Ist rückwärts fließender Strom eine schlechte Sache?

In der folgenden Schaltung:

Ich finde es unangenehm, dass die Richtung des Stroms auf dem 2-V-Netzteil entgegengesetzt zu der Richtung des Stroms auf dem 5-V-Netzteil verläuft. In der 5-V-Stromversorgung fließt der Strom von -nach +, in der 2-V-Stromversorgung fließt der Strom von +nach -.

Mathematisch gesehen klappt alles und die Zahlen summieren sich, aber es fällt mir ein bisschen schwer, mir ein Bild davon zu machen, was mit diesem "Rückwärts" -Strom los ist.

Hier sind ein paar Fragen:

• Wenn das 2-V-Netzteil eine Batterie wäre, würde dies bedeuten, dass die Batterie aufgeladen wird? Wenn dies der Fall wäre, würde die Batterie schließlich aufgrund einer Überladung explodieren?

• Wenn das 2-V-Netzteil ein normales Netzteil war (an die Wand angeschlossen), warum bricht das Netzteil nicht? Das Netzteil ist keine Batterie, oder? Es sollte also kein "Laden" eines Netzteils geben. Warum sehe ich keinen Rauch aus dem Netzteil, da ich gegen den natürlichen Elektronenfluss bin?

Wie die andere Antwort sagt, ist aus rein theoretischer Sicht nichts falsch daran, dass Strom in beide Richtungen durch eine Spannungsquelle fließt. Genau das ist eine ideale Spannungsquelle: ein Schaltungselement, das das gleiche Potential an seinen Pins beibehält, unabhängig davon, welcher Strom durch sie fließt.

In der realen Welt sind unsere Spannungsquellen nicht ideal.

Ein Linearregler behält normalerweise die Regelung nicht bei, wenn der Strom umgekehrt wird.

Eine Batterie wird aufgeladen (sofern die Chemie dies zulässt), wenn der Strom umgekehrt wird.

Wir verwenden aber auch Spannungsquellen, um Dinge neben Stromversorgungen zu modellieren. Beispielsweise kann eine Spannungsquelle den Ausgang eines Operationsverstärkers modellieren. Und ein Operationsverstärkerausgang kann typischerweise seine Ausgangsspannung beibehalten, unabhängig davon, ob er Strom bezieht oder sinkt (innerhalb von Grenzen).

Oder eine Spannungsquelle könnte einen Shunt-Regler oder eine Zenerdiode modellieren. Diese Geräte behalten ihre Regelung nur bei, wenn sie Strom verlieren .

Oder eine Spannungsquelle könnte eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode modellieren. Dioden funktionieren auch nur als Spannungsquellen, wenn Strom in den positiveren Anschluss fließt .

Aus rein theoretischer Sicht sollten Sie also bereit sein, Strom zu akzeptieren, der in beide Richtungen durch eine Spannungsquelle fließt. Wenn Sie an reale Schaltkreise denken, müssen Sie berücksichtigen, welches Gerät die Spannungsquelle tatsächlich modelliert und ob das Modell mit der vom Modell vorhergesagten Stromrichtung noch gültig ist.

In der reinen Schaltungstheorie können Netzteile Strom absorbieren oder liefern (sie müssen keinen Strom liefern). Wenn Ihre Schaltung nur eine Quelle hat, dann ist es wird nur Strom liefern. Wenn Ihre Schaltung jedoch über zwei oder mehr unabhängige Quellen verfügt, können eine oder mehrere von ihnen Strom absorbieren (solange mindestens eine weitere Strom liefert).

Beachten Sie, dass diese Schaltungen rein mathematische Konstrukte sind. Eine unabhängige Spannungsquelle ist keine Batterie, sondern kann Teil eines Modells für eine Batterie sein.

Um der Intuition willen: Denken Sie an einen Akku. Wenn Sie es aufladen ... in welche Richtung vermuten Sie Stromflüsse? Wenn Sie aus der Batterie geraten haben ... denken Sie noch einmal =)

Adressierung der Aufzählungspunkte:

1) Ja, so sieht das Laden eines Akkus aus: Durch Drücken des Stroms durch Anschließen an eine größere Spannung wird Strom zurückgeschoben. Was passiert, hängt von der Chemie und der Größe der Batterie im Verhältnis zum Strom ab. Einige Typen (NiFe, größere Blei-Säure) können für immer auf einer Float-Ladung von einigen Milliampere gehalten werden. Bei anderen Akkus wird die Ladekapazität durch Plattieren an den Elektroden langsam verringert, bis sie unbrauchbar werden.

2) Es ist eine Simulation, keine Wandstromversorgung. Was passiert, wenn Sie versuchen, eine Spannungsquelle mit einer anderen Spannungsquelle zu betreiben, hängt wiederum davon ab, wie sie implementiert ist. Es kann sich selbst ausschalten, die Regulierung verlieren, den Strom senken (wie in Ihrer Simulation) oder etwas anderes.

Q1: Dies wäre ein Ladestrom, der jedoch vom Batterietyp abhängt, ob er tatsächlich die Ladeenergie speichert oder explodiert.

F2: Ein regularNetzteil ist nicht für negative Lasten ausgelegt und verfügt möglicherweise über eine Diode, um einen negativen Ausgangsstrom zu verhindern. Netzteile können jedoch in 2 oder 4 arbeiten quadrants, um einen negativen Ausgangsstrom aufnehmen zu können.