La proiectarea sistemelor electrice, este necesar să operați în mod competent cu cantități precum amperi, wați și volți. În plus, trebuie să puteți calcula corect raportul lor în timpul încărcării unui anumit mecanism. Da, desigur, există sisteme în care tensiunea este fixă, cum ar fi rețeaua de domiciliu. Cu toate acestea, nu trebuie să uităm că puterea și puterea curentului sunt încă concepte diferite, deci trebuie să știi exact câți wați conține 1 ampere.
Există vreo diferență între volți și wați?
În primul rând, să ne amintim ce înseamnă aceste concepte. Și, de asemenea, să încercăm să aflăm dacă există o diferență semnificativă între ele.
Deci, o tensiune electrică care produce un curent a cărui putere este egală cu 1 Ampere se numește Volt. Trebuie remarcat faptul că „funcționează” într-un conductor cu o rezistență de 1 Ohm.
Volți pot fi împărțiți:
- 1.000.000 de microvolți
- 1.000 de milivolți
În același timp, putem spune că Watt este puterea constantă a unui curent electric. Cu o tensiune de 1 volt, puterea sa este de 1 ampere.
Pe baza celor de mai sus, putem spune cu siguranță că există încă o diferență între aceste concepte. Prin urmare, atunci când lucrați cu diverse sisteme electrice, trebuie luat în considerare.
Ce este Ampere?
Există o diviziune general acceptată conform căreia 1 A conține:
- 1.000.000 de microamperi
- 1.000 de miliamperi
Câți volți conține 1 amp?
Este destul de dificil să răspunzi la această întrebare. Cu toate acestea, pentru a vă face mai ușor să tratați această problemă, vă sugerăm să vă familiarizați cu tabelele de raporturi:
Pentru curent continuu:
Pentru curent alternativ:
Ce sunt Volt-Amperes și cum le puteți converti în wați?
O altă unitate de măsură a puterii adoptată în SI este Volt-Ampere (VA). Este egal cu produsul unor astfel de valori RMS ca curent și tensiune.
În plus, merită menționat faptul că, de regulă, VA-urile sunt utilizate exclusiv pentru a evalua puterea în conexiunile de curent alternativ. Adică, în cazurile în care Watts și Volt-Amperes au valori diferite.
Există multe calculatoare online diferite în zilele noastre pentru a converti VA în W rapid și ușor. Această procedură este atât de simplă încât nu ne vom opri asupra ei.
Dar, mai ales pentru acei oameni care nu au un calculator online pentru conversia Volt-Amperi în wați la îndemână, noi ia în considerare procesul de traducere aceste valori mai detaliat:
Cu această formulă, putem afla puterea actuală. Desigur, numai dacă deja tensiunea și puterea sunt cunoscute.
Adică, se dovedește că, pentru a converti wați în amperi, trebuie să aflăm tensiunea din sistem. De exemplu, în Statele Unite, tensiunea în rețeaua electrică este de 120V, iar în Rusia - 220V.
Este demn de remarcat faptul că bateriile sau bateriile utilizate în mașini au de obicei o tensiune de 12 V. Și tensiunea în bateriile mici utilizate pentru diferite dispozitive portabile, de regulă, nu depășește 1,5 V.
Astfel, putem spune că, cunoscând tensiunea și puterea, putem afla cu ușurință și puterea curentă. Pentru aceasta trebuie doar să avem dreptate folosiți formula de mai sus.
Să vedem cum funcționează acest lucru cu un exemplu specific: dacă tensiunea este de 220V și puterea este de 220W, atunci curentul va fi de 220/220 sau 1 A.
Câți wați sunt în 1 amper?
Acum, să încercăm să convertim Watt în Amperi. Și pentru aceasta avem nevoie de încă o formulă:
În el, I este A, P este Watt, iar U este Volt.
După ce am făcut un calcul simplu folosind această formulă, putem afla câți wați sunt într-o singură A.
După cum am spus mai devreme, există o altă modalitate de a calcula câți wați în 1 A. Pentru a-l utiliza, veți avea nevoie calculator online deschis și introduceți în acesta consumul de energie, precum și tensiunea.
Mai mult, trebuie doar să faceți clic pe butonul etichetat „calculați” și în câteva secunde un program special vă va oferi valoarea corectă. Folosind această metodă, vă puteți economisi, fără îndoială, timpul și efortul, deoarece nu trebuie să calculați independent toți indicatorii folosind formule.
Confortul modern al vieții noastre îl datorăm curentului electric. Acesta ne luminează casele, generând radiații în gama vizibilă a undelor de lumină, gătește și încălzește alimentele într-o varietate de dispozitive, cum ar fi sobe electrice, cuptoare cu microunde, prăjitoare de pâine, eliminând necesitatea de a găsi combustibil pentru un incendiu. Datorită lui, ne deplasăm rapid în plan orizontal în trenuri electrice, metrou și trenuri, ne deplasăm în plan vertical pe scări rulante și în cabine cu lifturi. Datorim căldura și confortul din casele noastre curentului electric care curge în aparatele de aer condiționat, ventilatoare și încălzitoare electrice. O varietate de mașini electrice, alimentate cu curent electric, ne facilitează munca, atât în \u200b\u200bviața de zi cu zi, cât și în producție. Într-adevăr, trăim în era electrică, deoarece datorită curentului electric funcționează computerele și smartphone-urile noastre, internetul și televiziunea și alte dispozitive electronice inteligente. Nu degeaba omenirea face atât de mult efort pentru a genera electricitate la centralele termice, nucleare și hidroelectrice - electricitatea însăși este cea mai convenabilă formă de energie.
Oricât de paradoxal ar părea, ideile despre utilizarea practică a curentului electric au fost printre primele adoptate de partea cea mai conservatoare a societății - ofițerii de marină. Este clar că a fost dificil să pătrundă în vârf în această castă închisă, a fost dificil să le demonstreze amiralilor, care au început ca băieți de cabină în flota de navigație, nevoia de a trece la nave din metal cu motoare cu aburi, deci ofițerii juniori s-au bazat întotdeauna pe inovații. Succesul utilizării navelor de foc în timpul războiului ruso-turc din 1770, care a decis rezultatul bătăliei din Golful Chesme, a ridicat problema protejării porturilor nu numai cu baterii de coastă, ci și cu mijloace mai moderne. de protecție - câmpurile minate.
Dezvoltarea minelor subacvatice a diferitelor sisteme a fost realizată încă de la începutul secolului al XIX-lea, cele mai reușite proiecte fiind minele autonome, alimentate cu energie electrică. În anii '70. Fizicianul german din secolul al XIX-lea, Heinrich Hertz, a inventat un dispozitiv pentru detonarea electrică a minelor de ancoră cu o adâncime de 40 m. Modificările sale ne sunt familiare din filme istorice pe tema navală - aceasta este renumita mină „cu coarne”, în care „corn” care conținea o fiolă umplută cu electrolit, mototolită la contactul cu corpul navei, în urma căreia a început să funcționeze o baterie simplă, a cărei energie a fost suficientă pentru a detona mina.
Marinarii au fost primii care au evaluat potențialul surselor de lumină puternice și imperfecte de atunci - modificări ale lumânărilor lui Yablochkov, în care un arc electric și un electrod de carbon pozitiv strălucitor au servit ca sursă de lumină - pentru utilizare în semnalizarea și iluminarea câmpului de luptă. Utilizarea reflectoarelor a oferit un avantaj copleșitor părților care le-au folosit în bătăliile de noapte sau pur și simplu le-au folosit ca mijloc de semnalizare pentru a transmite informații și a coordona acțiunile formațiunilor navale. Și echipate cu proiectoare puternice, balizele simplifică navigarea în apele periculoase de coastă.
Nu este surprinzător faptul că flota a fost cea care a luat cu o explozie metodele de transmitere fără fir a informațiilor - marinarii nu au fost jenați de dimensiunile mari ale primelor posturi de radio, deoarece spațiile navelor au făcut posibilă amplasarea atât de perfectă , deși în acel moment foarte greoaie, dispozitivele de comunicație.
Mașinile electrice au ajutat la simplificarea încărcării tunurilor navei, iar grupurile de propulsie electrice pentru rotirea turelelor de armă au sporit manevrabilitatea de a lansa lovituri de tun. Comenzile transmise de telegraful navei au sporit eficiența interacțiunii întregii echipe, ceea ce a dat un avantaj considerabil în ciocnirile de luptă.
Cea mai oribilă utilizare a curentului electric din istoria navală a fost utilizarea submarinelor diesel-electrice raider din clasa U de către al treilea Reich. Submarinele pachetului de lupi al lui Hitler au scufundat multe nave ale flotei de transport aliate - amintiți-vă doar soarta tristă a convoiului PQ-17.
Marinarii britanici au reușit să obțină mai multe copii ale mașinilor de criptare Enigma (Riddle), iar informațiile britanice și-au descifrat cu succes codul. Unul dintre oamenii de știință proeminenți care au lucrat la acest lucru este Alan Turing, cunoscut pentru contribuțiile sale la bazele informaticii. După ce au obținut acces la mesajele radio ale amiralului Dönitz, flota aliată și aviația de coastă au reușit să conducă pachetul Wolf înapoi pe țărmurile Norvegiei, Germaniei și Danemarcei, astfel încât operațiunile cu utilizarea submarinelor din 1943 s-au limitat la raidurile pe termen scurt.
Hitler a planificat să-și echipeze submarinele cu rachete V-2 pentru a ataca coasta de est a Statelor Unite. Din fericire, atacurile rapide ale Aliaților asupra Fronturilor de Vest și de Est nu au permis ca aceste planuri să se împlinească.
O flotă modernă este de neconceput fără portavioane și submarine nucleare, a căror independență energetică este asigurată de reactoarele nucleare care combină cu succes tehnologia aburului din secolul al XIX-lea, tehnologia electricității din secolul XX și tehnologia nucleară din secolul XXI. Reactoarele cu energie nucleară generează electricitate într-o cantitate suficientă pentru a susține viața unui întreg oraș.
În plus, marinarii și-au îndreptat din nou atenția asupra electricității și testează utilizarea pistolelor feroviare - tunuri electrice pentru a trage proiectile cinetice cu o putere distructivă extraordinară.
Referință istorică
Odată cu apariția unor surse electrochimice fiabile de curent continuu dezvoltate de fizicianul italian Alessandro Volta, o întreagă galaxie de oameni de știință remarcabili din diferite țări a început să studieze fenomenele asociate curentului electric și să-și dezvolte aplicația practică în multe domenii ale științei și tehnologiei. Este suficient să ne amintim de omul de știință german Georg Ohm, care a formulat legea fluxului de curent pentru un circuit electric elementar; Fizicianul german Gustav Robert Kirchhoff, care a dezvoltat metode pentru calcularea circuitelor electrice complexe; Fizicianul francez André Marie Ampere, care a descoperit legea interacțiunii pentru curenți electrici constanți. Lucrările fizicianului englez James Prescott Joule și ale omului de știință rus Emil Khristianovich Lenz au condus, independent unul de celălalt, la descoperirea legii evaluării cantitative a efectului termic al unui curent electric.
Dezvoltarea ulterioară a studiului proprietăților curentului electric a fost lucrarea fizicianului britanic James Clark Maxwell, care a pus bazele electrodinamicii moderne, care sunt acum cunoscute sub numele de ecuații ale lui Maxwell. Maxwell a dezvoltat, de asemenea, teoria electromagnetică a luminii, prezicând multe fenomene (unde electromagnetice, presiunea radiației electromagnetice). Mai târziu, omul de știință german Heinrich Rudolf Hertz a confirmat experimental existența undelor electromagnetice; munca sa privind studiul reflexiei, interferenței, difracției și polarizării undelor electromagnetice a constituit baza pentru crearea radioului.
Lucrările fizicienilor francezi Jean-Baptiste Biot și Felix Savard, care au descoperit experimental manifestările magnetismului sub fluxul curentului continuu, și remarcabilul matematician francez Pierre-Simon Laplace, care și-a generalizat rezultatele sub forma unei regularități matematice, a conectat mai întâi cele două părți ale unui fenomen, punând bazele electromagnetismului. Strălucitul fizician britanic Michael Faraday, care a descoperit fenomenul inducției electromagnetice și a pus bazele ingineriei electrice moderne, a preluat de la acești oameni de știință.
Fizicianul teoretic olandez Hendrik Anton Lorentz a adus o contribuție imensă la explicarea naturii curentului electric, care a creat teoria electronică clasică și a primit o expresie a forței care acționează asupra unei sarcini în mișcare din partea câmpului electromagnetic.
Electricitate. Definiții
Curentul electric este mișcarea dirijată (ordonată) a particulelor încărcate. Din această cauză, curentul este definit ca numărul de sarcini care au trecut prin secțiunea conductorului pe unitate de timp:
I \u003d q / t unde q este sarcina în coulombi, t \u200b\u200beste timpul în secunde, I este curentul în amperi
O altă definiție a curentului electric este legată de proprietățile conductorilor și este descrisă de legea lui Ohm:
I \u003d U / R unde U este tensiune în volți, R este rezistență în ohmi, I este curent în amperi
Curentul electric se măsoară în amperi (A) și multiplii și sub-multiplii săi zecimali - nanoamperi (miliardimi de ampere, nA), microamperi (milionimi de amperi, μA), miliamperi (miimi de amperi, mA), kiloamperi ( mii de amperi, kA) și megaamperi (milioane de amperi, MA).
Dimensiunea curentului în sistemul SI este definită ca
[A] \u003d [Cl] / [sec]
Caracteristici ale fluxului de curent electric în diferite medii. Fizica fenomenelor
Curent electric în solide: metale, semiconductori și dielectrici
Atunci când se analizează problema fluxului de curent electric, este necesar să se ia în considerare prezența diferiților purtători de curent - sarcini elementare - caracteristice unei stări fizice date a materiei. Substanța în sine poate fi solidă, lichidă sau gazoasă. Un exemplu unic de astfel de stări observate în condiții obișnuite este starea monoxidului dihidrogen sau, cu alte cuvinte, hidroxidului de hidrogen sau, pur și simplu, apei obișnuite. Îi observăm faza solidă, luând bucăți de gheață din congelator pentru a răci băuturile, baza cărora majoritatea este apa lichidă. Și atunci când preparăm ceai sau cafea instant, îl umplem cu apă clocotită, iar pregătirea acestuia din urmă este controlată de apariția de ceață, constând din picături de apă, care se condensează în aerul rece din vaporii de apă gazoși care ies din gura de ceainic.
Există, de asemenea, o a patra stare a materiei, numită plasmă, care alcătuiește straturile superioare ale stelelor, ionosfera Pământului, flacără, arc electric și materie în lămpile fluorescente. Plasma la temperaturi ridicate este dificil de reprodus în laboratoarele terestre, deoarece necesită temperaturi foarte ridicate - peste 1.000.000 K.
În ceea ce privește structura, solidele sunt împărțite în cristaline și amorfe. Substanțele cristaline au o structură geometrică ordonată; atomii sau moleculele unei astfel de substanțe formează un fel de rețele volumetrice sau plane; materialele cristaline includ metalele, aliajele lor și semiconductorii. Aceeași apă sub formă de fulgi de zăpadă (cristale de diferite forme care nu se repetă) ilustrează perfect conceptul de substanțe cristaline. Substanțele amorfe nu au rețea cristalină; această structură este tipică pentru dielectrice.
În condiții normale, curentul din materialele solide curge datorită mișcării electronilor liberi formați din electronii de valență ai atomilor. Din punctul de vedere al comportamentului materialelor atunci când un curent electric este trecut prin ele, acestea din urmă sunt împărțite în conductori, semiconductori și izolatori. Proprietățile diferitelor materiale, conform teoriei benzii de conducție, sunt determinate de lățimea benzii interzise în care electronii nu pot fi. Izolatorii au cel mai mare decalaj energetic, ajungând uneori la 15 eV. La o temperatură de zero absolut, izolatorii și semiconductorii nu au electroni în banda de conducere, dar la temperatura camerei va exista deja o anumită cantitate de electroni scoși din banda de valență din cauza energiei termice. În conductoare (metale), banda de conducție și banda de valență se suprapun, prin urmare, la o temperatură de zero absolut, există un număr suficient de mare de electroni - conductori de curent, care se păstrează chiar și la temperaturi mai ridicate ale materialelor, până la nivelul lor complet topire. Semiconductorii au mici goluri interzise, \u200b\u200biar capacitatea lor de a conduce curent electric este foarte dependentă de temperatură, radiații și alți factori, precum și de prezența impurităților.
Un caz separat este fluxul de curent electric prin așa-numiții supraconductori - materiale care au rezistență zero la fluxul de curent. Electronii de conducere ai acestor materiale formează ansambluri de particule care sunt interconectate datorită efectelor cuantice.
Izolatorii, după cum sugerează și numele lor, sunt extrem de slabi la conducerea curentului electric. Această proprietate a izolatorilor este utilizată pentru a limita fluxul de curent între suprafețele conductoare ale diferitelor materiale.
Pe lângă existența curenților în conductori cu câmp magnetic constant, în prezența unui curent alternativ și a unui câmp magnetic alternativ asociat, există efecte asociate schimbării acestuia sau a așa-numiților curenți „turbionari”, altfel numiți curenți Foucault . Cu cât fluxul magnetic se schimbă mai repede, cu atât sunt mai puternici curenții turbionari, care nu curg de-a lungul anumitor căi din fire, ci, fiind închise în conductor, formează circuite vortex.
Curenții turbionari prezintă un efect de piele, care se reduce la faptul că curentul alternativ și fluxul magnetic se propagă în principal în stratul de suprafață al conductorului, ceea ce duce la pierderi de energie. Pentru a reduce pierderile de energie pentru curenții turbionari, se utilizează separarea circuitelor magnetice de curent alternativ în plăci separate izolate electric.
Curent electric în lichide (electroliți)
Toate lichidele, într-un grad sau altul, sunt capabile să conducă curent electric atunci când este aplicată o tensiune electrică. Aceste lichide se numesc electroliți. Purtătorii de curent din ei sunt ioni încărcați pozitiv și negativ - respectiv, cationi și anioni care există într-o soluție de substanțe datorită disocierii electrolitice. Curentul din electroliți datorat mișcării ionilor, spre deosebire de curentul datorat mișcării electronilor, caracteristic metalelor, este însoțit de transferul de materie la electrozi cu formarea de noi compuși chimici în apropierea lor sau depunerea de aceste substanțe sau compuși noi pe electrozi.
Acest fenomen a pus bazele electrochimiei moderne, cuantificând gram-echivalenții diferitelor substanțe chimice, transformând astfel chimia anorganică într-o știință exactă. Dezvoltarea ulterioară a chimiei electroliților a făcut posibilă crearea unor surse de curent chimic cu o singură încărcare și reîncărcabile (baterii uscate, acumulatori și celule de combustibil), care, la rândul lor, au dat un impuls uriaș dezvoltării tehnologiei. Uită-te doar sub capota mașinii tale pentru a vedea rezultatele eforturilor generațiilor de oameni de știință și ingineri chimici sub forma unei baterii auto.
Un număr mare de procese tehnologice bazate pe fluxul de curent în electroliți permite nu numai să ofere un aspect spectaculos produselor finale (crom și nichelare), ci și să le protejeze de coroziune. Depunerile electrochimice și procesele de gravare electrochimică formează coloana vertebrală a producției moderne de electronice. În prezent, acestea sunt cele mai solicitate procese tehnologice, numărul de componente fabricate care utilizează aceste tehnologii este estimat la zeci de miliarde de unități pe an.
Curent electric în gaze
Curentul electric din gaze se datorează prezenței electronilor liberi și a ionilor în ele. Datorită rarității lor, gazele se caracterizează printr-o lungime mare a căii înainte de coliziunea moleculelor și a ionilor; din această cauză, fluxul de curent prin ele în condiții normale este relativ dificil. Același lucru se poate spune și pentru amestecurile de gaze. Amestecul natural de gaze este aerul atmosferic, care este considerat un bun izolator în electrotehnică. Acesta este și cazul altor gaze și amestecurilor lor în condiții fizice normale.
Fluxul de curent în gaze depinde în mare măsură de diverși factori fizici, cum ar fi presiunea, temperatura, compoziția amestecului. În plus, diferite tipuri de radiații ionizante au efect. Deci, de exemplu, fiind iluminate cu ultraviolete sau cu raze X sau fiind sub influența particulelor de catod sau anod sau a particulelor emise de substanțe radioactive sau, în cele din urmă, sub influența temperaturilor ridicate, gazele dobândesc proprietatea de a conduce mai bine curent electric.
Procesul endoterm de formare a ionilor ca urmare a absorbției energiei de către atomii neutri electric sau moleculele de gaz se numește ionizare. După ce a primit suficientă energie, un electron sau mai mulți electroni ai cochiliei externe a electronilor, depășind bariera potențială, părăsesc atomul sau molecula, devenind electroni liberi. În același timp, un atom sau o moleculă de gaz devin ioni încărcați pozitiv. Electronii liberi se pot atașa la atomi sau molecule neutre pentru a forma ioni încărcați negativ. Ionii pozitivi pot recapta electronii liberi la coliziune, devenind astfel din nou neutri din punct de vedere electric. Acest proces se numește recombinare.
Trecerea curentului prin mediul gazos este însoțită de o modificare a stării gazului, care predetermină natura complexă a dependenței curentului de tensiunea aplicată și, în general, respectă legea lui Ohm doar la curenți mici.
Faceți distincția între descărcările de gaze care nu se auto-susțin și cele care se autosusțin. Într-o descărcare care nu se autosusține, curentul din gaz există doar în prezența factorilor ionizatori externi; în absența lor, nu există curent semnificativ în gaz. Într-o descărcare auto-susținută, curentul este menținut datorită ionizării prin impact a atomilor și moleculelor neutre în coliziuni cu electroni liberi și ioni accelerați de un câmp electric, chiar și după îndepărtarea influențelor ionizante externe.
O descărcare care nu se autosusține, cu o mică valoare a diferenței de potențial între anod și catod în gaz, se numește descărcare silențioasă. Cu o creștere a tensiunii, puterea curentului crește mai întâi proporțional cu tensiunea (secțiunea OA pe caracteristica curent-tensiune a unei descărcări liniștite), apoi creșterea curentului încetinește (secțiunea curbei AB). Când toate particulele generate de ionizator pleacă în același timp către catod și către anod, curentul nu crește odată cu creșterea tensiunii (secțiunea graficului BC). Cu o creștere suplimentară a tensiunii, curentul crește din nou, iar descărcarea silențioasă se transformă într-o descărcare de avalanșă care nu se autosusține. Un tip de descărcare care nu se auto-susține este o descărcare strălucitoare, care creează lumină în lămpile cu descărcare de gaz de diferite culori și scopuri.
Tranziția unei descărcări electrice neasistate într-un gaz într-o descărcare autosusținută se caracterizează printr-o creștere bruscă a curentului (punctul E de pe curba caracteristică curent-tensiune). Se numește avarie electrică de gaz.
Toate tipurile de descărcări de mai sus aparțin tipurilor de descărcare în stare de echilibru, ale căror caracteristici principale nu depind de timp. În plus față de descărcările la starea de echilibru, există descărcări tranzitorii, care apar de obicei în câmpuri electrice puternice neuniforme, de exemplu, la suprafețele ascuțite și curbate ale conductoarelor și electrozilor. Există două tipuri de descărcări tranzitorii: corona și descărcări de scânteie.
Într-o descărcare cu coroană, ionizarea nu duce la defectare; este pur și simplu un proces repetitiv de aprindere a unei descărcări care nu se autosusțin într-un spațiu restrâns lângă conductori. Un exemplu de descărcare coronală este strălucirea aerului atmosferic lângă antene, paratrăsneturi sau linii electrice de înaltă tensiune. Descărcarea Corona pe liniile electrice duce la pierderi de energie. Pe vremuri, această strălucire de pe vârfurile catargelor era familiară pentru marinarii flotei de navigație ca luminile Sfântului Elmo. Descărcarea Corona este utilizată în imprimantele laser și copiatoarele electrografice, unde este formată dintr-un corotron, un șir metalic la care se aplică o tensiune înaltă. Acest lucru este necesar pentru ionizarea gazului pentru a încărca tamburul fotosensibil. În acest caz, descărcarea coroanei este benefică.
O descărcare de scânteie, spre deosebire de o descărcare coronală, duce la o defecțiune și are forma unor filamente luminoase intermitente-canale pline cu gaz ionizat, care apar și dispar, însoțite de eliberarea unei cantități mari de căldură și o strălucire strălucitoare. . Un exemplu de descărcare naturală de scânteie este fulgerul, în care curentul poate atinge valori de zeci de kiloamperi. Formarea fulgerului în sine este precedată de crearea unui canal de conducție, așa-numitul lider „întunecat” descendent, care împreună cu liderul ascendent indus formează un canal conductiv. Fulgerul este de obicei o descărcare multiplă de scânteie în canalul de conducere format. O descărcare puternică cu scânteie și-a găsit aplicația tehnică și în unitățile de bliț compacte, în care descărcarea are loc între electrozii unui tub de sticlă de cuarț umplut cu un amestec de gaze nobile ionizate.
Defecțiunea pe termen lung a gazelor se numește descărcare de arc și este utilizată în tehnologia de sudare, care este piatra de temelie a tehnologiilor moderne de construcții din oțel, de la zgârie-nori la portavioane și automobile. Este folosit atât pentru sudare, cât și pentru tăierea metalelor; diferența dintre procese se datorează puterii curentului curent. La valori relativ mai mici ale curentului, metalele sunt sudate, la valori mai mari ale curentului de descărcare a arcului, metalul este tăiat datorită îndepărtării metalului topit de sub arcul electric prin diferite metode.
Alte utilizări pentru descărcarea arcului în gaze sunt lămpile cu descărcare de gaz care dispersează întunericul pe străzile, piețele și stadioanele noastre (lămpi de sodiu) sau lămpile cu halogen auto, care au înlocuit acum lămpile incandescente convenționale din farurile auto.
Curent electric în vid
Vacuumul este un dielectric ideal, prin urmare, curentul electric în vid este posibil numai în prezența purtătorilor liberi sub formă de electroni sau ioni, care sunt generați datorită emisiilor termice sau fotoemise sau prin alte metode.
Principala metodă de obținere a curentului în vid în detrimentul electronilor este metoda emisiei termionice de electroni de către metale. În jurul electrodului încălzit, numit catod, se formează un nor de electroni liberi, care asigură fluxul de curent electric în prezența unui al doilea electrod, numit anod, cu condiția să existe o tensiune adecvată între ei a polarității necesare. Astfel de dispozitive electrovacuum se numesc diode și au proprietatea unei conductivități de curent unilaterale, blocându-se la tensiune inversă. Această proprietate este utilizată pentru rectificarea unui curent alternativ, care este convertit de un sistem de diode într-un curent continuu pulsat.
Adăugarea unui electrod suplimentar, numit rețea situată în apropierea catodului, face posibilă obținerea unui triod al elementului de amplificare, în care mici modificări ale tensiunii pe rețea în raport cu catodul permit obținerea unor schimbări semnificative ale curentului de curgere, și, în consecință, modificări semnificative de tensiune asupra sarcinii conectate în serie cu lampa în raport cu sursa de alimentare, care este utilizată pentru a amplifica diferite semnale.
Utilizarea dispozitivelor electrovacuum sub formă de triode și dispozitive cu un număr mare de rețele în diverse scopuri (tetrode, pentode și chiar heptode) a revoluționat generarea și amplificarea semnalelor de frecvență radio și a condus la crearea de radiodifuziuni moderne de televiziune și radio sisteme.
Din punct de vedere istoric, prima a fost dezvoltarea radiodifuziunii cu precizie, deoarece metodele de conversie a semnalelor de frecvență relativ joasă și transmiterea acestora, precum și circuitele dispozitivelor de recepție cu amplificare și conversie a frecvenței radio și transformarea acestuia într-un semnal acustic, au fost relativ simplu.
La crearea televizorului pentru conversia semnalelor optice, au fost utilizate dispozitive electrice de vid - iconoscoape, unde electronii au fost emiși din cauza fotoemisiei de la lumina incidentă. Amplificarea suplimentară a semnalului a fost efectuată de amplificatoare bazate pe tuburi electronice. Pentru transformarea inversă a semnalului de televiziune s-au folosit kinescopuri, care dădeau o imagine datorită fluorescenței materialului ecranului sub influența electronilor accelerați la energii mari sub influența unei tensiuni de accelerare. Sistemul sincronizat pentru citirea semnalelor iconoscopului și sistemul de scanare a imaginii kinescopului au creat o imagine de televiziune. Primele tuburi de imagine au fost monocrome.
Ulterior, au fost create sisteme de televiziune color, în care iconoscoapele care citesc imaginea au reacționat doar la propria culoare (roșu, albastru sau verde). Elementele emitente ale tuburilor de imagine (fosfor color), datorită fluxului de curent generat de așa-numitele „tunuri electronice”, reacționând la lovirea electronilor accelerați, au emis lumină într-un anumit interval de intensitate adecvată. Au fost folosite măști speciale de protecție pentru a se asigura că grinzile de la armele de fiecare culoare ating propriul lor fosfor.
Echipamentele moderne de radiodifuziune de televiziune și radio se bazează pe elemente mai progresive, cu consum redus de energie - semiconductori.
Una dintre metodele larg răspândite de obținere a imaginilor organelor interne este metoda fluoroscopiei, în care electronii emiși de catod primesc o accelerație atât de semnificativă încât, atunci când lovesc anodul, generează raze X care pot pătrunde în țesuturile moi ale corpul uman. Radiografiile oferă medicilor informații unice despre leziunile osoase, starea dinților și unele organe interne, dezvăluind chiar o boală atât de formidabilă precum cancerul pulmonar.
În general, curenții electrici formați ca urmare a mișcării electronilor în vid au o gamă largă de aplicații, care includ toate tuburile radio, acceleratoarele de particule încărcate, spectrometre de masă, microscopuri electronice, generatoare de vid cu microunde, sub formă de undă călătorie lămpi, glitroni etc. magnetroni. Apropo, magnetronii ne încălzesc sau gătesc mâncarea în cuptoarele cu microunde.
Recent, tehnologia aplicării straturilor de film în vid, care joacă rolul atât a straturilor protecto-decorative, cât și a straturilor funcționale, a avut o mare importanță. Ca atare, sunt utilizate acoperiri cu metale și aliajele lor și compușii lor cu oxigen, azot și carbon. Astfel de acoperiri modifică proprietățile electrice, optice, mecanice, magnetice, corozive și catalitice ale suprafețelor acoperite sau combină mai multe proprietăți simultan.
Compoziția chimică complexă a acoperirilor poate fi obținută numai folosind tehnica pulverizării ionice în vid, ale cărei varietăți sunt pulverizarea catodică sau modificarea sa industrială - pulverizarea magnetronică. În cele din urmă este curent electric datorită ionilor, precipită componente pe suprafața depusă, conferindu-i noi proprietăți.
În acest mod este posibil să se obțină așa-numitele acoperiri reactive ionice (pelicule de nitruri, carburi, oxizi metalici), care au un complex de extraordinare proprietăți mecanice, termofizice și optice (cu duritate ridicată, rezistență la uzură, și conductivitatea termică, densitatea optică), care nu poate fi obținută prin alte metode ...
Curent electric în biologie și medicină
Cunoașterea comportamentului curenților în obiectele biologice oferă biologilor și medicilor o metodă puternică de cercetare, diagnostic și tratament.
Din punct de vedere al electrochimiei, toate obiectele biologice conțin electroliți, indiferent de caracteristicile structurale ale acestui obiect.
Când se ia în considerare fluxul de curent prin obiecte biologice, este necesar să se țină seama de structura lor celulară. Un element esențial al celulei este membrana celulară - învelișul exterior care protejează celula de efectele factorilor de mediu nefavorabili datorită permeabilității sale selective la diferite substanțe. Din punct de vedere al fizicii, membrana celulară poate fi imaginată ca o conexiune paralelă a unui condensator și a mai multor lanțuri ale unei surse de curent și a unui rezistor conectat în serie. Aceasta predetermină dependența conductivității electrice a materialului biologic de frecvența tensiunii aplicate și de forma oscilațiilor sale.
Țesutul biologic este format din celule ale organului însuși, lichid intercelular (limfă), vase de sânge și celule nervoase. Acestea din urmă, ca răspuns la acțiunea unui curent electric, răspund cu entuziasm, forțând mușchii și vasele de sânge ale animalului să se contracte și să se relaxeze. Trebuie remarcat faptul că fluxul de curent în țesutul biologic este neliniar.
Experimentele medicului, anatomistului, fiziologului și fizicianului italian Luigi Galvani, care a devenit unul dintre fondatorii electrofiziologiei, pot servi ca exemplu clasic al efectului curentului electric asupra unui obiect biologic. În experimentele sale, trecerea unui curent electric prin nervii piciorului broaștei a dus la contracția musculară și la zvâcnirea piciorului. În 1791, faimoasa descoperire a lui Galvani a fost descrisă în „Tratatul său cu privire la forțele electricității în mișcare musculară”. Fenomenele în sine, descoperite de Galvani, au fost numite „galvanism” în manuale și articole științifice pentru o lungă perioadă de timp. Acest termen este încă păstrat în numele unor dispozitive și procese.
Dezvoltarea ulterioară a electrofiziologiei este strâns legată de neurofiziologie. În 1875, independent unul de celălalt, chirurgul și fiziologul englez Richard Caton și fiziologul rus V. Ya. Danilevsky au arătat că creierul este un generator de activitate electrică, adică biocurenții creierului au fost descoperiți.
Obiectele biologice pe parcursul vieții lor creează nu numai microcurenți, ci și tensiuni și curenți mari. În mod semnificativ mai devreme, Galvani, anatomistul englez John Walsh, a dovedit natura electrică a grevei de stingray, iar chirurgul și anatomistul scoțian John Hunter a dat o descriere exactă a organului electric al acestui animal. Cercetările lui Walsh și Hunter au fost publicate în 1773.
În biologia și medicina modernă, se utilizează diverse metode de studiere a organismelor vii, atât invazive, cât și neinvazive.
Un exemplu clasic de metode invazive este un șobolan de laborator cu un pachet de electrozi implantat în creier, care traversează labirinturi sau rezolvă alte probleme atribuite acestuia de către oamenii de știință.
Metodele neinvazive includ studii familiare precum luarea unei encefalograme sau a unei electrocardiograme. În acest caz, electrozii care citesc biocurenții inimii sau creierului elimină curenții direct de pe pielea subiectului. Pentru a îmbunătăți contactul cu electrozii, pielea este umezită cu ser fiziologic, care este un bun electrolit conductiv.
Pe lângă utilizarea curentului electric în cercetarea științifică și controlul tehnic al stării diferitelor procese și reacții chimice, unul dintre cele mai dramatice momente ale aplicării sale, cunoscut publicului larg, este lansarea inimii „oprite” a orice erou al unui film modern.
Într-adevăr, fluxul unui impuls pe termen scurt al unui curent semnificativ numai în cazuri izolate este capabil să declanșeze o inimă oprită. Cel mai adesea, ritmul său normal este restabilit dintr-o stare de contracții convulsive haotice numite fibrilație cardiacă. Dispozitivele utilizate pentru restabilirea ritmului normal al contracțiilor cardiace se numesc defibrilatoare. Un defibrilator automat modern în sine efectuează o cardiogramă, determină fibrilația ventriculilor inimii și decide de unul singur dacă să șocheze sau nu să șocheze - poate fi suficient pentru a trece un mic puls de declanșare prin inimă. Există o tendință către instalarea defibrilatoarelor automate în locuri publice, care pot reduce semnificativ numărul de decese cauzate de stop cardiac neașteptat.
Medicii de urgență nu au nicio îndoială cu privire la utilizarea defibrilării - instruiți pentru a determina rapid starea fizică a unui pacient dintr-o cardiogramă, iau decizii mult mai repede decât un defibrilator automat destinat publicului larg.
De asemenea, va fi adecvat să menționăm factorii de ritm cardiac artificiali, numiți altfel stimulatori cardiaci. Aceste dispozitive sunt implantate sub piele sau sub mușchiul pectoral al unei persoane, iar un astfel de dispozitiv prin electrozi furnizează impulsuri curente cu o tensiune de aproximativ 3 V către miocard (mușchiul inimii), stimulând funcționarea normală a inimii. Pacemaker-urile moderne sunt capabile să ofere o funcționare neîntreruptă timp de 6-14 ani.
Caracteristicile curentului electric, generarea și aplicarea acestuia
Curentul electric se caracterizează prin dimensiunea și forma sa. În funcție de comportamentul său în timp, se disting curentul continuu (care nu se schimbă în timp), curentul aperiodic (schimbându-se în mod arbitrar în timp) și curentul alternativ (schimbându-se în timp în conformitate cu o anumită lege, de obicei periodică). Uneori, pentru a rezolva diverse probleme, este necesară disponibilitatea simultană a curentului alternativ și continuu. În acest caz, vorbim de curent alternativ cu o componentă constantă.
Din punct de vedere istoric, a apărut primul generator de curent triboelectric, care a generat curent datorită frecării lânii pe o bucată de chihlimbar. Generatoarele de curent mai avansate de acest tip sunt acum numite generatoare Van de Graaff, după inventatorul primei soluții tehnice pentru astfel de mașini.
După cum sa menționat mai sus, fizicianul italian Alessandro Volta a inventat un generator electrochimic de curent continuu, care a devenit predecesorul bateriilor uscate, acumulatorilor și pilelor de combustibil, pe care le folosim și astăzi ca surse de alimentare convenabile pentru o varietate de dispozitive - de la ceasuri de mână și smartphone-uri până la doar baterii auto și baterii de tracțiune.Vehicule electrice Tesla.
În plus față de aceste generatoare de curent continuu, există generatoare de curent bazate pe descompunerea nucleară directă a izotopilor și generatoare de curent magnetohidrodinamic (generatoare MHD), care sunt încă de utilizare limitată datorită puterii lor reduse, bazei tehnologice slabe pentru utilizarea pe scară largă și din alte motive . Cu toate acestea, sursele de energie radioizotopice sunt utilizate pe scară largă acolo unde este necesară o autonomie completă: în spațiu, pe vehiculele de mare adâncime și stațiile hidroacustice, pe faruri, geamanduri, precum și în nordul îndepărtat, în Arctica și Antarctica.
În electrotehnică, generatoarele de curent sunt clasificate în generatoare de curent continuu și generatoare de curent alternativ.
Toți acești generatori se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică descoperit de Michael Faraday în 1831. Faraday a construit primul generator unipolar de mică putere pentru a furniza curent continuu. Primul alternator a fost propus de un autor anonim sub inițialele latine R.M. într-o scrisoare către Faraday din 1832. După publicarea scrisorii, Faraday a primit o scrisoare de mulțumire de la același autor anonim, cu un circuit de generator îmbunătățit în 1833, în care un inel de oțel suplimentar (jug) a fost folosit pentru a închide fluxurile magnetice ale miezurilor de înfășurare.
Cu toate acestea, la acea vreme, nu se găsea nicio aplicație pentru curent alternativ, deoarece pentru toate aplicațiile practice ale electricității din acea vreme (electrotehnică pentru mine, electrochimie, noua telegrafie electromagnetică, primele motoare electrice), era necesar curent continuu. Prin urmare, în viitor, inventatorii și-au îndreptat eforturile pentru a construi generatoare care să dea curent electric direct, dezvoltând diferite dispozitive de comutare în aceste scopuri.
Unul dintre primii generatori care a găsit aplicații practice a fost generatorul magnetoelectric al academicianului rus BS S. Yakobi. Acest generator a fost adoptat de echipele galvanice ale armatei ruse, care l-au folosit pentru a aprinde siguranțele miniere. Modificări îmbunătățite ale generatorului Jacobi sunt încă utilizate pentru activarea de la distanță a încărcăturilor miniere, ceea ce se reflectă pe larg în filmele de istorie militară în care sabotorii sau gherilele subminează podurile, trenurile sau alte obiecte.
Ulterior, lupta dintre generarea de curent continuu sau alternativ cu succes variabil a fost purtată în rândul inventatorilor și inginerilor practici, ceea ce a dus la apogeul confruntării dintre titanii industriei moderne a energiei electrice: Thomas Edison cu General Electric, pe de o parte. , și Nikola Tesla cu Westinghouse, pe de altă parte. Capital puternic a câștigat, iar evoluțiile Tesla în domeniul generării, transmiterii și transformării curentului electric alternativ au devenit o proprietate națională a societății americane, care, într-o mare măsură, a contribuit ulterior la dominarea tehnologică a Statelor Unite.
Pe lângă generarea efectivă de energie electrică pentru diverse nevoi, bazată pe conversia mișcării mecanice în electricitate, datorită reversibilității mașinilor electrice, a devenit posibilă inversarea conversiei curentului electric în mișcare mecanică, realizată de curent continuu și curent alternativ motoare. Poate că acestea sunt cele mai frecvente mașini din vremea noastră, inclusiv demarorile pentru mașini și motociclete, unitățile pentru mașinile industriale și diverse aparate de uz casnic. Folosind diverse modificări ale unor astfel de dispozitive, am devenit jucători de toate meseriile, suntem capabili să planificăm, să vedem, să forăm și să morim. Iar în computerele noastre, datorită motoarelor de curent continuu miniaturale de precizie, hard disk-urile și unitățile optice se învârt.
În plus față de motoarele electromecanice obișnuite, datorită fluxului de curent electric, motoarele cu ioni funcționează, folosind principiul propulsiei cu jet atunci când sunt emise ioni de materie accelerați, în timp ce, practic, sunt utilizați în spațiul cosmic pe sateliți mici pentru a le lansa în orbitele dorite. Și motoarele cu fotoni din secolul 22, care până acum există doar în proiect și care vor fi transportate de viitoarele noastre nave interstelare la viteză subluminală, cel mai probabil, vor funcționa și pe curent electric.
Pentru crearea de elemente electronice și pentru creșterea cristalelor în diverse scopuri, din motive tehnologice, sunt necesare generatoare de curent continuu ultra-stabile. Astfel de generatoare de curent continuu pe componente electronice se numesc stabilizatori de curent.
Măsurarea curentului electric
Trebuie remarcat faptul că dispozitivele pentru măsurarea curentului (microammetre, miliammetre, ampermetre) sunt foarte diferite unele de altele, în primul rând în ceea ce privește tipul de structuri și principiile de funcționare - acestea pot fi dispozitive de curent continuu, curent alternativ de joasă frecvență și curent alternativ de înaltă frecvență .
Conform principiului de funcționare, se disting dispozitivele electromecanice, magnetoelectrice, electromagnetice, magnetodinamice, electrodinamice, de inducție, termoelectrice și electronice. Majoritatea manometrelor pentru măsurarea curenților constau dintr-o combinație dintr-un cadru în mișcare / staționar cu o bobină înfășurată și un magnet staționar / în mișcare. Datorită acestui design, un ampermetru tipic are un circuit echivalent de inductanță și rezistență conectat în serie, manevrat de un condensator. Din această cauză, răspunsul de frecvență al ampermetrelor cu cadran are o scădere a frecvențelor înalte.
Baza acestora este un galvanometru miniatural, iar diferite limite de măsurare sunt atinse prin utilizarea șunturilor suplimentare - rezistențe cu rezistență scăzută, care sunt ordine de mărime mai mici decât rezistența galvanometrului de măsurare. Astfel, pe baza unui dispozitiv, pot fi create dispozitive pentru măsurarea curenților de diferite domenii - microammetre, miliammetre, ampermetre și chiar kiloammetre.
În general, în practica de măsurare, comportamentul curentului măsurat este important - poate fi o funcție a timpului și poate avea o formă diferită - poate fi constant, armonic, narmonic, pulsat și așa mai departe, iar amploarea sa este obișnuită caracterizează modurile de funcționare ale circuitelor și dispozitivelor radio. Se disting următoarele valori curente:
- instant,
- amplitudine,
- in medie,
- pătrat mediu rădăcină (efectiv).
Valoarea instantanee a curentului I i este valoarea curentului într-un anumit moment. Poate fi observat pe ecranul osciloscopului și determinat pentru fiecare moment din oscilogramă.
Valoarea amplitudinii (vârfului) curentului I m este cea mai mare valoare instantanee a curentului pentru perioada respectivă.
Valoarea pătrată medie efectivă (efectivă) a curentului I este definită ca rădăcina pătrată a mediei pe perioada pătratului valorilor curente instantanee.
Toate ampermetrele cadranului sunt de obicei calibrate în valori curente rms.
Valoarea medie (componenta constantă) a curentului este media aritmetică a tuturor valorilor sale instantanee în timpul măsurării.
Diferența dintre valorile maxime și minime ale curentului semnalului se numește swing swing.
Acum, în principal, atât instrumentele digitale multifuncționale, cât și osciloscoapele sunt utilizate pentru măsurarea curentului - ecranele lor afișează nu numai forma tensiune / curent, dar și caracteristicile esențiale ale semnalului. Frecvența schimbării semnalelor periodice aparține, de asemenea, unor astfel de caracteristici; prin urmare, limita de frecvență a măsurătorilor dispozitivului este importantă în tehnica de măsurare.
Măsurarea curentului cu un osciloscop
O ilustrare a celor de mai sus va fi o serie de experimente privind măsurarea valorilor RMS și a curentului de vârf al semnalelor sinusoidale și triunghiulare utilizând un generator de semnal, un osciloscop și un dispozitiv digital multifuncțional (multimetru).
Schema generală a experimentului nr. 1 este prezentată mai jos:
Generatorul de semnal (FG) este încărcat pe conexiunea serie a multimetrului (MM), rezistența la șunt Rs \u003d 100 Ω și rezistența la sarcină R este de 1 kΩ. Osciloscopul OS este conectat în paralel cu rezistența la șunt R s. Valoarea rezistenței la șunt este selectată din condiția R s< Să aplicăm un semnal sinusoidal de la un generator cu o frecvență de 60 Hz și o amplitudine de 9 volți la rezistența la sarcină. Apăsați butonul Auto Set foarte convenabil și vom observa semnalul prezentat în Fig. 1. Balansarea semnalului este de aproximativ cinci mari diviziuni la o scară de 200 mV. Multimetrul arată apoi o valoare curentă de 3,1 mA. Osciloscopul determină valoarea RMS a tensiunii semnalului pe rezistorul de măsurare U \u003d 312 mV. Valoarea efectivă a curentului prin rezistența R s este determinată de legea lui Ohm: I RMS \u003d U RMS / R \u003d 0,31 V / 100 Ohm \u003d 3,1 mA, care corespunde citirii multimetrului (3,10 mA). Rețineți că balansul de curent prin circuitul nostru de două rezistențe și un multimetru conectat în serie este I P-P \u003d U P-P / R \u003d 0,89 V / 100 Ohm \u003d 8,9 mA Se știe că valorile de vârf și RMS ale curentului și tensiunii pentru un semnal sinusoidal diferă de √2 ori. Dacă înmulțiți I RMS \u003d 3,1 mA cu √2, obțineți 4,38. Dublăm această valoare și obținem 8,8 mA, care este aproape același cu curentul măsurat cu osciloscopul (8,9 mA). Reduceți semnalul de la generator la jumătate. Scopul imaginii de pe osciloscop va fi redus cu aproximativ aproximativ jumătate (464 mV), iar multimetrul va arăta o valoare de curent aproximativ înjumătățită de 1,55 mA. Determinați citirile valorii curente efective pe osciloscop: I RMS \u003d U RMS / R \u003d 0,152 V / 100 Ohm \u003d 1,52 mA, care corespunde aproximativ cu citirea multimetrului (1,55 mA). Să creștem frecvența generatorului la 10 kHz. În acest caz, imaginea de pe osciloscop se va schimba, dar oscilația semnalului va rămâne aceeași, iar citirile multimetrului vor scădea - gama de frecvențe de funcționare admisibilă a multimetrului afectează. Să ne întoarcem la generatorul de semnal original de 60 Hz și 9 V, dar schimbăm formă semnalul său de la sinusoidal la triunghiular. Scopul imaginii de pe osciloscop a rămas același, iar citirile multimetrului au scăzut în comparație cu valoarea curentă, pe care a arătat-o \u200b\u200bîn experimentul nr. 1, deoarece valoarea efectivă a curentului semnalului s-a schimbat. Osciloscopul arată, de asemenea, scăderea tensiunii RM măsurată pe rezistorul Rs \u003d 100 ohmi. Suport de piedestal de casă cu teleprompter cu funcții complete și monitoare pentru studio video acasă Pentru a răspunde la această întrebare, în general, simplă, trebuie să luăm încă o dată în considerare pe scurt mărimi fizice precum curentul (A), tensiunea (V) și puterea (W). Sunt foarte strâns legate între ele și nu pot exista unul fără celălalt. Știm foarte bine că crearea și întreținerea curentului electric este complet dependentă de câmpul electric. depinde în mod direct de amploarea câmpului electric. Pentru o mai bună înțelegere a acestei relații, vom încerca să caracterizăm aceste concepte în termeni cantitativi. Amperajul nu este un nume foarte bun pentru acest proces. A apărut într-un moment în care era departe de a fi clar ce era. La urma urmei, aceasta nu este deloc o forță, ca atare, ci numărul de electroni (electricitate) care curge prin secțiunea transversală a conductorului într-o secundă. Această valoare poate fi afișată ca număr de electroni care trec prin conductor pe secundă. Cu toate acestea, încărcarea unui electron este foarte mică. Este inutilizabil în practică. De exemplu: 2x1018 electroni trec prin filamentul unui bec obișnuit de lanternă într-o secundă. Prin urmare, unitatea de măsură a mărimii sarcinii electrice a început să fie considerată sarcina pe care o au 6.25x1018 electroni. Această încărcare se numește pandantiv. Prin urmare, unitatea finală este un astfel de curent la care o sarcină de 1 coulomb trece prin secțiunea transversală a conductorului într-o secundă. Această unitate a fost numită amper și este încă folosit în ingineria electrică pentru a măsura puterea curentului. Pentru a determina dependența curentului electric de câmpul electric, trebuie să puteți măsura magnitudinea câmpului. La urma urmei, un câmp este o forță care acționează asupra oricărei sarcini, electron sau coulomb. Prezența unei astfel de forțe este caracteristică unui câmp electric. Este foarte dificil să măsoare puterea câmpului, deoarece în diferite locuri ale conductorului nu este același lucru. Un număr mare de măsurători complexe ar trebui efectuate în diferite puncte. În acest sens, amploarea câmpului este caracterizată nu de forța care acționează asupra sarcinilor, ci de munca efectuată de acesta atunci când un pandantiv se mișcă de la un capăt la altul al conductorului. Lucrarea unui câmp electric se numește tensiune. Se mai numește diferența de potențial (+ și -) la capetele conductorului. Unitatea de tensiune se numește volt. Astfel, putem concluziona că conceptul de curent electric este caracterizat prin două mărimi principale: puterea curentului este direct curent electric, tensiunea este magnitudinea câmpului la care curentul în sine este creat. Se pare că puterea depinde direct de tensiune. În cele din urmă, să aruncăm o privire rapidă asupra puterii. Știm deja că U (tensiunea) este lucrarea care se face la mutarea unui coulomb. I este puterea actuală sau numărul de coulombi care trec într-o secundă. Astfel, I x U este un indicator al lucrării complete efectuate în 1 secundă. De fapt, aceasta este puterea curentului electric. Unitatea de putere este watt. Watt \u003d Ampere x Volt sau P \u003d I x U Ampere \u003d Watts / Volt sau I \u003d P / U 4,6 Amperi \u003d 1000W / 220V 2,7 Amperi \u003d 600W / 220V 1,8 Amperi \u003d 400W / 220V 1.1 Ampere \u003d 250W / 220V
Alegem două lucruri din magazin care ar trebui folosite „în tandem”, de exemplu, un fier de călcat și o priză și dintr-o dată întâlnim o problemă - „parametrii electrici” de pe marcaj sunt indicați în unități diferite. Cum se aleg dispozitive și dispozitive adecvate? Cum se convertesc amperi în wați? Trebuie spus imediat că nu se poate face o traducere directă a unităților, deoarece acestea denotă cantități diferite. Watt - indică putere, adică rata la care se consumă energia. Ampere este o unitate de forță care indică rata la care curentul curge printr-o secțiune specifică. Pentru a vă asigura că sistemele electrice funcționează perfect, puteți calcula raportul dintre amperi și wați la o anumită tensiune din rețea. Acesta din urmă este măsurat în volți și poate fi: Având în vedere acest lucru, se face o comparație a indicatorilor. Știind, pe lângă mărimile puterii și puterii, precum și indicatorul de tensiune, puteți converti amperi în wați folosind următoarea formulă: În acest caz, P este puterea în wați, I este curentul în amperi, U este tensiunea în volți. Calculator online Pentru a fi în mod constant „în subiect”, puteți compila pentru dvs. un tabel „amperi-wați” cu parametrii cei mai frecvent întâlniți (1A, 6A, 9A etc.). Acest „grafic de raport” va fi valabil pentru rețelele de tensiune fixă \u200b\u200bși constantă. Pentru calculul cu tensiune alternativă, o altă valoare este inclusă în formulă - factorul de putere (KM). Acum arată așa: Un instrument accesibil, cum ar fi calculatorul online amperi în wați, poate ajuta procesul de conversie mai rapid și mai ușor. Nu uitați că, dacă trebuie să introduceți un număr fracțional în coloană, acest lucru se realizează printr-un punct și nu printr-o virgulă. Astfel, la întrebarea „1 watt - câte amperi?”, Folosind un calculator, puteți da răspunsul - 0,0045. Dar va fi valabil doar pentru o tensiune standard de 220V. Folosind calculatoarele și tabelele prezentate pe internet, nu vă puteți face griji cu privire la formule, ci puteți compara cu ușurință diferite unități de măsură. Acest lucru vă va ajuta să alegeți întrerupătoarele pentru diferite sarcini și să nu vă faceți griji cu privire la aparatele dvs. de uz casnic și la starea cablajului electric. Ampere - masa de wati: De fiecare dată când plecați în vacanță sau într-o călătorie de afaceri, trebuie să luați cu voi o grămadă întreagă de exerciții pentru diferite dispozitive. Recent am cumpărat un încărcător compact Xiaomi cu 4 porturi, care oferă un total de 35 W (7 amperi) sau 2,4 amperi pe port. Încărcarea sa dovedit a fi de foarte înaltă calitate și corespunde pe deplin caracteristicilor declarate, așa că am decis să împărtășesc informații. Revizuire video cu testarea sarcinii Pachet mic cu sigla Mi, principalele caracteristici sunt indicate pe una dintre părți: Inclus: încărcător și instrucțiuni în limba chineză. Dimensiunile sunt foarte compacte, se potrivește ușor în mână, nu va ocupa mult spațiu în călătorie. Există 4 porturi USB pe partea din față. Nu există suport pentru QC2.0 sau QC3.0, dar curentul maxim de 2,4 A per port va încărca rapid smartphone-ul sau tableta fără acesta. Furca este pliabilă și ascunsă în corp. Dezavantajul este că este chinezesc și, în plus, trebuie să utilizați un adaptor care nu este inclus în kit. Dacă utilizați încărcarea acasă, în mod continuu, atunci designul se dovedește a fi destul de greoi: adaptor + încărcare + cablu. Deși l-am adaptat acasă, l-am așezat pe o parte și totul pare destul de civilizat. În călătorii, această întrebare nu contează deloc. Dar, desigur, cea mai interesantă și mai importantă întrebare este respectarea caracteristicilor declarate. Înainte de a scrie o recenzie, am folosit-o acasă mai mult de o lună, ca principală pentru încărcarea gadgeturilor mele. S-a arătat bine în muncă - nu se încălzește, nu face zgomot. Faptul că nu am scris o recenzie mai devreme este legat și de faptul că așteptam o nouă încărcare pentru măsurători exacte ale capacității de încărcare. L-am luat acum câteva zile, dar chinezii au pus un „porc” pe el - sarcina sa dovedit a fi inoperantă ... A trebuit să-l folosesc pe cel vechi, care, în principiu, nu este mai rău, dar pasul în care sarcina poate fi schimbată este de 0,5A, ceea ce nu ne permite să calculăm cu precizie potențialul maxim al încărcătorului. Dar ce este acolo, voi testa pe el. În primul rând, aflăm cât poate oferi încărcătorul maxim în realitate unui port. Să începem cu o încărcare treptată - 0,5A: 1A (de fapt, sarcina consumă puțin mai puțin - 0,95A) 2A (consum real cu o sarcină de 1,88A) Și 2.5A (realizat prin utilizarea 1.88A și includerea suplimentară a unei lanterne la 0.6A) Așa cum putem vedea caracteristici declarate - corespund și încă mai mult. Cu 2.4A declarat, încărcătorul produce 2.5A fără o cădere semnificativă de tensiune. Dar dacă încărcați și mai mult, de exemplu, la 3A, acesta nu mai poate face față - curentul aproape că nu crește și tensiunea cade. Smartphone-ul MI5S consumă 1.75A Smartphone-ul Gemeni consumă 1.43A Acum îl pornim în același timp împreună cu încărcarea. Total în sumă: 1,79A + 1,75A + 1,43A + 2,5A \u003d 7,47A. Acest lucru este chiar mai mare decât capacitățile declarate. Tensiunea scade la 5,05 V - 5,07 V, dar încărcarea reține sarcina. După 5 minute, ea este deja semnificativ caldă și decid să nu o tortur, pentru că încă nu este concepută pentru o astfel de muncă. După ce literalmente a redus ușor sarcina, atunci când smartphone-ul a fost ușor încărcat și a început să ia 1A (scăderea încărcăturii cu 0,5A), observăm imediat o creștere a tensiunii la 5,15V - 5,2V, ceea ce este deja destul de bun. Ca urmare, caracteristicile declarate pe deplin confirmat.Consider că încărcătorul este de înaltă calitate și îl recomand pentru cumpărare.Testul 1
Testul 2
Testul 3
Testul 4
Măsurarea siguranței curentului și tensiunii
Dependența câmpului electric
Măsurarea intensității câmpului
Ce este puterea
Cum se convertesc wați în amperi
Ca exemplu ilustrativ, luați în considerare această opțiune
Înrudit, dar diferit
Traducere „fixă”
„Nuanțe variabile”
6
12
24
48
64
110
220
380
Volt
5 wați
0,83
0,42
0,21
0,10
0,08
0,05
0,02
0,01
Amper
6 wați
1
0,5
0,25
0,13
0,09
0,05
0,03
0,02
Amper
7 wați
1,17
0,58
0,29
0,15
0,11
0,06
0,03
0,02
Amper
8 wați
1,33
0,67
0,33
0,17
0,13
0,07
0,04
0,02
Amper
9 wați
1,5
0,75
0,38
0,19
0,14
0,08
0,04
0,02
Amper
10 wați
1,67
0,83
0,42
0,21
0,16
0,09
0,05
0,03
Amper
20 wați
3,33
1,67
0,83
0,42
0,31
0,18
0,09
0,05
Amper
30 wați
5,00
2,5
1,25
0,63
0,47
0,27
0,14
0,03
Amper
40 W
6,67
3,33
1,67
0,83
0,63
0,36
0,13
0,11
Amper
50 wați
8,33
4,17
2,03
1,04
0,78
0,45
0,23
0,13
Amper
60 W
10,00
5
2,50
1,25
0,94
0,55
0,27
0,16
Amper
70 wați
11,67
5,83
2,92
1,46
1,09
0,64
0,32
0,18
Amper
80 wați
13,33
6,67
3,33
1,67
1,25
0,73
0,36
0,21
Amper
90 wați
15,00
7,50
3,75
1,88
1,41
0,82
0,41
0,24
Amper
100 W
16,67
3,33
4,17
2,08
1,56
,091
0,45
0,26
Amper
200 W
33,33
16,67
8,33
4,17
3,13
1,32
0,91
0,53
Amper
300 wați
50,00
25,00
12,50
6,25
4,69
2,73
1,36
0,79
Amper
400 wați
66,67
33,33
16,7
8,33
6,25
3,64
1,82
1,05
Amper
500 wați
83,33
41,67
20,83
10,4
7,81
4,55
2,27
1,32
Amper
600 wați
100,00
50,00
25,00
12,50
9,38
5,45
2,73
1,58
Amper
700 W
116,67
58,33
29,17
14,58
10,94
6,36
3,18
1,84
Amper
800 wați
133,33
66,67
33,33
16,67
12,50
7,27
3,64
2,11
Amper
900 W
150,00
75,00
37,50
13,75
14,06
8,18
4,09
2,37
Amper
1000 W
166,67
83,33
41,67
20,33
15,63
9,09
4,55
2,63
Amper
1100 wați
183,33
91,67
45,83
22,92
17,19
10,00
5,00
2,89
Amper
1200 wați
200
100,00
50,00
25,00
78,75
10,91
5,45
3,16
Amper
1300 wați
216,67
108,33
54,2
27,08
20,31
11,82
5,91
3,42
Amper
1400 wați
233
116,67
58,33
29,17
21,88
12,73
6,36
3,68
Amper
1500 wați
250,00
125,00
62,50
31,25
23,44
13,64
6,82
3,95
Amper
