純粋な回路理論では、電源は電力を吸収または供給することができます(電力を供給する必要はありません)。回路にソースが1つしかない場合、電力を供給するだけです。ただし、回路に2つ以上の独立したソースがある場合、それらの1つ以上が電力を吸収する可能性があります(少なくとも1つ以上が電力を供給している限り)。

これらの回路は純粋に数学的構造であることに注意してください。独立した電圧源はバッテリーではありませんが、バッテリーのモデルの一部になる可能性があります。

ただし、直観のために、充電式バッテリーを考えてください。あなたがそれを充電するとき...あなたは電流が流れていると思いますか?あなたがバッテリーから推測した場合...もう一度考え=)


バッテリを充電すると、電流がバッテリに出入りします。
user253751

1
また、バッテリーを放電するときも!
ジェイミーハンラハン

5

箇条書きに対処する:

1)はい、それはバッテリーの充電のようです:より大きな電圧に接続することでバッテリーに電流を戻します。何が起こるかは、電流に対するバッテリーの化学的性質とサイズに依存します。一部のタイプ(NiFe、より大きな鉛酸)は、数ミリアンペアのフロート充電で永久に保持できます。他の充電式充電器は、電極にめっきを施すことにより、使い果たされるまで充電容量が徐々に低下します。

2)これはシミュレーションであり、壁の電源ではありません。繰り返しますが、別の電圧源で電圧源を駆動しようとするとどうなるかは、その実装方法によって異なります。それ自体がオフになったり、レギュレーションが失われたり、(シミュレーションのように)電流をシンクしたりする可能性があります。


1

Q1:これは充電電流になりますが、実際に充電エネルギーを蓄えるか爆発するかはバッテリーの種類によって異なります。

Q2:regular電源は負の負荷用に設計されておらず、負の出力電流を防ぐためにダイオードを備えている場合があります。ただし、電源は2または4 quadrantsで動作し、負の出力電流をシンクできます。


Q1:以前に投稿したように、バッテリーを爆発(または破裂、または安全ベント)させるには、バッテリーのサイズに対して十分なエネルギー/電力を供給して、十分な圧力を蓄積する必要があります。
テクノフィル

1
@Technophile:大規模な過熱に必要なエネルギーは、充電回路から来る必要はありません。バッテリーの小さな領域が他の部分よりも多くの「充電」電流を通過する場合、その小さな領域を過熱するのに十分な電力を供給すると、バッテリーの蓄えられたエネルギーを通過し始め、熱暴走を引き起こします。
supercat
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.