Definícia a výpočty elektrického prúdu.
Elektrický prúd je rýchlosť toku elektrického náboja v elektrickom poli, zvyčajne v elektrickom obvode.
Pomocou analógie s vodnou fajkou si môžeme predstaviť elektrický prúd ako vodný prúd, ktorý prúdi v potrubí.
Elektrický prúd sa meria v ampéroch (ampéroch).
Elektrický prúd sa meria rýchlosťou toku elektrického náboja v elektrickom obvode:
i(t) = dQ(t) / dt
Takže momentálny prúd je daný deriváciou elektrického náboja časom.
i(t) je okamžitý prúd I v čase t v ampéroch (A).
Q(t) je momentálny elektrický náboj v coulomboch (C).
t je čas v sekundách (s).
Keď je prúd konštantný:
I = ΔQ / Δt
I je prúd v ampéroch (A).
ΔQ je elektrický náboj v coulombách (C), ktorý prúdi v čase Δt.
Δt je trvanie času v sekundách (s).
Keď 5 coulombov preteká cez rezistor po dobu 10 sekúnd,
prúd sa vypočíta podľa:
I = AQ /At = 5C/10s = 0,5A
Prúd I R v anps (A) sa rovná napätiu odporu V R vo voltoch (V) vydelenému odporom R v ohmoch (Ω).
IR = VR / R
| aktuálny typ | od | do |
|---|---|---|
| Pozitívne poplatky | + | - |
| Negatívne poplatky | - | + |
| Konvenčný smer | + | - |
Prúd, ktorý preteká cez odpory v sérii, je teda rovnaký vo všetkých odporoch - rovnako ako prúd vody cez jednu rúrku.
ITotal = I1 = I2 = I3 =...
I Total - ekvivalentný prúd v ampéroch (A).
I 1 - prúd záťaže #1 v ampéroch (A).
I 2 - prúd záťaže #2 v ampéroch (A).
I 3 - prúd záťaže #3 v ampéroch (A).
Prúd, ktorý preteká záťažami paralelne – rovnako ako prúd vody cez paralelné potrubia.
Takže celkový prúd I Total je súčet paralelných prúdov každej záťaže:
ITotal = I1 + I2 + I3 +...
I Total - ekvivalentný prúd v ampéroch (A).
I 1 - prúd záťaže #1 v ampéroch (A).
I 2 - prúd záťaže #2 v ampéroch (A).
I 3 - prúd záťaže #3 v ampéroch (A).
Súčasné rozdelenie rezistorov paralelne je teda
RT = 1 / (1/R2 + 1/R3)
alebo
I1 = IT × RT / (R1+RT)
Takže spojenie niekoľkých elektrických komponentov sa nazýva uzol .
Takže algebraický súčet prúdov vstupujúcich do uzla je nula.
∑ Ik = 0
Striedavý prúd je generovaný zdrojom sínusového napätia.
IZ = VZ / Z
I Z - prietok prúdu záťažou meraný v ampéroch (A)
V Z - pokles napätia na záťaži meraný vo voltoch (V)
Z - impedancia záťaže meraná v ohmoch (Ω)
ω = 2π f
ω - uhlová rýchlosť meraná v radiánoch za sekundu (rad/s)
f - frekvencia meraná v hertzoch (Hz).
i ( t ) = I vrchol sin ( ωt + θ )
i ( t ) - okamžitý prúd v čase t, meraný v ampéroch (A).
Ipeak - maximálny prúd (= amplitúda sínusu), meraný v ampéroch (A).
ω - uhlová frekvencia meraná v radiánoch za sekundu (rad/s).
t - čas, meraný v sekundách (s).
θ - fáza sínusovej vlny v radiánoch (rad).
I rms = I eff = I vrchol / √ 2 ≈ 0,707 I vrchol
I p-p = 2 I vrchol
Meranie prúdu sa teda vykonáva zapojením ampérmetra do série s meraným objektom, takže všetok nameraný prúd bude tiecť cez ampérmeter.
Takže Ampérmeter má veľmi nízky odpor, takže takmer neovplyvňuje meraný obvod.
Advertising