Lampenspezifikationen

Also, wenn eine Lampe eine Spezifikation von hat$24\text{ V}$,$5.0\text{ W}$, bedeutet es, dass es mindestens erfordert$5.0\text{ W}$arbeiten? Kann es noch mehr Strom verbrauchen? Oder würde es dann scheitern?

Das bedeutet: Wenn Sie eine solche Lampe an eine Spannung von anschließen$24\text{ V}$, dann wird es verbraucht$5.0\text{ W}$und glänzen wie angegeben. Wenn Sie es an eine höhere Spannung anschließen, verbraucht es mehr Strom und leuchtet heller. Aber es wird wahrscheinlich bald durchbrennen.

Bei Anschluss an die empfohlene Spannung$U=24\text{ V}$, dann zieht diese Lampe einen Strom von$I=\frac{P}{U}=\frac{5.0\text{ W}}{24\text{ V}}=0.208\text{ A}$.

Wenn zum Beispiel ein Netzteil Strom hat$8.0\text{ A}$und Potentialdifferenz von$24\text{ V}$, ...

Dies bedeutet, dass das Netzteil in der Lage ist , einen maximalen Strom von zu liefern$8.0\text{ A}$. Das bedeutet nicht , dass es immer einen Strom von liefern wird$8.0\text{ A}$unabhängig davon, welche Verbraucher daran angeschlossen sind. Wenn Sie nur kleine Verbraucher (oder gar keine Verbraucher) an das Netzteil anschließen, dann liefert es einen geringeren Strom (oder gar keinen Strom).

Aber wenn wir hätten$30$Lampen zum Beispiel würde jede Lampe erhalten$6.4\text{ W}$?

Nein. Wenn Sie eine Verbindung herstellen$30$Lampen parallel zu den$24\text{ V}$Stromversorgung, dann zieht jede Lampe noch einen Strom von$0.208\text{ A}$(wie oben berechnet) und eine Leistung von verbrauchen$5.0\text{ W}$. Alle$30$Lampen ziehen zusammen einen Gesamtstrom von$I = 30\cdot 0.208\text{ A}=6.25\text{ A}$und verbrauchen eine Gesamtleistung von$P=30\cdot 5.0\text{ W}=150\text{ W}$.

Eine Aussage wie diese, ein Netzteil hat einen Strom von 8,0 A und eine Potentialdifferenz von 24 V , würde normalerweise bedeuten, dass es sich um eine (annähernd konstante) Spannungsquelle mit einer Potentialdifferenz über dem Ausgangsanschluss von 24 V und einer maximalen Versorgungskapazität handelt von 8A.
Dies bedeutet, dass alles, was über die Klemmen angeschlossen ist, 24 V hat und ein Strom durch ihn fließt, der durch seinen Widerstand bestimmt wird.

Wenn also die Glühbirne einen Arbeitswiderstand von 24 hat$\Omega$ein Strom von 1A würde durch ihn fließen.
Das parallele Anschließen von 2 solcher Lampen würde bedeuten, dass durch jede Lampe 1 A fließt, an der Spannungsquelle 2 A liefern würde.
Die maximale Anzahl an Lampen, die angeschlossen werden können und ordnungsgemäß funktionieren, beträgt acht.

Ihre 24-V-, 5,0-W-Glühlampe mit 24 V würde einen Strom von 5/24 ziehen$\approx$0,2 A von einer 24-V-Versorgung.

Der Spannungsausgang eines Netzteils ist also festgelegt und der angegebene Strom ist der maximale Strom, den das Netzteil liefern könnte , wenn es erforderlich wäre.

Aber wenn wir zum Beispiel 30 Lampen hätten, würde jede Lampe 6,4 W erhalten?
Nein, jede Glühbirne würde 2 A ziehen und der Gesamtstrom, der aus der Versorgung gezogen wird, wäre 30$\times$0,2$\approx$6A.

Wenn Sie die Lampen mit einer höheren Wattzahl betreiben und damit ihre Lebensdauer verkürzen möchten, müssen Sie eine größere Spannung an sie anlegen.

Lampen haben einen mehr oder weniger konstanten Widerstand. Sie können seinen (Nenn-)Widerstand aus seiner Spannung und Nennleistung als berechnen$R_\star = U_\star^2/P_\star$. Beachten Sie, dass ich Tiefstellung verwende$\star$Nennwerte (Nominalwerte) anzugeben, die nicht unbedingt den tatsächlichen Werten entsprechen, für die ich den Index verwende$o$. Den Widerstand können Sie getrost annehmen$R_\star$ist konstant.

Wenn Sie die Lampe an eine Konstantspannungsquelle anschließen $U_o$, wird der Betriebsstrom durch die Lampe sein$I_o = U_o/R_\star$und die Betriebsleistung ist$P_o = U_o I_o = U_o^2/R_\star^2$. Beachten Sie, dass Konstantspannungsquellen einen maximalen Nennstrom haben, was bedeutet, dass sie die erforderliche Spannung erzeugen, solange der erforderliche Strom kleiner als der maximale Strom ist. Wenn mehr Strom angefordert wird, wird die Spannung so gesenkt, dass der Betriebsstrom den maximalen Nennstrom nicht überschreitet.

Die (tatsächliche) Betriebsleistung$P_o$ist nicht gleich Nennleistung$P_\star$, hängt aber von der Betriebsspannung und dem Strom ab. Elektrische Energie wird in einer Lampe in Licht und Wärme umgewandelt, und mehr elektrische Energie bedeutet mehr Licht und Wärme. Die Nennleistung gibt an, wie hoch die Betriebsleistung ist, wenn Sie die Lampe an der Nennspannung anschließen.

Kann es noch mehr Strom verbrauchen? Oder würde es dann scheitern?

Die Lampe könnte mehr elektrische Energie verbrauchen, aber das impliziert mehr Wärme und die Lampe stirbt viel früher ab, als wenn sie mit Nennleistung oder niedriger Nennleistung betrieben wird.

Aber wenn wir zum Beispiel 30 Lampen hätten, würde jede Lampe 6,4 W erhalten?

Um diese Frage zu beantworten, zeichnen Sie einfach eine Schaltung mit Widerständen und berechnen Sie dann die Betriebsleistung. A$24 \text{ V}$,$5 \text{ W}$Lampe hat einen Nennwiderstand von$R_\star = 115.2 \text{ }\Omega$. Lassen Sie uns zwei Beispiele diskutieren:$N = 30$Und$N = 60$Lampen parallel geschaltet$U_s = 24 \text{ V}$Und$I_\text{max} = 8 \text{ A}$Konstantspannungsquelle.

Beispiel 1: 30 Lampen parallel

Der Gesamtwiderstand ist$R_\text{tot} = R_\star/N = 3.84 \text{ }\Omega$und der angeforderte Strom ist$U_s / R_\text{tot} = 6.25 \text{ A}$. Da der angeforderte Strom kleiner als der maximale Strom ist, d.h$6.25 \text{ A} < 8 \text{ A}$, Betriebsspannung und Strom an den Versorgungsklemmen ist$U_o = 24 \text{ V}$Und$I_o = 6.25 \text{ A}$und die Gesamtleistung ist$P_o = U_o I_o = 150 \text{ W}$. Die Gesamtleistung teilt sich auf$N = 30$gleich Verzweigungen, was bedeutet, dass jede Verzweigung erhält$5 \text{ W}$. Dies ist wie erwartet, da jede Lampe angeschlossen ist$24 \text{ V}$und die Stromversorgung innerhalb ihrer Grenzen arbeitet.

Beispiel 2: 60 Lampen parallel

Der Gesamtwiderstand ist$1.92 \text{ }\Omega$und der erforderliche Strom ist$12.5 \text{ A}$. Da die Stromversorgung nicht mehr als erzeugen kann$8 \text{ A}$es wird bei maximalem Strom gesättigt$I_o = 8 \text{ A}$und seine Ausgangsspannung fällt auf$U_o = I_\text{max} R_\text{tot} = 15.36 \text{ V}$. Die Gesamtausgangsleistung ist jetzt$P_o = 122.88 \text{ W}$und jede Lampe empfängt nur$2.048 \text{ W}$. Die Betriebsleistung für jede Lampe ist aufgrund der Stromversorgungsbeschränkungen niedriger als die Nennleistung.