電流源は電圧源でもありますか？

電流源と電圧源を混同しています。私は教科書の定義を取得しましたが、現実世界の違いを理解することはできません。私には、電流源と電圧源の両方が同じように見えます。理想的なソースは存在しないことを理解しています。実用的な電流源の例は何ですか？電流を生成するためには電圧が必要ですが、電流源は電圧源でもありませんか？バッテリーは電圧源であり、回路に接続すると電流を生成するため、電流源でもありませんか？

電流源の実世界の例と使用法、および電圧源との違いを理解してください。

電圧源は、理想に近い限り、必要な電流（実際の供給では、供給可能な電流の限界まで）で一定の（またはわずかに変化する）電圧を提供します

電流源は、理想に近い限り、必要な電圧（実際の供給では供給可能な電圧の限界まで）で一定の（またはわずかに変化する）電流を供給します。

電圧源を短絡すると、非常に大きな電流が流れます（通常、ヒューズが切れたり、ブレーカーが切れたりします）。

電流源を短絡すると、非常に低い電圧で定格電流が得られ、刺激的なことは何も起こりません。

電圧源を開路すると、定格電圧でそこに座り、何も面白いことはしません。

電流源を開路すると、最大電圧まで撃ちます。それが理想的な電流源であれば、アークを形成し、プラズマに定格電流を流すのに十分なキロボルトまで自らを駆動します。そのため、ほとんどの状況で理想的な電流源は必要ありません。

理想的な電圧源は、そこから引き出される電流に関係なく、定義された電圧を維持します。

理想的な電流源は、両端の電圧に関係なく、定義された電流を維持します。

これらはどちらも実際には存在しません。どちらも、回路を分析するときに使用する単純化です。それらを構築できたとしても、たぶんしたくないでしょう。無限の開回路電圧または無限の短絡電流を持つデバイスは、非常に危険です。

実際の電圧源は、定義済みの電流範囲にわたって、定義された値に近い電圧を維持します。

実際の電流源は、いくつかの定義された電圧範囲にわたって、定義された値に近い電流を維持します。

一部のソースは、両方の動作を示す場合があります。典型的な実験用電源は良い例です。低電流では所定の電圧を維持しますが、電流が所定のしきい値に達すると、電圧が低下して定電流を維持します。

抵抗を持つ並列の理想的な電流源は、抵抗を持つ直列の理想的な電圧源と同等です。抵抗値はどちらの場合も同じであり、「出力インピーダンス」として知られています。このような回路の電圧対電流特性は、開回路電圧と短絡電流の間の直線になります。より一般的には、出力インピーダンスはdv / diであると考えることができます。

したがって、出力電圧範囲で電流の変動が十分に小さいために許容できるソースインピーダンスを決定し、並列抵抗を備えた電流源から直列抵抗を備えた電圧源に回路を変換できます。

実際には、それはあまりうまくいきません。その方法で高出力インピーダンスを得るには、非効率で安全上の問題を引き起こす可能性のある高電圧源が必要です。したがって、一般的な電流源には、負荷に応じて電圧を調整するための何らかのフィードバックが必要です。このようなソースの場合、電圧対電流のグラフは一般に直線ではないため、出力インピーダンスはソースの電圧に応じて変化します。

通常、これを行うには、何らかの形のトランジスタまたはオペアンプ回路が使用されます。ソースに必要な特性に応じて、多くのバリエーションがあります。

実用的な電流源の例は何ですか？

アーク溶接では、使用するプロセスに応じて、定電流（CC）または定電圧（CV）のいずれかの電源を使用する必要があります。最も一般的な溶接プロセスのいくつかは、定電流電源（SMAW、GTAWなど）を使用しています。

SMAW（「スティック」溶接）オペレータが溶接している場合、定電流電源は、電圧の大きな変化と比較して、アンペア数の比較的小さな変化を示します。

CC電源のいくつかの動作パラメータ例を使用して、マシンを300Aに設定し、オペレーターが電極を仕事に近づけたり遠ざけたりしてアークの長さを変更しながら、電源の電圧とアンペアを確認します。

• ショートアーク：30V-308A
  
• 理想的なアーク：32V-300A
  
• 長いアーク：34V-290A
  

ここでは、4Aの電圧の比較的大きな変化で、18Aのアンペアの比較的小さな変化があることがわかります。

電流を生成するためには電圧が必要です。それでは、電流源は電圧源でもありませんか？

いいえ。電流源と電圧源は、電気回路を分析するために存在する理論上の定義です。定義を見ると、両方が当てはまるわけではありません。

本質は、電流源が適度に安定した（つまり一定の）電流を提供し、電圧源が予測可能な電圧を提供することです（たとえば、12Vバッテリー、120V壁コンセント）。

理想的な電流および電圧源の場合、次のようになります。

電流源を通過する電流は、電流源によって一定値に固定されます。電流源の電圧は任意の値を取ります。

電圧源の一方の端子から他方の端子まで測定された電圧は、電圧源によって一定の値に固定されます。電圧源を流れる電流は、任意の値を取ることができます。

それは理にかなっていますか？

私の理解では、実際の電流源は出力電圧を調整して指定された電流が回路を流れるようにし、電圧源は最大定格電流で特定の電圧を生成します。しかし、どちらも技術的には電圧（電位）源であり、一方は可変電圧で、もう一方は固定電圧だと思います。

現在のソースに関しては、数年前、インストラクターが「電流をソースにする能力は方程式では無限であると想定されていますが、実際にはソースの能力によって常に制限される」という簡単な声明を出すまで、私はメンタルブロックがありました。

あなたは、現実の世界には理想的な電圧源や理想的な電流源というものは存在しないと考えるのが正しいでしょう。

代わりに、電圧と電流の両方を提供するソースのみがあります。それらの違いは、どのパラメータがソースの制御下にあり、どのパラメータが負荷の制御下にあるかです。

単純な抵抗負荷には、オームの法則があり、それをうまく示しています。

電圧、電流、抵抗の3つのパラメーターがあります。オームの法則は3つを非常に単純な式に関連付けます$I=\frac{V}{R}$

これらの値が2つある場合、3つ目を計算できます。

（一定の）電圧源では、固定値と（負荷抵抗）の既知の値があるため、電流は可変であり、計算できます。R $V$$R$$I$

逆に、（一定の）電流源の場合、固定値と既知の値があるため、電圧は可変であり、計算できます。R $I$$R$$V$

要約すると：

• 電圧源では、電圧は固定され、電流は負荷に応じて変化します
• 電流源では、電流は固定され、電圧は負荷に応じて変化します

いくつかの数学を追加するだけでV = RI（オームの法則）ここで、電圧源が行うことは数学的にVは一定であると言うことです。

1. 抵抗を増加させると（LOAD）、消費される電流が少なくなります。
2. ただし、消費電力は同じです。必要な電力が同じ場合、回路の電流が低くなる可能性があります。

低電圧でも必要な電力障壁を満たす電流源では、逆のことが起こります。数学的には、これは両方のソース間の基本的な違いです。

電流ループの実用的なアプリケーションをいくつか求めました。ここにいくつかあります。歴史的なものもあれば、今日も使用されているものもあります。

モデル15のような初期のTeletypeマシンは、マシン間で60 mAの電流ループを使用していました。モデル33のような後のモデルは、20 mAループを使用しました。両方の場合の利点は、定電流がラインの抵抗による損失を克服したため、リピーターを必要とせずにマシン間で数マイルにわたってラインを走らせることができることです。もちろん、距離が長くなるにつれて、これらの距離での電圧降下は大きくなり、一部のラインは最大125Vの供給電圧で動作しました。

もう1つの利点は、ループ内のどこにでも他のマシンと直列に追加のマシンを追加でき、ループを駆動する電圧を上げることで電源が自動的に補償されることです。

これらのテレタイプループは、「スペース」状態では電流が存在せず、「マーク」ではラインに電流が存在することを使用していました。間隔条件（データなし）がデフォルトの条件であったため、ほとんどの場合、これにより電源回路の消費電力が削減されました。

モデル33テレタイプマシンは、1970年代から1980年代にミニコンピューターのコンピューター端末として広く使用されていたため、そのほとんどに20 mAのインターフェイスが搭載されていました。IBM PCの元のシリアルカードでさえ、電流ループインターフェイスを備えていました。

MIDIは、電流ループインターフェイスの別の例です。5 mAを使用します。

別の種類の電流ループは、現在も計測のために一部の場所で使用されています。4〜20 mAの電流ループと呼ばれます（10〜50 mAも使用されています）。デジタルデータを送信するための上記のループの定電流とは異なり、4-20 mAループは、圧力、温度、レベル、流量、pHまたは他のプロセス変数などの機器の測定値を伝達するために使用されます。通常、4 mAは0の読み取り値を表し、20 mAはフルスケール読み取り値を表します。したがって、機器のフルスケールが160である場合、電流が100 µA増加するごとに、読み取り値が1増加します。

トランスミッターと呼ばれるデバイスを使用して、読み取り値をさまざまな電流に変換します。現代のものはかなり複雑です。

20 mAおよび60 mAのデジタルループと同様に、4〜20 mAの電流ループの利点は、たとえば長距離の電話ペアで実行できることです。

0 mAの代わりに4 mAで開始した理由は、後者が障害（開ループ）を示すために使用されたためです。

この概念を熟考してみてください-ゆっくりと落ち着いて。電流は本物です。それは物理的な現実です[電子は何らかの方法で移動します]。測定可能です。それは可変です（多かれ少なかれ動く電子）。さまざまな機器で見ることができます[電子顕微鏡]。したがって、ステップ1は、電流の機械的形態の存在と一致することです-それは存在します。電圧は実在しません。機械的な構成要素は一切ありません。ですから、電流と電圧の両方が実在し、存在し、お互いに依存してさらなる意味を持つと誤って信じているすべての人にとって、あなたは間違っています。電圧という用語は、被験者を混乱させて説明せずにおくのではなく、簡単な方法で電気を説明するために、その日にさかのぼって記述する必要がありました。ここで把握するキーポイントは、EXIST！の意味です。電流が存在します。それは、いくつかの構成要素[電子; 粒子; 原子構造に加えて、物理法則に基づく構成要素間の相互作用]。電圧は質量がないため存在しません。電流の継続または開始を循環させる閉回路に設計され、ラベル付けされた測定器を配置することにより、電圧の値を作成します。回路の物理的パラメーター[電子レベル]に応じて、謙虚な電圧測定デバイスで見られるものに依存します。興味深いことに、実際に存在して電子の流れを正確に定義する2つの回路構成要素（回路抵抗と電流）の現実のみに固執する場合、電圧を個別のパラメーターとして定義する必要はありません。