Adaptadores DC: por que tão poucos amplificadores?

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?

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?

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.

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.

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.

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.

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 adaptador

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

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 :)

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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