¿Por qué los componentes / dispositivos electrónicos tienen el voltaje requerido mencionado y no la corriente (en amperios)?

No estoy seguro de que la premisa de la pregunta sea válida. La mayoría de los electrodomésticos enumeran la corriente o potencia requerida. Por ejemplo, el cargador de mi teléfono dice “100-240V 50 / 60Hz 0.2A” en el costado y mi horno tostador dice “120V 60Hz 1300W” en la parte inferior. Es un poco menos crítico saber la corriente porque si aplica el voltaje correcto al dispositivo, extraerá la corriente que se requiera. Los enchufes y enchufes de CA están diseñados para una cierta corriente máxima, por lo que no hay tanto peligro de enchufar un electrodoméstico en un circuito con capacidad de corriente insuficiente, a menos, por supuesto, que más de un electrodoméstico esté enchufado en el circuito.

Los componentes electrónicos generalmente vienen con una hoja de datos que brinda una lista completa de clasificaciones y características, que pueden incluir voltajes, corrientes y potencias. Por ejemplo, la clasificación principal para resistencias suele ser una clasificación de potencia, porque la potencia disipada en una resistencia es lo que la quemará. A diferentes voltajes, el límite de corriente será diferente, y puede calcularlo fácilmente a partir del voltaje y la potencia. Las resistencias tienen un límite de voltaje, pero generalmente es más alto que los voltajes que las personas usan en la mayoría de los circuitos.

Aquí hay un extracto de una hoja de datos de resistencia que especifica la potencia, el voltaje de trabajo y el voltaje de sobrecarga a corto plazo. El límite de voltaje real para una resistencia dada es el mínimo del límite de voltaje de trabajo y el límite de voltaje calculado a partir del límite de potencia, de acuerdo con [matemática] P = V ^ 2 / R [/ matemática].
Hoja de datos para resistores de película de carbono Xicon CF-RC

Los transistores tienen varias clasificaciones de corriente, voltaje y potencia diferentes. Por ejemplo, aquí está la tabla de “clasificaciones máximas absolutas” para un transistor NPN de propósito general común. Esta tabla proporciona los límites fuera de los cuales el transistor puede sufrir daños permanentes.

Hoja de datos para el transistor ST 2N3904 NPN

En realidad, el requisito actual siempre cambia en los dispositivos que usted dijo. Hay una gran diferencia en la corriente requerida cuando su computadora está renderizando un juego 3D realista con una tarjeta gráfica monstruosa, por ejemplo, en lugar de esperar inactivo en el escritorio.
Otra razón es que es más fácil trabajar con el voltaje, realiza una extensión paralela a la fuente y no cambia. Puede ver cada componente que conectó por separado.

Puede estar confundido acerca de la corriente eléctrica. No tiene mucho sentido hablar de “funcionamiento con corriente” o “funcionamiento con voltaje” como alternativas opuestas. Cada vez que hay una corriente que atraviesa una impedancia, hay un voltaje a través de esa impedancia y viceversa, de acuerdo con la ley de Ohm. Estos conceptos no existen en forma aislada.

Las fuentes de alimentación son casi siempre fuentes de voltaje, por ejemplo, red eléctrica, una batería, una verruga de pared. Es decir, no importa lo que se conecte a ellos, el voltaje debe permanecer casi constante dentro de las condiciones normales de funcionamiento. El parámetro más importante es el voltaje en estos casos, mientras que la clasificación de corriente / potencia es solo un máximo que la fuente debe poder entregar.

No puede ejecutar estos dispositivos desde una fuente de corriente (es decir, una que mantenga una corriente constante a través del circuito). Como tal, una calificación actual solo tiene poco sentido. Y como ya se mencionó en otras respuestas, el sorteo actual varía, no es una constante. Incluso si fuera constante, es probable que en muchos dispositivos (por ejemplo, un diodo), una pequeña variación de corriente correspondería a grandes variaciones de voltaje que dificultarían la calibración de la fuente del dispositivo.

Los componentes y conjuntos tienen tres características principales, voltaje, amperaje y potencia. Conociendo dos de estos, el tercero se calcula fácilmente si es necesario.

W = E x I por lo tanto I = W / E

E = I x R por lo tanto I = E / R

Todos ellos generalmente tienen potencias y clasificaciones de voltaje, a partir de las cuales es fácil calcular el amperaje. Las clasificaciones de voltaje están en la etiqueta porque es mucho más fácil y económico conocer el voltaje disponible en un circuito de suministro que el amperaje que puede extraer cualquier dispositivo en particular a un voltaje dado. Las resistencias y otros componentes se clasifican normalmente en voltios y vatios simplemente por convención.

Sin embargo, tenga en cuenta que la E (voltaje) mencionada anteriormente es la caída de voltaje real a través del componente en un circuito. Muchas clasificaciones E (voltaje) que encontrará en los componentes se refieren en cambio a la clasificación de voltaje de ruptura del componente, y usted es responsable de determinar la idoneidad para la carga anticipada por otros medios.

La corriente puede ser implícita o derivable de la clasificación de voltaje o puede especificarse de otra manera.

  1. Los resistores tienen una potencia nominal (p. Ej., 1/4 vatio), por lo que P = I ^ 2 R y siempre puede calcular cuál es el límite de corriente a partir de las relaciones de circuito básico
  2. Las fuentes de alimentación siempre se especifican para el voltaje, pero también para la corriente: por ejemplo, 5 V a 750 mA.
  3. Los condensadores generalmente no disipan CC. La CA se puede disipar pero depende de otros parámetros como ESR. La clasificación de voltaje de CA también puede relacionarse con una clasificación de corriente pico: 0.5 CV ^ 2 xf = I
  4. Los transistores tienen una potencia nominal y, por lo general, tienen niveles de corriente nominales (por ejemplo, Ic para un BJT, Id para un MOSFET de las hojas de datos) en los que normalmente opera el dispositivo y para el que obtiene el mejor rendimiento. Debido a la polarización y al uso específico del circuito, la potencia es un límite más genérico, aunque el Área de operación segura (SOA) es a menudo la forma más específica de especificar los límites de operación de voltaje y corriente. SOA es lo suficientemente complicado, generalmente se especifica gráficamente.
  5. La mayoría de los electrodomésticos enumeran el voltaje operativo y el consumo de energía. De estos se puede inferir el consumo actual para uso normal. Cualquier cosa por encima de eso probablemente sea indicativa de una falla o falla en el aparato.

Muchos dispositivos eléctricos tienen el consumo de corriente esperado en ellos, pero no todos. Entonces, ¿por qué un dispositivo enumeraría solo el voltaje?

Bueno, cualquier dispositivo eléctrico extraerá la cantidad de corriente que necesita para funcionar. Ni mas ni menos. Si el circuito puede manejar el consumo de corriente, no tiene problemas. Si el circuito no puede, se supone que está presente un dispositivo de protección del tamaño adecuado, como un fusible o un disyuntor, que se abrirá para evitar daños en el circuito.

Pero si conecta un dispositivo eléctrico a un circuito con el voltaje incorrecto, es probable que el dispositivo se dañe o se destruya.

La mayoría de los dispositivos en realidad especifican su consumo de energía en vatios además de su voltaje. Hay 3 dispositivos eléctricos / electrónicos a mi alrededor y todos lo muestran. A partir de la potencia, puede medir el amperaje asumiendo un valor para el factor de potencia. Sin embargo, algunos electrodomésticos pueden no molestarse en especificarlo si piensan que sus clientes (consumidores generales que no son tan geek) no son tan particulares acerca de estos números o saben que sus números son vergonzosos.

Dicho esto, en un hogar con cableado adecuado, siempre que el voltaje sea correcto, enchufar un electrodoméstico que consuma una corriente más alta que la que el enchufe puede suministrar debería disparar algún interruptor o fusible y evitar incendios. Pero enchufar un electrodoméstico en un enchufe con el voltaje incorrecto, incluso en un hogar con cableado adecuado, puede provocar chispas brillantes y algo de humo si no se enciende, por lo tanto, siempre se menciona el voltaje requerido.

Nuestro sistema de distribución de energía distribuye un voltaje constante, porque esa es la única forma sensata de hacerlo. La alternativa es distribuir una corriente constante, que tiene muchas desventajas, principalmente porque tendrías que poner todos los dispositivos en serie, lo que significa romper el circuito cuando enchufas un nuevo dispositivo, y dado que la corriente es la misma todo el tiempo circuito en serie, todos los dispositivos tendrían que estar diseñados para funcionar con la misma corriente. Supongo que podrían obtener diferentes cantidades de energía cambiando su caída de voltaje, pero eso es un poco extraño. Y si algún electrodoméstico explotara un fusible, todos se apagarían.

Entonces distribuimos voltaje constante, y cada dispositivo extrae la corriente que necesita.

Proporcionan el requisito de voltaje ya que la ecuación de voltaje viene dada por
V = I × R
Donde estoy siendo el actual
Y R siendo resistencia del circuito
Ahora, si le proporcionarán el requisito actual, ¿cómo calculará la resistencia del circuito?
Por lo tanto, proporcionan el requisito de voltaje ya que la red eléctrica que entra en su casa es, en consecuencia, el voltaje y no la corriente
Todos estos son para fines de seguridad

Los límites de voltaje generalmente están determinados por el voltaje al que ocurre la ruptura (del dieléctrico o lo que sea). Esto es menos obvio para un usuario razonablemente informado que un límite actual práctico.