Adaptadores DC: por que tão poucos amplificadores?

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Se eu tiver um dispositivo que consome 5 amperes a 12 volts, posso usar qualquer adaptador DC de 12 volts que possa fornecer pelo menos 5 amperes.

Por que nem todos os adaptadores DC têm capacidade para fornecer cargas de amplificadores !? Se todos os adaptadores CC fornecessem, por exemplo, 1000 amperes, precisaríamos apenas nos preocupar com o valor da tensão.

Muitos amplificadores tornam os adaptadores DC volumosos, ineficientes ou caros?

dc adapter amperage Rico
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Não existe almoço grátis.
Whatsisname 27/08/14
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Por que um motor de 500 HP custa mais e pesa mais que um motor de 50 HP?
precisa saber é o seguinte
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Obrigado a todos por suas respostas! Eu votaria em todos vocês se tivesse reputação ... Também me perguntei se era uma coisa de segurança? restringir a corrente se houver um curto-circuito ou algo assim. Mas não acho que isso esteja correto ...?
Rich
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@ Rich, a segurança definitivamente entra em jogo. Se você desenhar um arco em 12V1000A (é fácil desenhar um arco em 12V), esse arco pode ser potencialmente muito maior que um arco de soldagem - não tanto como risco direto de vida, mas certamente risco de incêndio. Mesmo se nada mais, isso derreteria seus cabos em uma poça de metal fundido.
precisa saber é o seguinte
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Mas gosto de carregar minha fonte de alimentação de 21 kg para carregar meu telefone!
precisa saber é

Respostas:

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Os componentes que compõem os adaptadores DC (indutores, transistores, capacitores, diodos, ect) são todos classificados para uma certa corrente e / ou dissipação de energia. Os componentes que podem lidar com 1000A vs. os componentes que podem lidar com 5A têm ordens de grandeza distintas em custo, tamanho e disponibilidade.

Por exemplo, vejamos um indutor que poderia ser usado em uma fonte de 1000A versus uma fonte de 5A.

Preço: um indutor que pode fazer 5A é de US $ 0,17 no digikey, um indutor que pode fazer 200A é de US $ 400.

Tamanho: O indutor 5A é 5mmx5mm e o indutor 200A é 190mmx190mm.

Disponibilidade: A Digikey estoca bem mais de 5.000 indutores diferentes que podem suportar 5A. Não tinha nada classificado para mais de 200A. Ele armazena apenas 7 que podem fazer mais do que 100A.

Agora repita esse experimento para todos os componentes encontrados em um adaptador de parede comum e você chegará rapidamente à resposta da sua pergunta.

Para resumir: Se você tivesse dois dispositivos que precisavam de 5A e 6A, respectivamente, você prefere comprar algo que custa na faixa de milhares de dólares e é maior que sua banheira para poder usá-lo em ambos, ou você prefere comprar dois adaptadores de tamanho de palma por US $ 30?

ACD
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A 5kVA transformador está na faixa 500-1000 $
Vladimir Cravero
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O adaptador de parede comum ao qual você vinculou parece ser uma fonte de alimentação linear. As fontes de alimentação de modo comutado (basicamente todos os adaptadores de parede modernos) são ainda mais complicadas.
Ntskrnl
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@ntoskrnl, você está certo! Eu editei o link para mostrar um que faz. Eu acho que valeu a pena porque usei um indutor no meu exemplo e esse não tinha o indutor!
ACD
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@ ACD Não tenho tanta certeza se você deve usar 2 PSUs de tamanho de palma para fornecer 5A. Empurrando 5A em um circuito com uma fonte de alimentação avaliado para menos da metade do que é, certamente, vai danificá-lo (experiência pessoal: P)
shortstheory
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@shortstheory Não foi isso que eu quis dizer, mas foi confuso, então eu esclareço o resumo.
ACD
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Na verdade, existem vários motivos, incluindo tudo o que você mencionou:

Há apenas tanta corrente

Nos EUA, a tomada média é um circuito de 120V, 15A. Isso significa que ele pode fornecer no máximo 1800W (P = V * I) (ou seja, a energia é igual a tensão vezes a corrente). Para um circuito de 12v, isso significa que há apenas 150A disponível (1800W / 5v = 150A). Para obter um circuito de 12V, 1000A, você precisaria de um mínimo de 100A fornecido na tomada - muito mais do que ele poderia fornecer. Obviamente, um circuito 5A ou 10A caberia bem na capacidade de energia de uma tomada padrão.

A transmissão de energia é ineficiente

Mesmo que a energia estivesse disponível, todos os componentes, inclusive os fios, possuem alguma resistência. Quanto mais resistência, menor a eficiência do circuito. Isso significa que, se você quiser usar uma certa quantidade de energia (por exemplo, para carregar um telefone celular), precisará extrair mais energia do que realmente precisava. Se um circuito é 80% eficiente - o que é realmente bom - na verdade, para fornecer 1000A, seria necessário puxar 1250A (1000 / 0,80 = 1250). Mesmo com 95% de eficiência, seria necessário extrair um 53A extra. Pior ainda, a eficiência nominal só se aplica quando o dispositivo está puxando a energia perto do máximo. Se o seu adaptador puder fornecer 1000A, mas você estiver usando apenas 5A, a eficiência nessa potência poderá ser menor que 1%, o que significa que o dispositivo está usando 5A, mas o próprio adaptador está usando 10A internamente apenas para continuar trabalhando.

Energia desperdiçada é calor

A energia desperdiçada nesse circuito seria quase inteiramente perdida como calor. Isso significa que, para o nosso carregador 80% eficiente, se estiver carregando na corrente máxima, a corrente perdida (250A) estará aquecendo o ar (e os componentes) ao seu redor. Isso é aproximadamente o mesmo que um queimador em um fogão elétrico com potência máxima - muito calor. Os adaptadores de plástico de hoje não durariam um minuto!

Tamanho importa

Esse link (role para baixo até a tabela) mostra que um fio de bitola 12 (a fiação usual em residências) pode transmitir cerca de 41A (usando a coluna "Amperes máximos para fiação do chassi"). O fio 12 AWG tem cerca de 2 mm de diâmetro. 6 O AGW pode transmitir mais de 100A, mas tem mais de 4mm de espessura. O fio mais grosso do gráfico, OOOO, tem quase meia polegada de espessura (11,7 mm), mas ainda pode suportar apenas 380A. Para 1000A, você precisaria de um fio muito mais grosso - como você pode imaginar, que não seria muito bem conectado a um telefone!

Menos é mais

Geralmente, os dispositivos e seus adaptadores são correspondidos de propósito. O adaptador foi "sintonizado" para funcionar com uma faixa de corrente específica e usá-lo em uma corrente muito menor do que a que foi projetada pode torná-lo muito menos eficiente ou até danificar o adaptador ao longo do tempo.

A corrente é perigosa

Embora uma fonte de corrente alta não signifique necessariamente que todo amplificador flua através da linha, há casos em que até a possibilidade de fornecer altas correntes pode ser muito perigosa. A maioria dos adaptadores de tensão, com alta corrente ou não, usa algum tipo de indutor - ajuda a reduzir os "choques" ao converter de CA para CC. Uma maneira de pensar nos indutores é que eles acrescentam "inércia" à corrente, dificultando as mudanças rápidas. O adaptador pode funcionar perfeitamente com segurança em alta corrente enquanto estiver sendo usado corretamente, mas se o plugue for puxado repentinamente para fora do dispositivo, essa corrente de 1000 A continuará sendo 'empurrada' através do conector pelo indutor, causando perigo (embora seja curto). de alta corrente e alta tensão.

Mesmo sem indutância, se o adaptador fosse aquecido por água, metal ou outra substância de baixa resistência, a corrente resultante seria poderosa o suficiente para soldar, ferver ou queimar instantaneamente o que tocasse. Lamber a ponta desse fio pode muito bem te matar. Tornar um circuito de alta corrente seguro é muito mais difícil do que um circuito de baixa corrente e, portanto, muito mais caro.

ArmanX
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É seguro tocar em uma fonte de alimentação de 12V capaz de 1000A com a pele seca (você já experimentou uma bateria de carro?). Apenas não toque com a língua como faria com uma bateria de 9V. As fontes de tensão ao norte de 50… 100V ou mais são perigosas se forem capazes de algo além de alguns miliapés.
Ntskrnl
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Eu ia votar até chegar à sua seção de mortes atuais . Isso é simplesmente errado. 1 A é muito mais do que é necessário para matar ou queimar seriamente você (dependendo de onde no seu corpo a corrente flua). Se for seguro tocar em um suprimento de 12 V 1 A, também será de 12 V a mais de 1 A. Por favor conserte.
Olin Lathrop
Os pontos 2 e 3 referem-se a por que é difícil construir um suprimento de 1000A para fornecer 1000A e realmente não responde à pergunta. Usar um suprimento de 1000 A para uma carga de 5 A não desperdiçará uma tonelada de energia como calor ou será ineficiente para transmitir.
ACD
@ ACD: Claro que desperdiçaria uma tonelada de energia. As ineficiências geralmente têm um componente proporcional ao empate real, mais um componente proporcional ao empate máximo. Mesmo que a segunda seja uma fração menor, se você estiver com excesso de especificação em três ordens de magnitude, isso poderá facilmente se tornar dominante.
Ben Voigt
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@ACD: Sim, para a mesma carga, o componente superestimado será menos eficiente na maioria dos casos. Sem dizer que não há exceções, mas os componentes de alta potência são fisicamente maiores quase sem exceção, o que torna os parasitas maiores, levando ao aumento do desperdício. Por exemplo, os FETs de potência têm portas muito maiores, o que significa que a capacitância de entrada é maior. Outros componentes de energia possuem fios mais longos que os eletrônicos SMD de baixa potência, aumentando a indutância, mesmo que esses fios sejam mais espessos para manter a resistência baixa.
Ben Voigt
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Um adaptador de 12V que pode fornecer 1000A precisa estar conectado a pelo menos uma fonte de 120V 100A ou uma fonte de 240V 50A, em ambos os casos muito maior do que a sua tomada de parede pode fornecer.

TDHofstetter
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Se você pensar bem, as únicas fontes que fornecem 12V a 1000A de maneira confiável são os carros de áudio concorrentes. Para isso, é necessário um V8 inteiro e uma dúzia de alternadores, uma pequena tomada de parede insignificante (como você disse). +1
Bryan Boettcher
Ouvi idéias de onde o DC seria distribuído para vários dispositivos, como neste artigo . A idéia é encontrar um equilíbrio entre a corrente contínua do gerador e as verrugas da parede: distribua-a ao longo da CA em uma única casa ou em um pequeno número de edifícios relacionados, como em um campus universitário.
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@ Snowman, isso é uma ideia, mas é muito ruim. A Guerra das Correntes deveria ter nos ensinado isso ... mas talvez tenhamos esquecido nossa história de Edison / Tesla. Até a Volkswagen e seu famoso sistema elétrico de 6V deveriam ter sido uma boa lição, e uma mais recente também.
TDHofstetter
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Tudo isso. O exemplo mais simples é que o cabo precisa lidar com 5000 A. Será um cabo enorme . Não quero dizer tão grosso quanto seu braço ou perna, é pior do que isso.

MSalters
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Mesmo com cabos de fibra ótica super rápidos ?! Eu brinco, eu brinco. Obrigado!
Rich
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Assim como qualquer outra coisa, mais energia é maior, mais cara e os componentes mais caros de construir. Outro elemento de 12 V é a quantidade de ondulação (componente CA) do suprimento de corrente contínua. Portanto, como qualquer outra coisa, existem vários elementos que tornam a decisão e as opções de fonte de alimentação mais complexas.

Rich Pytelewski
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a resposta é muito simples, apenas o resistor interno do adaptador, eu lhe dou um circuito 1-aberto (sem corrente), apenas a voltahe do seu adaptadorinsira a descrição da imagem aqui

2-o caso 5A: teoricamente você obtém 5A se tiver uma carga de 2,4ohm I = V / RI = 12 / 2,4 = 5A com a minha simulação, obtive 4,998, que é próximo de 5A, mas a carga é o resistor interno que é 2,4 ohm insira a descrição da imagem aqui

3-o 1000A teoricamente você obtém 5A se você tiver uma carga de 0,012ohm I = V / RI = 12 / 0,012 = 1000A, que é o resistor interno para esse resistor interno, você deve ter um reator não adaptador :) insira a descrição da imagem aqui

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independentemente da polaridade do adaptador, a relação será a mesma lI l = lvl / R, por exemplo, se tivermos um transformador ((a maioria dos adaptadores possui um transformador interno)) do que com certeza temos uma corrente CA, isto é, a polaridade será alterada, mas a resistência interna será a mesma (sem alteração) e afetará a corrente. Se você quiser fazer uma pequena resistência interna, deverá ter um grande transformador com grande diâmetro em sua bobina para fazer uma resistência menor possível, portanto, quanto maior o transformador (adaptador), menor a resistência e o adaptador eficaz

Falo da resistência interna se for um adaptador dc (bateria de elemento eletroquímico), mas se for um ca (transformador e gerador) será a impedância

m salim
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Isso não responde à pergunta. Se fazer um suprimento de 12 V 1000-A é apenas uma questão de reduzir a resistência interna, por que não fazemos isso?
The Photon
@ ThePhoton - porque reduzir a resistência interna não é fácil nem gratuito. Mas conceitualmente, reduzir a impedância interna (em uma determinada carga) é essencialmente o que é feito para criar um projeto de corrente mais alto.
Chris Stratton
@ ChrisStratton, eu sei disso. Estou pedindo ao pôster que melhore a resposta incluindo essas informações.
The Photon
Isso dependeria dos detalhes internos do adaptador não especificado - apenas especulações são possíveis.
22430 Chris Stratton #
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@ ChrisStratton, acho que as outras respostas mostram que é possível dar uma resposta útil. Esta resposta não responde de maneira útil à pergunta que foi feita. Se você acha que sim, pode dar um +1. Enquanto isso, não sei por que você está me irritando por sugerir maneiras de m salim melhorar sua resposta.
The Photon