Beobachten und Erkunden der Beziehung zwischen Strom und Potential mit einem USB-Multimeter

Vorwort;

Hallo, ich habe dieses billige kleine USB-Multimeter /Doppeladapter- Zubehör bei eBay gekauft.
Die heutige Frage konzentriert sich auf den Multimeter- Aspekt dieses Geräts.

Das weiße USB-Kabel dient zum Aufladen des schwarz/roten Android-Smartphones.
Beides trifft auf die Frage zu.

(Leider ist die Spitze des Kabels leicht beschädigt und stellt möglicherweise nicht immer die absolut beste Verbindung her.
- Entschuldigung, es war alles, was ich zu der Zeit bei mir hatte).

Wenn Sie neugierig sind; Das schwarze USB-Kabel ist mit einer drahtlosen Netzwerkschnittstellenkarte verbunden .
Besagte Schnittstelle ist ausgefallen und scheint keine Ressourcen aktiv zu verbrauchen.
Es kann wahrscheinlich sicher aus dem Szenario weggelassen werden , ohne andere Variablen zu beeinflussen.

(Der Hauptzweck hier ist einfach, ein wenig physischen Druck auf das weiße Kabel auszuüben.
- Sicherstellen einer anständigen Verbindung und Halten an Ort und Stelle).

TLDR;

Es scheint eine umgekehrt proportionale Beziehung zu geben zwischen;
das Potential/Spannung [ V ] und Strom/Stromstärke [ A ].
(Am gemessenen Knoten).

##In other words:##

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

##And vice versa.##

Ich erinnere mich, dass mir gesagt wurde, ich solle es in Form einer Metapher betrachten:

  • Wo elektromotorische Kraft/Potenzialdifferenz [V]; ist wie Druck/Pascal pro Quadratzoll; in einem Schlauch/Rohr.
  • Und Coulombs pro Sekunde/elektrischer Strom [A]; ist wie der Wasserfluss/Liter pro Sekunde; durch den Schlauch/das Rohr.

Ich bin mir nicht sicher, wie genau diese Analogie ist.
Aber es scheint zu helfen, sich ein mentales Bild zu machen und den Wirkungsmechanismus zu verstehen.

  • (d. h. Blockieren Sie die Spitze eines laufenden Schlauchs; das Wasser fließt nicht mehr; Sie können spüren, wie sich der Druck unter Ihrem Daumen aufbaut; der Schlauch wird merklich gespannter.
  • Lösen Sie die Spitze eines laufenden Schlauchs; Wasser fließt wieder; Sie können die Druckentlastung unter Ihrem Daumen spüren; der Schlauch wird merklich entspannter.)

Die Frage;

Ich bin sicher, dass dies eine relativ einfache Frage für erfahrene Elektro-/Elektronikingenieure/Techniker ist, aber wie genau ist diese Analogie?
Was genau ist die Beziehung zwischen Strom und Potential (wie unten beschrieben)?

FYI: (Mir ist aufgefallen, dass ~4,98 V ungefähr die maximale Spannung ist, die von diesem Acer-Laptop-Bus erzeugt wird.
Apple-Computer und Telefonladegeräte (nur zum Beispiel) wurden beobachtet, die ein idealeres Maximum von ~ 5,11 V erzeugten).

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

Vollständig offener Stromkreis: Kein Laden: [4,98 V/0,00 A]. Vollständig geschlossener Stromkreis: Laden: [4,89 V/0,30 A]. 

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

Halb offener Stromkreis: Laden: 4,80 V/0,14 A Vollständig geschlossener Stromkreis: Laden: [4,88 V/0,27 A] 

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

Halb offener Stromkreis: Nicht laden: 4,95 V/0,00 A Vollständig geschlossener Stromkreis: Laden: 4,90 V/0,35 A 

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

Antworten (3)

Dieses Phänomen ist ein Spannungsabfall aufgrund des Innenwiderstands der Stromversorgung und ihrer Verdrahtung.

Irgendwo im Laptop ist ein Spannungsregler. Es passt den zugeführten Strom an, bis sein Ausgang 5 V beträgt. Dieser ist sowohl mit den Interna des Laptops als auch mit den USB-Anschlüssen verbunden.

Zwischen der Stromversorgung und dem Spannungsmesspunkt befindet sich jedoch eine Verkabelung, die einen Widerstand von etwa 0,4 Ohm zu haben scheint.

Für ein Widerstandselement funktioniert die Analogie. Spannung und Strom sind umgekehrt proportional. A wäre im Beispiel wie dein Daumen

Aber das Ladegerät ist kein Widerstandselement. Das Ladegerät ist idealerweise eine Konstantspannungsquelle. Es verfügt über aktive Elemente (Transistoren, ICs usw.), die von Widerständen und Kondensatoren unterstützt werden, um eine konstante Spannung für einen bestimmten Bereich des erwarteten Widerstands (oder umgekehrt erwarteter Ströme) bereitzustellen.

Um bei Ihrer Analogie zu bleiben, stellen Sie sich einen Druckregler vor, bei dem der Eingang überdruckt ist. Selbst wenn Sie ein paar Wasserhähne aufdrehen, bleibt die Ausgangsseite im Idealfall konstant, da am Eingang genügend Drucküberschuss vorhanden ist, um mitzuhalten. Dies ist wie Ihr Spannungsregler

Wenn Sie jedoch alles einschalten, würde der Eingang zum Regler beim Versuch, die Nachfrage zu unterstützen, unter den Maximalwert des Reglers fallen, und dann würden sowohl der Eingang als auch der Ausgang proportional zueinander abfallen. Dies wäre gleichbedeutend damit, wenn die Lichter dimmen, wenn ein Kompressor (locker) einschaltet.

Die Analogie zwischen Wasser und Stromkreis ist ziemlich genau, vorausgesetzt, dass alle Annahmen richtig sind. Um jedoch Beobachtungen machen und aussagekräftige Schlussfolgerungen ziehen zu können, müssen Sie Ihr "billiges USB-Multimeter" zuerst kalibrieren. Zweitens ist Ihre Last (Tablet oder was auch immer) nichts Einfaches, es ist ein intelligenter Verbraucher, der die Strommenge abhängig vom Zustand des Tablets, dem Ladezustand des internen Akkus usw. ändern kann. Wenn Sie also irgendwelche verwirrenden Beobachtungen aus diesem Setup haben , verwirren Sie sich nicht und ignorieren Sie völlig, was Sie gesehen haben.

Beobachten und Erkunden der Beziehung zwischen Strom und Potential mit einem USB-Multimeter
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v