Elektrivoolu määratlus ja arvutused.
Elektrivool on elektrilaengu voolukiirus elektriväljas, tavaliselt elektriahelas.
Kasutades veetoru analoogiat, saame elektrivoolu visualiseerida kui veevoolu, mis voolab torus.
Elektrivoolu mõõdetakse amprites (amprites).
Elektrivoolu mõõdetakse elektrilaengu voolu kiirusega elektriahelas:
i(t) = dQ(t) / dt
Nii et hetkevool on antud elektrilaengu tuletis aja järgi.
i(t) on hetkevool I ajahetkel t amprites (A).
Q(t) on hetkeline elektrilaeng kulonides (C).
t on aeg sekundites (s).
Kui vool on konstantne:
I = ΔQ / Δt
I on vool amprites (A).
ΔQ on elektrilaeng kulonides (C), mis voolab aja jooksul Δt.
Δt on aja kestus sekundites (s).
Kui takistit voolab 10 sekundi jooksul läbi 5 kuloni,
voolutugevus arvutatakse järgmiselt:
I = Δ Q / Δ t = 5C / 10s = 0,5 A
Vool I R anps (A) võrdub takisti pingega V R voltides (V), mis on jagatud takistusega R oomides (Ω).
IR = VR / R
| praegune tüüp | alates | juurde |
|---|---|---|
| Positiivsed laengud | + | - |
| Negatiivsed laengud | - | + |
| Tavapärane suund | + | - |
Seega on vool, mis voolab läbi takistite järjestikku, võrdne kõigis takistites – täpselt nagu vesi voolab läbi ühe toru.
ITotal = I1 = I2 = I3 =...
I Kokku – ekvivalentvool amprites (A).
I 1 - koormuse nr 1 vool amprites (A).
I 2 - koormuse nr 2 vool amprites (A).
I 3 - koormuse nr 3 vool amprites (A).
Vool, mis läbib koormusi paralleelselt – täpselt nagu vesi voolab läbi paralleelsete torude.
Seega on koguvool I Total iga koormuse paralleelvoolude summa:
ITotal = I1 + I2 + I3 +...
I Kokku – ekvivalentvool amprites (A).
I 1 - koormuse nr 1 vool amprites (A).
I 2 - koormuse nr 2 vool amprites (A).
I 3 - koormuse nr 3 vool amprites (A).
Nii et praegune takistite jaotus paralleelselt on
RT = 1 / (1/R2 + 1/R3)
või
I1 = IT × RT / (R1+RT)
Nii et mitme elektrikomponendi ristmikku nimetatakse sõlmeks .
Nii et sõlme sisenevate voolude algebraline summa on null.
∑ Ik = 0
Vahelduvvool genereeritakse siinusekujulise pingeallika abil.
IZ = VZ / Z
I Z - voolu läbiv koormus, mõõdetuna amprites (A)
V Z - pingelangus koormusel, mõõdetuna voltides (V)
Z - koormuse impedants mõõdetuna oomides (Ω)
ω = 2π f
ω – nurkkiirus, mõõdetuna radiaanides sekundis (rad/s)
f - sagedus mõõdetuna hertsides (Hz).
i ( t ) = I tipp sin ( ωt+θ )
i ( t ) - hetkevool ajahetkel t, mõõdetuna amprites (A).
Ipeak – maksimaalne vool (=siinuse amplituud), mõõdetuna amprites (A).
ω - nurksagedus mõõdetuna radiaanides sekundis (rad/s).
t - aeg, mõõdetuna sekundites (s).
θ - siinuslaine faas radiaanides (rad).
I rms = I eff = I tipp / √ 2 ≈ 0,707 I tipp
I p-p = 2 I tipp
Seega Voolu mõõtmine toimub, ühendades ampermeetri järjestikku mõõdetava objektiga, nii et kogu mõõdetud vool voolab läbi ampermeetri.
Seega on ampermeetril väga madal takistus, nii et see peaaegu ei mõjuta mõõdetud vooluringi.
Advertising