Sähkövirran määritelmä ja laskelmat.
Sähkövirta on sähkövarauksen virtausnopeus sähkökentässä, yleensä sähköpiirissä.
Vesiputken analogiaa käyttämällä voimme visualisoida sähkövirran putkessa virtaavana vesivirtana.
Sähkövirta mitataan ampeerina (ampeeriyksikkönä).
Sähkövirta mitataan sähkövarauksen virtausnopeudella sähköpiirissä:
i(t) = dQ(t) / dt
Joten hetkellinen virta saadaan sähkövarauksen derivaatalta ajan mukaan.
i(t) on hetkellinen virta I hetkellä t ampeereina (A).
Q(t) on hetkellinen sähkövaraus kuloneina (C).
t on aika sekunteina (s).
Kun virta on vakio:
I = ΔQ / Δt
I on virta ampeerina (A).
ΔQ on sähkövaraus kuloneina (C), joka virtaa ajan keston ollessa Δt.
Δt on ajan kesto sekunteina (s).
Kun vastuksen läpi virtaa 5 kulonia 10 sekunnin ajan,
virta lasketaan seuraavasti:
I = ΔQ / AT = 5C / 10s = 0,5 A
Virta I R anpsina (A) on yhtä suuri kuin vastuksen jännite V R voltteina (V) jaettuna resistanssilla R ohmeina (Ω).
IR = VR / R
| nykyinen tyyppi | alkaen | to |
|---|---|---|
| Positiiviset maksut | + | - |
| Negatiiviset maksut | - | + |
| Perinteinen suunta | + | - |
Joten sarjassa vastusten läpi kulkeva virta on sama kaikissa vastuksissa - aivan kuten vesi virtaa yhden putken läpi.
ITotal = I1 = I2 = I3 =...
I Total - vastaava virta ampeereina (A).
I 1 - kuorman #1 virta ampeerina (A).
I 2 - kuorman #2 virta ampeerina (A).
I 3 - kuorman #3 virta ampeerina (A).
Virta, joka kulkee kuormien läpi rinnakkain - aivan kuten vesi virtaa rinnakkaisten putkien kautta.
Joten kokonaisvirta I Total on kunkin kuorman rinnakkaisten virtojen summa:
ITotal = I1 + I2 + I3 +...
I Total - vastaava virta ampeereina (A).
I 1 - kuorman #1 virta ampeerina (A).
I 2 - kuorman #2 virta ampeerina (A).
I 3 - kuorman #3 virta ampeerina (A).
Joten nykyinen vastusten jako rinnakkain on
RT = 1 / (1/R2 + 1/R3)
tai
I1 = IT × RT / (R1+RT)
Joten useiden sähkökomponenttien risteystä kutsutaan solmuksi .
Joten solmuun saapuvien virtojen algebrallinen summa on nolla.
∑ Ik = 0
Vaihtovirta syntyy sinimuotoisesta jännitelähteestä.
IZ = VZ / Z
I Z - virran kulku kuorman läpi mitattuna ampeereina (A)
V Z - jännitehäviö kuormituksella mitattuna voltteina (V)
Z - kuorman impedanssi ohmeina (Ω) mitattuna
ω = 2π f
ω - kulmanopeus mitattuna radiaaneina sekunnissa (rad/s)
f - taajuus mitattuna hertseinä (Hz).
i ( t ) = I huippu sin ( ωt+θ )
i ( t ) - hetkellinen virta hetkellä t, mitattuna ampeereina (A).
Ipeak - maksimivirta (=sinin amplitudi), mitattuna ampeereina (A).
ω - kulmataajuus mitattuna radiaaneina sekunnissa (rad/s).
t - aika, mitattuna sekunteina (s).
θ - siniaallon vaihe radiaaneina (rad).
I rms = I eff = I huippu / √ 2 ≈ 0,707 I huippu
I p-p = 2 I huippu
Joten Virran mittaus tehdään kytkemällä ampeerimittari sarjaan mitattavaan kohteeseen, jolloin kaikki mitattu virta kulkee ampeerimittarin läpi.
Joten ampeerimittarilla on erittäin pieni vastus, joten se ei melkein vaikuta mitattuun piiriin.
Advertising