Können Spannungen unterschiedlich sein, wenn Watt gleich sind? Ändert DC vs. AC dies?

Nur um Ihre Wasseranalogie zu korrigieren:

Die Spannung ist der Wasserdruck, der Strom ist der Durchfluss. Die Multiplikation von Spannung und Strom ist die Leistung und es ist dasselbe mit Wasser, das Produkt aus Durchfluss und Druck ist die hydraulische Leistung:

Wenn Sie eine Pumpe in einem Wasserbecken laufen lassen, das nur umwälzt, haben Sie Durchfluss (Strom), aber keinen Druck (Spannung) und keinen Strom. Es verrichtet keine sinnvolle Arbeit.

Wenn Sie eine Pumpe mit einem geschlossenen Ventil an ihrem Auslass laufen haben, ist hinter dem Ventil Druck (Spannung), aber kein Durchfluss (Strom) und keine Leistung. Wieder keine sinnvolle Arbeit.

Nur wenn Sie gegen einen Druck fließen, wird nützliche Arbeit geleistet. Wie wenn Sie Wasser in einen hoch montierten Tank pumpen, nein so hoch, dass die Pumpe es nicht schafft!

Um elektrisch ein klares Bild zu bekommen: Eine 1,5-V-Trockenbatterie, die auf dem Schreibtisch sitzt, hat eine Spannung zwischen ihren Anschlüssen, aber keinen Stromfluss, da es keinen Stromkreis gibt, in den der Strom fließen kann. Es gibt keinen Strom - keine Wärme oder so etwas. Leistung = 1,5 x 0 = 0.

Schließen Sie eine 0,5 W 1,5 V 0,33 A Glühbirne an und Strom fließt und es gibt Strom! Da der Draht in der Kugel die richtige Größe hat, um 0,33 A bei 1,5 V zu führen, beträgt die Leistung 1,5 x 0,33 = 0,5 W und gibt Licht (und Wärme) von insgesamt 0,5 W ab.

Die Wasserströmungsanalogie kann sogar für Wechselstrom verwendet werden, aber das ist eine andere Geschichte ...

Bei der Wattzahl geht es nur um den Stromverbrauch; es ist das Produkt aus Spannung und Stromstärke. Du kannst nicht einfach die Wattzahl einstellen.

Nun, das Verständnis des Ohmschen Gesetzes ist ein guter Anfang. Es wird normalerweise geschrieben als:

V = IR

V = Spannung I = Strom R = Widerstand

Wenn Sie zum Beispiel eine Heizung haben, die dafür ausgelegt ist, 5 Ampere Strom bei 120 Volt zu ziehen, wenn Sie sie an 240 anschließen, zieht sie jetzt 10 Ampere Strom. Das wird sehr wahrscheinlich ausbrennen. Dies gilt definitiv für Ihr MacBook; Wenn Sie ihm eine zu hohe Spannung senden, brennen Sie ihn aus.

Das Ohmsche Gesetz funktioniert korrekt mit Widerständen, ist aber nicht ganz genau, wenn es um Motoren oder Netzteile für die Elektronik geht.

Für Ihr Projekt werden Sie wahrscheinlich keinen 15-VAC-Wechselrichter finden. Sie haben die Wahl, von 12 VDC auf 120 VAC zu wechseln und dann ein Standardnetzteil zu verwenden, um die 15 VAC zu erreichen, die Ihr MacBook benötigt. Oder Sie könnten einen sogenannten „Aufwärtswandler“ erhalten, der direkt von 12 VDC auf 15 VDC wechseln kann. Das wäre effizienter, aber weniger flexibel, da es nur den Laptop mit Strom versorgen könnte.

Zunächst drei Definitionen:

• Der Strom (gemessen in Ampere oder Ampere) ist ein Maß dafür, wie viel Ladung sich durch einen Draht bewegt.
• Die Spannung (gemessen in Volt) ist ein Maß für das Potential in einem Draht (Analogie zum Druck im Wasser).
• Die Leistung (gemessen in Watt) ist ein Maß dafür, wie viel Energie sich durch einen Draht bewegt

(Beachten Sie, dass$1\text{ Watt} = 1\text{ Volt}\times 1\text{ Amp}$)

Zweitens, der Unterschied zwischen AC- und DC-Strom:

• Gleichstrom ist ein stetiger Fluss, wie ein Fluss. Dies ist die Art von Strom, die Batterien erzeugen.
• Wechselstrom schwappt mit einer bestimmten Frequenz hin und her und lässt sich technisch bedingt leichter in Hochspannung umwandeln. Es ist die Art von Elektrizität, die im Stromnetz verwendet wird.

Beachten Sie, dass die AC/AC-Wandlung (bei gleicher Frequenz) zwar sehr einfach ist, die AC/DC-Wandlung jedoch etwas schwieriger, die DC/DC-Wandlung ziemlich schwierig und eine gute DC/AC-Wandlung sehr schwierig ist.

Jetzt denke ich, dass ein funktionierendes Beispiel Ihre Frage etwas klarer machen könnte.

Mein Laptop verbraucht bis zu$2.1\text{ A}$Strom bei$19\text{ V}$, oder$2.1\text{ A}\times 19\text{ V}=40\text{ W}$der Macht. Das AC-Ladegerät muss dann mindestens umwandeln$40\text{ W}$der Macht. Bei der Netzspannung von$115\text{ V}$, die Menge an Strom, die es verbraucht, ist mindestens$40\text{ W}/115\text{ V}=0.35\text{ A}$.

In der Praxis wird es etwas mehr verbrauchen als der Laptop, da beim Konvertierungsprozess etwas Strom verloren geht. (Geht als Wärme verloren, weshalb der Power Brick warm wird.)

Der Grund, warum wir uns um die unterschiedlichen Spannungen und Ströme kümmern, ist die Bequemlichkeit. Mehr Strom erfordert einen größeren Draht (Rohr), um damit umzugehen. Andererseits kann Hochspannung (Druck) gefährlich sein, da eine stärkere Isolierung (dickere Rohrwand) erforderlich ist, um die Bildung von Lichtbögen (Funken) zu verhindern.

Sie müssen auch sicherstellen, dass Spannung und Stromstärke von Quelle und Gerät übereinstimmen. Ein Gerät, das eine höhere Spannung erwartet, läuft möglicherweise nicht oder, schlimmer noch, falsch und wird beschädigt (denken Sie daran, was passiert, wenn Sie den Öldruck in Ihrem Auto verlieren). Ein Gerät, das eine niedrigere Spannung erwartet, kann durch eine Hochspannungsquelle überlastet werden.

Also, wenn Ihr Laptop erwartet$15\text{ V}$DC, dann solltest du darauf achten, es mit zu versehen$15\text{ V}$Gleichstrom. Solange Sie die richtige Spannung und genug Strom haben, ist alles in Ordnung.

Wenn Sie Ihren Laptop jetzt nur über die Autobatterie mit Strom versorgen, ist es viel effizienter, einen DC/DC-Wandler zu verwenden, der für diese Aufgabe entwickelt wurde. Wenn Sie jedoch andere Haushaltsgeräte über Ihre Batterie mit Strom versorgen, sollten Sie sich einen DC/AC-Wandler (sogenannter Wechselrichter) besorgen. Erinnern Sie sich, als ich sagte, dass die DC/AC-Wandlung schwierig ist? Ein guter Wechselrichter, der eine gute Stromqualität liefert, wird wahrscheinlich teuer sein, aber der Kauf eines billig hergestellten kann Ihre Geräte beschädigen.