Bien qu'il n'y ait aucune raison pour que vous ne puissiez pas concevoir l'électronique avec des sources de courant constantes, il y a quelques bonnes raisons pour lesquelles nous ne le faisons pas.Les batteries et l'alimentation secteur sont fournies plus comme sources de tension constante que comme sources de courant constant, il est donc tout simplement plus pratique d'utiliser ce que nous avons.L'autre raison est qu'une source de courant constant brûle toujours de l'énergie.Pour éteindre un appareil, vous devez court-circuiter l'alimentation.Puisque la plupart des fils ont une résistance, vous gaspillez constamment de l'énergie.

La plupart des sources d'alimentation sont à tension constante et non à courant constant. Si vous prenez les deux principales sources d'énergie électrique, qui sont les batteries et les générateurs rotatifs (quelle que soit leur taille), le point commun est que leur tension est fixée théoriquement à une certaine valeur et peut être contrôlée. Par exemple, une pile sèche AA standard a une tension de 1,5 V, qu'elle produira toujours plus ou moins (sans tenir compte des erreurs réelles). La chimie interne de la plupart des batteries relie les réactions chimiques internes à la tension de sortie de la batterie. De même, le générateur, pour une intensité de champ magnétique donnée (appelée excitation) et une vitesse donnée, produira une tension fixe à ses bornes (encore une fois, seulement approximativement en raison de la vie réelle).

Dans presque tous les appareils consommateurs d'électricité, dans presque la plupart des cas, une tension est la cause et le courant est l'effet. Ce n'est que lorsque vous appliquez une tension à un appareil que le courant peut commencer à le traverser (malgré la résistance des supraconducteurs). Même les appareils à courant constant surveillent le courant et régulent la tension en fonction de la charge. Vous n'entendez jamais parler d'une batterie de lampe de poche 3 V surveillant la tension à ses bornes. Cela est dû à la physique de base, dans laquelle le changement du mouvement des électrons (c'est-à-dire du courant) est possible lorsqu'un champ électrique (c'est-à-dire une tension) est appliqué.

La méthode de la tension constante fournit la clé de la conception de la ligne de charge des amplificateurs. Compte tenu du grand besoin d'amplificateurs, de la capacité à fournir un gain stable pour augmenter la force du signal de la phoneline longue distance, de la nécessité d'un fonctionnement à faible distorsion des tubes à vide dans ces circuits phoneline, nous pouvons nous sentir entravés par les succès des BellLabs.Mais alors Bell a fourni le transistor.Voici une ligne de charge.

De tels systèmes sont utilisés dans les applications d'éclairage LED (les LED se comportent exactement comme votre question le suggère nativement), et ils étaient également très pertinents au cours des dernières décennies de la technologie des tubes à vide largement répandue (années 50, 60, 70) - séries 300 mA et 150 mALes conceptions de chauffage (qui, cependant, étaient généralement réglées manuellement avec des résistances au lieu d'utiliser une source de courant régulée appropriée) étaient très courantes dans les équipements grand public.

Vous pensez que la tension et le courant sont plus étroitement liés qu'ils ne le sont en réalité. La tension est un potentiel «statique». Le courant, d'autre part, est le mouvement des charges dû à l'effet d'une tension. Pour une charge donnée dans un circuit, ils sont liés par la loi d'Ohm, mais ce sont des entités physiquement différentes.

Une tension peut exister, et existe, lorsqu'il n'y a pas de courant. Cependant, à part le zéro absolu, un courant ne peut exister sans tension.

Autrement dit, la tension est l'objet principal, le courant est le secondaire.

Certains circuits SONT conçus pour être alimentés par une source de courant constant. De nombreux transducteurs tels que les moteurs et les LED sont entraînés de cette manière car leurs caractéristiques de conversion d'énergie dépendent du courant et non de la tension. Cependant, il est important de noter que les sources de courant constant sont contrôlées par des effets de tension.

Cependant, la plupart des composants électriques ont des caractéristiques qui sont fondamentalement affectées par la tension, en particulier les condensateurs et la conductance des semi-conducteurs. En tant que tel, il est beaucoup plus facile de mettre en œuvre des circuits complexes en utilisant une alimentation à tension constante et de permettre au courant consommé de varier comme il le peut.

Si vous essayiez de construire le même type de circuit en utilisant une alimentation à courant constant, lorsqu'une partie du système demande plus de puissance, sa résistance chute, la tension devrait chuter à l'échelle du système pour maintenir la même sortie de courant de le régulateur. Cela modifierait les références de tous les circuits restants et affecterait le comportement des capacités et des semi-conducteurs. S'il tombe trop bas, certains semi-conducteurs cesseront de fonctionner.

En tant que tel, votre source de courant constant devrait être conçue pour être au moins votre charge système maximale.

Maintenant, vous avez le problème inverse. Si cette charge tombait à un niveau beaucoup plus bas parce que vous aviez désactivé quelque chose, la résistance de votre circuit serait beaucoup plus grande et la tension de votre système devrait donc augmenter jusqu'à une valeur beaucoup plus grande. Tous vos composants devraient être conçus pour faire face à ces tensions plus importantes. S'il monte trop haut, vos semi-conducteurs peuvent à nouveau cesser de fonctionner.

De plus, si vous aviez une source de courant constant idéale, lorsque votre charge s'approche d'une résistance très élevée, la tension commence à se rapprocher à l'infini. À quel point la physique prend le dessus, les isolateurs échouent et tout s'autodétruit. En réalité, ce qui se passerait réellement serait que le régulateur ne serait plus en mesure de fournir le courant car il ne dispose pas de la tension à laquelle tirer pour alimenter la sortie aussi haut.

L'alternative à cela serait de ne pas allumer et éteindre les choses mais de les rediriger ailleurs, ce qui, en plus d'être un gaspillage d'énergie, est également extrêmement difficile à faire tout en maintenant un courant total constant. De plus, chaque petite porte logique et chaque petit amplificateur auraient besoin de faire la même chose.

Dans un système à tension constante, chaque circuit qu'il contient est, pour la plupart, immunisé contre ce que font les autres parties du système. Si un circuit sur le côté droit de la carte tire soudainement plus de courant et que le régulateur peut le fournir, et que la carte est conçue correctement, le circuit sur le côté gauche l'ignore parfaitement. (Enfin presque.)

En fin de compte, dans presque tous les cas, la tension, en tant que moteur principal, est ce qui a le plus de sens à réguler et qui est beaucoup plus facile à contrôler.

Imaginons deux prises sur une prise domestique commune, alimentées par une source de courant constant quelque part plus haut sur la ligne, supposons que c'est une source de courant constant de 10A. Lorsqu'elle n'est pas utilisée, la prise doit être court-circuitée de sorte que la tension soit nulle (supposons des fils idéaux pour l'instant). Lorsque vous branchez quelque chose dans une prise, vous devez maintenant le décompresser et permettre à la tension d'augmenter - supposons que vous ayez une ampoule 10V 10A -> 100W branchée, et le fait de la brancher déplace le court-circuit système hors de la prise. Maintenant, que se passe-t-il lorsque vous branchez une deuxième ampoule de 100W (10A, 10V) - l'ampoule doit maintenant fonctionner à 5A 20V - elle doit réduire sa propre résistance - et l'autre aussi - mais de combien? eh bien cela dépend de l'autre appareil qui a été branché - les deux ont essentiellement besoin de se stabiliser, ce qui, bien que possible, est un système très compliqué pour un appareil aussi basique qu'une ampoule, sans parler de la prise spéciale qui serait nécessaire pour fermer lorsque tous les appareils sont supprimés. Ce type de système d'équilibrage courant-tension devrait être fait pour chaque séparateur, ce qui conduit à des systèmes compliqués qui doivent s'équilibrer.

Maintenant, j'ignorais la résistance des fils, mais ramenons-la - vous exécuterez toujours vos fils à leur maximum (puisque les fils sont évalués par les amplis qui les traversent pour la plupart) - ce n'est pas idéal, car utiliser quelque chose à 24x7 à son maximum n'est généralement pas bon pour sa durée de vie, vous devrez donc augmenter la taille de tout le câblage pour prendre en charge cela. Au-delà du câblage, vous devrez également être en mesure de commuter rapidement et de manière fiable à des courants de 10A - 10A est une bonne quantité de courant, ce qui finit par provoquer des étincelles / arc, usant ainsi assez rapidement les interrupteurs, ce qui m'amène à un autre point.

À l'heure actuelle, la plupart de l'alimentation secteur est CA, en ce sens qu'elle a un passage par zéro - mais vous ne pourrez pas changer instantanément 10A de courant en -10A en raison de l'inductance du fil (et de l'appareil).Les gros appareils peuvent ajuster leur temps de "mise sous tension" à la fréquence de l'alimentation secteur, de sorte que leurs interrupteurs (ou relais / mosfets / quoi que ce soit) s'allument lorsque la tension est à ou proche de 0, afin d'éviter les surtensions dans, par exemple, un condensateurbanque qui alimente ensuite le système lors du prochain cycle 0V.Bien que je ne dise pas que c'est impossible, ce serait au mieux assez difficile.