Электрический ток

Определение электрического тока и расчеты.

Определение электрического тока
Расчет электрического тока
Расчет тока по закону Ома
Ток в последовательных цепях
Ток в параллельных цепях
Текущий делитель
Действующий закон Кирхгофа
Переменный ток (AC)
Текущее измерение

Определение электрического тока

Электрический ток — это скорость протекания электрического заряда в электрическом поле, обычно в электрической цепи.

Используя аналогию с водопроводной трубой, мы можем визуализировать электрический ток как водяной поток, протекающий по трубе.

Электрический ток измеряется в амперах (амперах).

Расчет электрического тока

Электрический ток измеряется скоростью потока электрического заряда в электрической цепи:

i(t) = dQ(t) / dt

Таким образом, мгновенный ток определяется производной электрического заряда по времени.

i(t) — мгновенный ток I в момент времени t в амперах (А).

Q(t) — мгновенный электрический заряд в кулонах (Кл).

t – время в секундах (с).

Когда ток постоянный:

I = ΔQ / Δt

I — сила тока в амперах (А).

ΔQ — электрический заряд в кулонах (Кл), протекающий за время Δt.

Δt – продолжительность времени в секундах (с).

Пример

Когда 5 кулонов текут через резистор в течение 10 секунд,

ток будет рассчитываться по формуле:

I = Δ Q / Δ t = 5C / 10 с = 0,5 А

Расчет тока по закону Ома

Ток I _R в анпс (А) равен напряжению резистора V _R в вольтах (В), деленному на сопротивление R в омах (Ом).

I_R = V_R / R

Текущее направление

текущий тип	от	к
Положительные заряды	+	-
Отрицательные заряды	-	+
Обычное направление	+	-

Ток в последовательных цепях

Таким образом, ток, протекающий через последовательные резисторы, одинаков во всех резисторах - точно так же, как поток воды через одну трубу.

I_Total = I₁= I₂= I₃=...

I _Total - эквивалентный ток в амперах (А).

I ₁ - ток нагрузки №1 в амперах (А).

I ₂ - ток нагрузки №2 в амперах (А).

I ₃ - ток нагрузки №3 в амперах (А).

Ток в параллельных цепях

Ток, протекающий через параллельные нагрузки — точно так же, как вода течет по параллельным трубам.

Таким образом, общий ток I _Total представляет собой сумму параллельных токов каждой нагрузки:

I_Total = I₁+ I₂+ I₃+...

I _Total - эквивалентный ток в амперах (А).

I ₁ - ток нагрузки №1 в амперах (А).

I ₂ - ток нагрузки №2 в амперах (А).

I ₃ - ток нагрузки №3 в амперах (А).

Текущий делитель

Итак, ток деления резисторов при параллельном подключении равен

R_T = 1 / (1/R₂ + 1/R₃)

или

I₁ = I_T × R_T / (R₁+R_T)

Действующий закон Кирхгофа (KCL)

Так соединение нескольких электрических компонентов называется узлом .

Итак, алгебраическая сумма токов, входящих в узел, равна нулю.

∑ I_k = 0

Переменный ток (AC)

Переменный ток генерируется источником синусоидального напряжения.

Закон Ома

I_Z = V_Z / Z

I _Z - ток, протекающий через нагрузку, измеряется в амперах (А)

V _Z - падение напряжения на нагрузке, измеряемое в вольтах (В)

Z - полное сопротивление нагрузки, измеряемое в омах (Ом)

Угловая частота

ω = 2π f

ω - угловая скорость, измеряемая в радианах в секунду (рад/с)

f - частота, измеряемая в герцах (Гц).

Мгновенный ток

i ( t ) = I _пик sin ( ωt + θ )

i ( t ) - мгновенный ток в момент времени t, измеряемый в амперах (А).

Ipeak - максимальный ток (=амплитуда синуса), измеренный в амперах (А).

ω - угловая частота, измеряемая в радианах в секунду (рад/с).

t - время, измеряемое в секундах (с).

θ - фаза синусоиды в радианах (рад).

Действующий (действующий) ток

I _rms = I _eff = I _пик / √ 2 ≈ 0,707 I _пик

Пиковый ток

I _п-п = 2 I _пик

Текущее измерение

Таким образом, измерение тока выполняется путем последовательного подключения амперметра к измеряемому объекту, поэтому весь измеряемый ток будет проходить через амперметр.

Итак, амперметр имеет очень низкое сопротивление, поэтому почти не влияет на измеряемую цепь.