Definicija i proračun električne struje.
Električna struja je brzina protoka električnog naboja u električnom polju, obično u električnom krugu.
Koristeći analogiju s vodovodnom cijevi, možemo vizualizirati električnu struju kao struju vode koja teče u cijevi.
Električna struja se mjeri u amperima (amp).
Električna struja se mjeri brzinom toka električnog naboja u električnom krugu:
i(t) = dQ(t) / dt
Dakle, trenutna struja dana je derivacijom električnog naboja po vremenu.
i(t) je trenutna struja I u trenutku t u amperima (A).
Q(t) je trenutni električni naboj u kulonima (C).
t je vrijeme u sekundama (s).
Kada je struja konstantna:
I = ΔQ / Δt
I je struja u amperima (A).
ΔQ je električni naboj u kulonima (C), koji teče u vremenskom trajanju od Δt.
Δt je trajanje vremena u sekundama (s).
Kada 5 kulona teče kroz otpornik u trajanju od 10 sekundi,
struja će se izračunati prema:
I = Δ Q / Δ t = 5C / 10s = 0,5A
Struja I R u anps (A) jednaka je naponu otpornika V R u voltima (V) podijeljenom s otporom R u ohmima (Ω).
IR = VR / R
| trenutni tip | iz | do |
|---|---|---|
| Pozitivni naboji | + | - |
| Negativni naboji | - | + |
| Konvencionalni smjer | + | - |
Dakle, struja koja teče kroz otpornike u nizu jednaka je u svim otpornicima - baš kao i protok vode kroz jednu cijev.
ITotal = I1 = I2 = I3 =...
I Ukupno - ekvivalentna struja u amperima (A).
I 1 - struja opterećenja #1 u amperima (A).
I 2 - struja opterećenja #2 u amperima (A).
I 3 - struja opterećenja #3 u amperima (A).
Struja koja teče kroz opterećenja paralelno - baš kao što voda teče kroz paralelne cijevi.
Dakle, ukupna struja I Total je zbroj paralelnih struja svakog opterećenja:
ITotal = I1 + I2 + I3 +...
I Ukupno - ekvivalentna struja u amperima (A).
I 1 - struja opterećenja #1 u amperima (A).
I 2 - struja opterećenja #2 u amperima (A).
I 3 - struja opterećenja #3 u amperima (A).
Dakle Trenutna podjela otpornika na paralelu je
RT = 1 / (1/R2 + 1/R3)
ili
I1 = IT × RT / (R1+RT)
Dakle, spoj nekoliko električnih komponenti naziva se čvor .
Dakle, algebarski zbroj struja koje ulaze u čvor je nula.
∑ Ik = 0
Izmjeničnu struju stvara izvor sinusnog napona.
IZ = VZ / Z
I Z - protok struje kroz opterećenje izmjeren u amperima (A)
V Z - pad napona na opterećenju mjeren u voltima (V)
Z - impedancija opterećenja mjerena u ohmima (Ω)
ω = 2π f
ω - kutna brzina mjerena u radijanima po sekundi (rad/s)
f - frekvencija mjerena u hercima (Hz).
i ( t ) = I vršni sin ( ωt+θ )
i ( t ) - trenutna struja u trenutku t, mjerena u amperima (A).
Ipeak - maksimalna struja (=amplituda sinusa), mjerena u amperima (A).
ω - kutna frekvencija mjerena u radijanima po sekundi (rad/s).
t - vrijeme, mjereno u sekundama (s).
θ - faza sinusnog vala u radijanima (rad).
I rms = I eff = I peak / √ 2 ≈ 0,707 I peak
I p-p = 2 I vrh
Dakle, mjerenje struje se vrši serijskim spajanjem ampermetra na mjereni objekt, tako da će sva izmjerena struja teći kroz ampermetar.
Dakle, ampermetar ima vrlo mali otpor, tako da gotovo ne utječe na mjereni krug.
Advertising