Визначення та обчислення електричного струму.
Електричний струм - це швидкість потоку електричного заряду в електричному полі, зазвичай в електричному ланцюзі.
Використовуючи аналогію з водопровідною трубою, ми можемо візуалізувати електричний струм як струм води, що тече в трубі.
Електричний струм вимірюється в одиницях ампер (ампер).
Електричний струм вимірюється швидкістю потоку електричного заряду в електричному ланцюзі:
i(t) = dQ(t) / dt
Отже, миттєвий струм визначається похідною від електричного заряду за часом.
i(t) — миттєвий струм I в момент часу t в амперах (A).
Q(t) — миттєвий електричний заряд у кулонах (C).
t - час у секундах (с).
Коли струм постійний:
I = ΔQ / Δt
I - сила струму в амперах (А).
ΔQ – це електричний заряд у кулонах (C), який протікає протягом часу Δt.
Δt – тривалість часу в секундах (с).
Коли 5 кулонів протікають через резистор протягом 10 секунд,
струм буде розраховуватися за:
I = Δ Q / Δ t = 5C / 10s = 0,5A
Струм I R в anps (A) дорівнює напрузі V R резистора у вольтах (В), поділеній на опір R в Омах (Ω).
IR = VR / R
| тип струму | від | до |
|---|---|---|
| Позитивні заряди | + | - |
| Негативні заряди | - | + |
| Конвенціональний напрямок | + | - |
Отже, струм, що протікає через резистори послідовно, є рівним для всіх резисторів - так само, як потік води через одну трубу.
ITotal = I1 = I2 = I3 =...
I Total - еквівалент струму в амперах (А).
I 1 - струм навантаження №1 в амперах (А).
I 2 - струм навантаження №2 в амперах (А).
I 3 - струм навантаження №3 в амперах (А).
Струм, який протікає через навантаження паралельно - так само, як вода тече через паралельні труби.
Таким чином, загальний струм I Total є сумою паралельних струмів кожного навантаження:
ITotal = I1 + I2 + I3 +...
I Total - еквівалент струму в амперах (А).
I 1 - струм навантаження №1 в амперах (А).
I 2 - струм навантаження №2 в амперах (А).
I 3 - струм навантаження №3 в амперах (А).
Отже, поточне поділ резисторів паралельно таке
RT = 1 / (1/R2 + 1/R3)
або
I1 = IT × RT / (R1+RT)
Тому місце з'єднання кількох електричних компонентів називається вузлом .
Отже, алгебраїчна сума струмів, що входять у вузол, дорівнює нулю.
∑ Ik = 0
Змінний струм створюється джерелом синусоїдальної напруги.
IZ = VZ / Z
I Z - струм, що протікає через навантаження, вимірюється в амперах (А)
V Z - падіння напруги на навантаженні вимірюється у вольтах (В)
Z - опір навантаження, виміряний в Омах (Ом)
ω = 2π f
ω - кутова швидкість, виміряна в радіанах за секунду (рад/с)
f - частота, виміряна в герцах (Гц).
i ( t ) = I peak sin ( ωt+θ )
i ( t ) - миттєвий струм в момент часу t, виміряний в амперах (А).
Ipeak - максимальний струм (= амплітуда синуса), виміряний в амперах (A).
ω - кутова частота, виміряна в радіанах за секунду (рад/с).
t - час, що вимірюється в секундах (с).
θ - фаза синусоїди в радіанах (рад).
I rms = I eff = I peak / √ 2 ≈ 0,707 I peak
I p-p = 2 I пік
Отже, вимірювання струму виконується шляхом послідовного підключення амперметра до вимірюваного об’єкта, тому весь виміряний струм буде проходити через амперметр.
Отже, амперметр має дуже низький опір, тому він майже не впливає на вимірювану ланцюг.
Advertising