Definicja i obliczenia prądu elektrycznego.
Prąd elektryczny to natężenie przepływu ładunku elektrycznego w polu elektrycznym, zwykle w obwodzie elektrycznym.
Używając analogii do fajki wodnej, możemy zwizualizować prąd elektryczny jako prąd wody płynący w rurze.
Prąd elektryczny jest mierzony w amperach (amperach).
Prąd elektryczny mierzy się szybkością przepływu ładunku elektrycznego w obwodzie elektrycznym:
i(t) = dQ(t) / dt
Tak więc chwilowy prąd jest pochodną ładunku elektrycznego po czasie.
i(t) to chwilowy prąd I w czasie t w amperach (A).
Q(t) to chwilowy ładunek elektryczny w kulombach (C).
t to czas w sekundach (s).
Gdy prąd jest stały:
I = ΔQ / Δt
I to prąd w amperach (A).
ΔQ to ładunek elektryczny w kulombach (C), który przepływa w czasie Δt.
Δt to czas trwania w sekundach (s).
Gdy 5 kulombów przepływa przez opornik przez 10 sekund,
prąd zostanie obliczony przez:
ja = Δ Q / Δ t = 5C / 10s = 0,5A
Prąd I R w anps (A) jest równy napięciu rezystora VR w woltach ( V ) podzielonemu przez rezystancję R w omach (Ω).
IR = VR / R
| aktualny typ | z | Do |
|---|---|---|
| Ładunki dodatnie | + | - |
| Ładunki ujemne | - | + |
| Konwencjonalny kierunek | + | - |
Tak więc prąd płynący przez szeregowe rezystory jest równy we wszystkich rezystorach - tak jak przepływ wody przez pojedynczą rurę.
ITotal = I1 = I2 = I3 =...
I Total - równoważny prąd w amperach (A).
I 1 - prąd obciążenia nr 1 w amperach (A).
I 2 - prąd obciążenia nr 2 w amperach (A).
I 3 - prąd obciążenia nr 3 w amperach (A).
Prąd przepływający równolegle przez obciążenia - podobnie jak woda przepływa przez równoległe rury.
Tak więc Całkowity prąd I Total jest sumą równoległych prądów każdego obciążenia:
ITotal = I1 + I2 + I3 +...
I Total - równoważny prąd w amperach (A).
I 1 - prąd obciążenia nr 1 w amperach (A).
I 2 - prąd obciążenia nr 2 w amperach (A).
I 3 - prąd obciążenia nr 3 w amperach (A).
Więc Obecny podział rezystorów równolegle jest
RT = 1 / (1/R2 + 1/R3)
Lub
I1 = IT × RT / (R1+RT)
Tak więc połączenie kilku elementów elektrycznych nazywa się węzłem .
Więc algebraiczna suma prądów wpływających do węzła wynosi zero.
∑ Ik = 0
Prąd przemienny jest generowany przez sinusoidalne źródło napięcia.
IZ = VZ / Z
I Z - przepływ prądu przez obciążenie mierzony w amperach (A)
V Z - spadek napięcia na obciążeniu mierzony w woltach (V)
Z - impedancja obciążenia mierzona w omach (Ω)
ω = 2π f
ω - prędkość kątowa mierzona w radianach na sekundę (rad/s)
f - częstotliwość mierzona w hercach (Hz).
ja ( t ) = I szczyt grzechu ( ωt+θ )
i ( t ) - prąd chwilowy w czasie t, mierzony w amperach (A).
Ipeak - maksymalny prąd (= amplituda sinusa), mierzony w amperach (A).
ω - częstotliwość kątowa mierzona w radianach na sekundę (rad/s).
t - czas mierzony w sekundach (s).
θ - faza sinusoidy w radianach (rad).
I rms = I eff = I szczyt / √ 2 ≈ 0,707 I szczyt
I p-p = 2 I pik
Tak więc pomiar prądu odbywa się poprzez szeregowe podłączenie amperomierza do mierzonego obiektu, dzięki czemu cały mierzony prąd przepłynie przez amperomierz.
Więc Amperomierz ma bardzo niską rezystancję, więc prawie nie wpływa na mierzony obwód.
Advertising