Lasten mit konstantem Strom, konstanter Leistung und konstanter Impedanz

Ich habe nach Informationen zu Lasten mit konstanter Leistung, konstantem Strom und konstanter Impedanz / Widerstand gesucht. Es gibt einige Informationen zu den Lasten mit konstantem Strom, aber nur sehr wenige, die konstante Leistung und konstante Impedanz wirklich erklären.

Bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege, da ich versuchen möchte, zu definieren, was ich zu diesem Thema verstehe:

  • Eine Konstantstromlast ist diejenige, die ihren Innenwiderstand variiert, um einen konstanten Strom zu erreichen, unabhängig von der Spannung, die ihr zugeführt wird (innerhalb eines gewissen Maßes), und daher wird die Leistung variieren.

  • Unter der Annahme einer konstanten Stromlast variiert auch der Widerstand, sodass die Leistung (oder das Produkt aus Spannung und Strom) immer gleich ist, unabhängig von der Spannung oder dem Strom, die gezogen werden.

Und was ist mit Lasten mit konstanter Impedanz / Widerstand? Bedeutet dies, dass sowohl Spannung als auch Strom variieren und daher auch die Leistung variiert? aber die Impedanz oder der Widerstand bleiben gleich?

Und wenn wir von Wechselstrom sprechen, gehe ich davon aus, dass dies auch für alle Frequenzen in einem bestimmten Bereich gilt.

Nun, in einem konventionelleren Szenario, wenn wir über normale tägliche Lasten sprechen, sagen wir ein Netzteil in einem Computer, das das Motherboard und die Peripheriegeräte speist, oder ein lineares Netzteil in einer Stereoanlage, das die internen Komponenten speist. Sprechen wir über unterschiedliche Strom-, Leistungs- und Impedanzlasten?

Wie kann festgestellt werden, ob eine Last konstanter Strom, Leistung oder Impedanz ist?

Danke sehr!

Antworten (2)

Eine konstante Leistungslast ändert ihre Impedanz bei Änderung der Eingangsspannung, um die Leistung konstant zu halten. Eine Last mit konstanter Impedanz ist einfach eine Last, die eine unveränderliche Impedanz aufweist, wie ein Widerstand. Ein L-Pad wird verwendet, um den Lautsprecherausgangspegel zu ändern, während eine konstante Impedanzlast für den Verstärker aufrechterhalten wird.

Ein gutes Beispiel für eine Last mit konstanter Leistung ist ein Schaltregler. Da dies seine Leistung in seiner Last aufrechterhalten muss, muss es die gleiche Leistung aus seiner Quelle ziehen, selbst wenn die Quelle die Spannung ändert.
Dies ist auch ein Beispiel für eine negative Impedanz, denn um die Ausgangsleistung aufrechtzuerhalten , muss der Strom ansteigen , wenn die Spannung in abfällt (im Gegensatz zu einem Standardwiderstand, bei dem Strom und Spannung miteinander ansteigen / abfallen).

Hier ist eine Beispielschaltung, die aus einem LT1377-Boost-Schaltregler besteht:

Konstante Leistungslast

Hier ist die Simulation:

Konstante Leistungssimulation

Die Eingangsspannung V(in) (blaue Kurve) beginnt bei 4 V und steigt allmählich auf 10 V an. Wir können sehen, dass die Leistung (rote Kurve) bei einer Änderung von 6 V am Eingang konstant bei ~ 1 W bleibt (es ist nicht perfekt, da es das "echte Leben" darstellen soll und nicht 100 % effizient, aber es ist ziemlich nah).
Wir können auch sehen die dynamische negative Widerstandskennlinie (grüne Kurve), die durch den Abfall des Eingangsstroms bei steigender Spannung entsteht. Tt fällt von ~300mA auf ~120mA über den Spannungsanstieg von 4V auf 10V - nicht durch das Minuszeichen verwirren lassen, das ist nur die Messrichtung in LTSpice.
Die dynamische Widerstandssteigung kann grob berechnet werden durch (4V - 10V) / (300mA - 120mA) = -33,3Ω. Anders betrachtet, 6V / -33,3Ω = -180mA.

Vielen Dank für diese Antwort, es war wirklich illustrativ. Ich habe jedoch nur eine Frage, wenn wir über negative Impedanzen sprechen, kann ich die Tatsache verstehen, dass der Strom ansteigt, wenn die Spannung abfällt, aber wie ist das genau, bedeutet dies tatsächlich, dass die Impedanz abnimmt, um einen größeren Stromfluss zu ermöglichen? Strom, also als negativ angesehen (weil die Impedanz abgenommen hat)?
@JoeM - siehe Bearbeiten, ich meinte, dass die Spur die aktuelle ist, die sie jetzt ist (sorry). Eine negative Impedanz hat die entgegengesetzte Steigung zu einer positiven, sodass wir die (dynamische, dh bei Änderung) Impedanz messen können, indem wir die Differenz zweier Punkte auf der Steigung nehmen. Lesen Sie das Wiki und schauen Sie sich NICs (Negative Impedance Converters) an.
Nochmals vielen Dank Oli, ich versuche immer noch, meinen Kopf um den von Ihnen bereitgestellten Wiki-Link zu wickeln. Aber ich glaube, ich bekomme die Idee von negativen Impedanzen. Ein Wandler mit negativer Impedanz sieht ziemlich aus wie ein nicht invertierender Verstärker, aber mit einem zusätzlichen Rückkopplungswiderstand.
Ja, bei der NIC fließt der Strom tatsächlich auch in die entgegengesetzte Richtung (fließt von "Last" zur Quelle), es handelt sich also um einen statischen negativen Widerstand (z. B. können Sie an einem Punkt messen und einen negativen Wert erhalten). Der Schaltreglereingang hat die negative Widerstandssteigung, aber der Strom ist positiv (z. B. fließt von Quelle zu Last) Ein echter negativer Widerstand impliziert eine Energiequelle. Versuchen Sie, ein paar Komponenten-IV-Kurven in das Diagramm im Link zu zeichnen.
..und vergleichen Sie mit den negativen Versionen (entgegengesetzte Steigung und bei echtem negativem Widerstand im entgegengesetzten Quadranten)

Sie haben Recht, was Konstantstrom-, Leistungs- und Impedanzlasten sind. Die meisten Ladungen sind jedoch nicht so schön und vorhersehbar. Einige Lasten mögen hauptsächlich resistiv aussehen, wie Heizelemente, aber viele Lasten haben alle möglichen verrückten Eigenschaften oder variieren dynamisch. Zum Beispiel sieht der Eingang von Schaltnetzteilen weitgehend wie negative Widerstände aus, da es sich meist um konstante Leistung handelt. Manchmal ist die Stromversorgungsschaltung speziell dafür ausgelegt, dem Eingang ein bestimmtes Lastprofil zu präsentieren. Ein gutes Beispiel dafür ist eine AC/DC-Stromversorgung mit Leistungsfaktorkorrektur .

Um die Eigenschaften einer unbekannten Last zu bestimmen, muss man sie messen. Denken Sie jedoch daran, dass viele Lasten nicht in eine nette Kategorie wie Konstantstrom, Leistung oder Widerstand fallen. Denken Sie zum Beispiel an einen Mikrocontroller. Seine Eigenschaften können sich dramatisch und schnell ändern, je nachdem, was er im Inneren tut und wie er Ausgangspins ansteuert.

Also im Grunde könnten die meisten Lasten variieren?, Das heißt, wird manchmal eine Kombination aus konstantem Strom, Leistung und Impedanz sein?
@JoeM: Oder genauer gesagt keiner der Sonderfälle. Konstante xxx-Lasten sind nützlich für mathematische Analysen, kommen aber in der realen Welt nicht oft vor. Ein Widerstand ist eine gute konstante Widerstandslast, aber das nützt nicht viel, außer als Heizung. Die Eingangsleistung für Umschalter ist in der Regel eine konstante Leistung, aber es gibt erhebliche Abweichungen davon, normalerweise über den Volllastbereich. Konstantstrom ist ziemlich selten, außer wenn etwas absichtlich dafür ausgelegt ist.
Lasten mit konstantem Strom, konstanter Leistung und konstanter Impedanz
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 9v