Stromstärkenrechner
Die elektrischen Geräte, die wir im Alltag kaufen, sind mit Nennleistung und Nennspannung gekennzeichnet, andere zugehörige Daten wie Stromstärke sind jedoch nicht angegeben. Auf unserer Seite können Sie die Stromstärke von Elektrogeräten anhand ihrer Spannung und Werkzeuge berechnen.
Die Berechnung des Stroms von LED-Leuchten hat große Vorteile für den Schaltkreis. Wir können LED-Leuchten basierend auf der Belastung des gesamten Schaltkreises auswählen, was eine Überlastung unseres Schaltkreises verhindert.
Strom, Spannung, Widerstand und Ohmsches Gesetz
Wie hoch ist die Strömung?
Der Fluss von Ladungsträgern in einem Leiter oder Halbleiter wird als Strom bezeichnet. Strom ist die Fließgeschwindigkeit einer elektrischen Ladung durch ein leitfähiges Medium im Verhältnis zur Zeit.
Ladungsträger können Elektronen, Löcher, Protonen, Ionen usw. sein. Strom wird jedoch normalerweise durch Elektronen und Löcher geleitet. In einem Leiter gibt es keine Löcher, daher leitet er Strom durch Elektronen. In Halbleitern gibt es Elektronen und Löcher, daher können sowohl Elektronen als auch Löcher in Halbleitern Strom leiten.
Der französische Physiker André Marie Ampère verwendete I als Symbol für elektrischen Strom und benannte die Einheit des elektrischen Stroms nach ihm Ampère oder Ampère (A).
In der Mathematik kann die Geschwindigkeit einer Ladung (Q) relativ zur Zeit wie folgt ausgedrückt werden:
I = dQ/dt
Die Ladungseinheit ist Coulomb (C), und 1 Coulomb ist die Ladungsmenge, die von einem Strom von 1 Ampere in 1 Sekunde übertragen wird. 1 Coulomb entspricht ungefähr der Ladung von 6.25 × 10 ^ 18 Elektronen.
Wie wird elektrischer Strom erzeugt?
Ein Atom besteht aus negativ geladenen Elektronen, positiv geladenen Protonen und ungeladenen Neutronen. Protonen und Neutronen haben eine größere Masse und befinden sich im Zentrum des Atoms, was zu einem positiv geladenen Kern führt. Aufgrund der elektrostatischen Anziehung zwischen Kern und Elektronen kreisen die Elektronen immer um den Kern.
Elektronen kreisen auf unterschiedlichen Orbitalen um den Atomkern, die jeweils ein entsprechendes Energieniveau aufweisen. Elektronen, die sich sehr nahe am Atomkern befinden, haben eine sehr niedrige Energie, während Elektronen, die sich in weit vom Kern entfernten Umlaufbahnen drehen, eine hohe Energie haben. Die Elektronen in der äußersten Umlaufbahn werden Valenzelektronen genannt, die lose um das Atom gebunden sind und nur eine geringe Energiemenge benötigen, um sie vom Atom zu trennen. Die Energieform kann Wärme, Licht oder ein elektrisches Feld sein. Von Elektronen getrennte Elektronen werden freie Elektronen genannt, die negative Ladungen von einem Ort zum anderen übertragen. Dadurch entsteht ein elektrischer Strom.
Wenn zwischen zwei Punkten in einem leitfähigen Medium eine Potentialdifferenz angelegt wird, fließt Strom von einem höheren Potential zu einem niedrigeren Potential, und je höher die Potentialdifferenz, desto mehr Strom fließt zwischen den beiden Punkten.
Um ein tieferes Verständnis für die Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand zu erlangen, kann Wasser in einer Wasserleitung als Metapher für Strom verwendet werden. Wenn Druck auf die Leitung ausgeübt wird, fließt das Wasser in der Leitung. Je größer der Widerstand der Leitung gegen den Wasserfluss ist, desto geringer ist der Wasserausfluss.
Wie fließt Strom in einem Leiter?
Leiter bestehen im Allgemeinen aus Metallen, die aus Atomen bestehen und relativ schwache Bindungswechselwirkungen zwischen ihren äußeren oder Valenzzustandselektronen und ihren Atomkernen aufweisen. Wenn ein Haufen Metallatome zusammenkommt, können sich die äußersten Elektronen leicht zusammenfinden, was zu einer Elektronengruppe führt, die nicht durch einen bestimmten Atomkern eingeschränkt ist. Eine sehr geringe Spannung kann dazu führen, dass sich Elektronengruppen bewegen. Kupfer, Gold, Silber und Aluminium sind gute Leiter. Bei Isolatoren gibt es keine freie Elektronenbewegung, die Strom bildet.
Was ist Spannung?
Einfach ausgedrückt ist Spannung Druck, also die Kraft, die Elektronen von einem Punkt zum anderen schiebt und durch ein Ladungsungleichgewicht erzeugt wird. Wenn Wachs und Schaffell aneinander gerieben werden, entsteht ein Elektronenüberschuss (negative Ladung) im Wachs und ein Elektronenmangel (positive Ladung) in der Wolle, was zu einem Ladungsungleichgewicht zwischen ihnen führt. Dieses Ungleichgewicht kann dazu führen, dass sich zwei Objekte gegenseitig anziehen.
Wenn Wachs und Wolle mithilfe eines Drahts verbunden werden, kommt es zu einem Elektronenfluss, da einige überschüssige Elektronen im Wachs über den Draht zurück zur Wolle fließen und so den dortigen Elektronenmangel ausgleichen.
Das internationale Einheitensystem für Spannung ist Volt (V, abgekürzt V), was der Arbeit entspricht, die eine positive Ladungseinheit verrichtet, wenn sie sich unter Einwirkung einer elektrischen Feldkraft von Punkt A nach Punkt B bewegt. Die Richtung der Spannung wird als die Richtung von hohem Potenzial zu niedrigem Potenzial definiert. Um das Konzept der Spannung zu verstehen, stellen Sie sich eine Wasserpumpe vor, die Wasser pumpt. Die Pumpe drückt das Wasser in die Rohrleitung. Die Funktion einer Pumpe ist wie Spannung und die Funktion von Wasser ist wie Ladung. Elektrische Ladungen benötigen einen vollständig geschlossenen Pfad, um fließen zu können.
Was ist Widerstand?
Der Widerstand, den der durch die Batterie fließende Strom erfährt. Jedes Material auf der Welt hat einen Stromwiderstand, und einige Materialien haben einen sehr geringen Widerstand, sogenannte Leiter. Und andere Materialien haben einen sehr hohen Widerstand, sogenannte Isolatoren. Die Einheit des Widerstands ist Ohm (Ω).
Der Innenwiderstand einer Batterie umfasst üblicherweise den Ohmschen Widerstand und den Polarisationswiderstand, und der Polarisationswiderstand umfasst auch den elektrochemischen Polarisationswiderstand und den Konzentrationspolarisationswiderstand.
ohmscher Widerstand
Der ohmsche Innenwiderstand setzt sich aus dem Widerstand von Materialien wie positiven und negativen Elektroden, Elektrolyt, Membran und dem Widerstand verschiedener Komponenten zusammen. Aufgrund des ohmschen Widerstands tritt eine Batteriepolarisation auf, wenn Strom durch die Batterie fließt, was allgemein als ohmsche Polarisation oder Widerstandspolarisation bezeichnet wird.
Innenwiderstand der elektrochemischen Polarisation
Wenn Strom durch die Elektrode fließt, kommt es zu einer elektrochemischen Polarisation, und die Geschwindigkeit der elektrochemischen Reaktionen an der Elektrode hinkt der Geschwindigkeit der Elektronenbewegung an der Elektrode hinterher, was zu einer elektrochemischen Polarisation führt. Dieser Innenwiderstand wird als elektrochemischer Polarisationswiderstand bezeichnet.
Konzentrationspolarisation Innenwiderstand
Die Polarisation, die dadurch entsteht, dass die Diffusionsrate der an der Reaktion in der Festphase beteiligten Ionen niedriger ist als die Elektrodenreaktionsrate, wird als Konzentrationspolarisation bezeichnet. Der durch die Konzentrationspolarisation erzeugte Innenwiderstand wird als Konzentrationspolarisations-Innenwiderstand bezeichnet.
Die Größe des Innenwiderstands der Konzentrationspolarisation wird von Umgebungsfaktoren wie der Zusammensetzung der Wirkstoffe im Elektrodenmaterial, der Elektrolytkonzentration und der Temperatur beeinflusst. Der Innenwiderstand einer Batterie kann ein wichtiger Indikator für die Bewertung ihrer Leistung sein, und seine Größe wirkt sich direkt auf die Betriebsspannung, die Ausgangsleistung und andere Leistungen der Batterie aus. Im Allgemeinen sollte eine praktische chemische Energiequelle einen geringen Innenwiderstand haben.
Ohm'sches Gesetz
Das Ohmsche Gesetz ist ein grundlegendes Gesetz auf dem Gebiet der Elektrizität. Es wurde von George Ohm entdeckt und nach ihm benannt. Das Ohmsche Gesetz stellt die Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand her. Es besagt, dass die Spannung über jedem Widerstand gleich dem Strom multipliziert mit dem Widerstand ist.
Nämlich: U=IR
Das Ohmsche Gesetz gilt auch für Wechselstromkreise, bei denen die Beziehung zwischen Spannung und Stromstärke komplexer ist als bei Gleichstrom. Da Strom variabel ist, entstehen neben dem Widerstand auch andere Formen von Stromwiderstand, die als Reaktanz bezeichnet werden. Die Kombination aus Widerstand und Reaktanz wird als Impedanz (Z) bezeichnet.
FAQ zu Strom, Spannung und Widerstand
Was ist die Richtung des Stromflusses
Die Bewegungsrichtung positiver Ladungen ist die Richtung des Stromflusses. Außerhalb des Netzteils fließt der Strom vom Pluspol zum Minuspol des Netzteils.
In metallischen Leitern ist die Richtung der Elektronenbewegung entgegengesetzt zur Richtung des Stromflusses.
Was ist Schutzerdung? Was sind die Vorteile?
Bei der Schutznullverbindung werden die Metallteile von Geräten, die unter normalen Umständen nicht geladen werden, über Kabel direkt mit dem System verbunden. Verwenden Sie eine Schutzerdungsmethode, um die persönliche Sicherheit zu gewährleisten und Stromschlagunfälle zu verhindern.
Wie funktioniert der Überstromschutz?
Wenn im Stromnetz ein Kurzschlussfehler zwischen den Phasen auftritt, steigt der Strom plötzlich an und die Spannung fällt plötzlich ab. Der Überstromschutz dient dazu, den Betriebsstrom des Stromrelais entsprechend den Anforderungen der Leitungsselektivität einzustellen. Wenn der Fehlerstrom im Stromkreis den Betriebswert des Stromrelais erreicht, arbeitet das Stromrelais entsprechend den selektiven Anforderungen des Schutzgeräts und unterbricht selektiv den Fehlerstromkreis.
Was ist eine sichere Spannung?
Als sichere Spannung wird die Spannung bezeichnet, die bei Kontakt mit Elektrizität keine Schäden an verschiedenen Geweben des menschlichen Körpers verursacht. Die sichere Spannung liegt unter 36 V.
Wie hoch ist der Spannungsbereich üblicherweise verwendeter Elektrogeräte?
Der Arbeitsbereich von Elektrogeräten liegt in den meisten Haushalten und gewerblichen Umgebungen bei 110–240 V.
Die Rolle des Erdungskabels
Die Hauptfunktion eines Erdungskabels besteht darin, das Metallgehäuse eines elektrischen Geräts mit der Erde zu verbinden, um im Falle eines Stromausfalls das Risiko eines Stromschlags zu verhindern.
