Калькулятор силы тока
Электрооборудование, которое мы покупаем в повседневной жизни, маркируется номинальной мощностью и номинальным напряжением, но другие сопутствующие данные, такие как ток, не маркируются. Наша страница может рассчитать ток электроприборов по их напряжению и инструментам.
Расчет тока светодиодных ламп имеет большие преимущества для цепи. Мы можем выбирать светодиодные лампы на основе нагрузки всей цепи, что предотвращает перегрузку нашей цепи.
Ток, напряжение, сопротивление и закон Ома
Какой ток?
Поток носителей заряда в проводнике или полупроводнике называется током. Ток — это скорость потока электрического заряда через проводящую среду относительно времени.
Носителями заряда могут быть электроны, дырки, протоны, ионы и т. д. Однако ток обычно проводят электроны и дырки. В проводнике нет дырок, поэтому он проводит ток через электроны; В полупроводниках есть электроны и дырки, поэтому и электроны, и дырки могут проводить ток в полупроводниках.
Французский физик Андре Мари Ампер использовал букву I в качестве символа электрического тока и назвал в его честь единицу измерения электрического тока — Ампер (А).
В математике скорость заряда (Q) относительно времени можно выразить как:
Я = dQ/dt
Единицей измерения заряда является кулон (Кл), а 1 кулон — это количество заряда, переносимое током силой 1 ампер за 1 секунду. 1 кулон приблизительно эквивалентен заряду 6.25 × 10^18 электронов.
Как генерируется электрический ток?
Атом состоит из отрицательно заряженных электронов, положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов. Протоны и нейтроны имеют большую массу и расположены в центре атома, что приводит к положительно заряженному ядру. Из-за электростатического притяжения между ядром и электронами электроны всегда вращаются вокруг ядра.
Электроны вращаются вокруг атомного ядра на разных орбиталях, каждая из которых имеет соответствующий уровень энергии. Электроны, которые находятся очень близко к атомному ядру, имеют очень низкую энергию, в то время как электроны, которые вращаются на орбитах далеко от ядра, имеют высокую энергию. Электроны на самой внешней орбите называются валентными электронами, которые слабо прикреплены вокруг атома и требуют лишь небольшого количества энергии, чтобы отделить их от атома. Форма энергии может быть теплом, светом или электрическим полем. Электроны, отделенные от электронов, называются свободными электронами, которые переносят отрицательные заряды из одного места в другое. Это создает электрический ток.
Когда между двумя точками в проводящей среде приложена разность потенциалов, ток течет от более высокого потенциала к более низкому потенциалу, и чем выше разность потенциалов, тем больший ток течет между двумя точками.
Чтобы глубже понять взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением, можно использовать воду в водопроводной трубе в качестве метафоры тока. Когда к трубе прикладывается давление, вода в трубе течет. Чем больше сопротивление трубы потоку воды, тем меньше отток воды.
Как движется ток в проводнике?
Проводники обычно изготавливаются из металлов, которые состоят из атомов и имеют относительно слабые взаимодействия связей между их внешними или валентными электронами и их атомными ядрами. Когда куча атомов металла собирается вместе, самые внешние электроны могут легко собраться вместе, в результате чего образуется электронная группа, которая не ограничена определенным атомным ядром. Очень небольшое напряжение может заставить электронные группы двигаться. Медь, золото, серебро и алюминий являются хорошими проводниками. Для изоляторов нет свободного движения электронов, которое формирует ток.
Что такое напряжение?
Проще говоря, напряжение — это давление, сила, которая толкает электроны из одной точки в другую, которая создается дисбалансом зарядов. Если воск и овчину потереть друг о друга, это вызовет избыток электронов (отрицательный заряд) в воске и дефицит электронов (положительный заряд) в шерсти, что приведет к дисбалансу зарядов между ними. Этот дисбаланс может привести к тому, что два объекта будут притягиваться друг к другу.
Если для соединения воска и шерсти использовать проволоку, электроны будут течь, поскольку часть избыточных электронов в воске будет возвращаться в шерсть через проволоку, восполняя там дефицит электронов.
Международная система единиц измерения напряжения — вольт (В, сокращенно В), который равен работе, совершаемой единичным положительным зарядом, перемещающимся из точки А в точку В под действием силы электрического поля. Направление напряжения определяется как направление от высокого потенциала к низкому потенциалу. Чтобы понять концепцию напряжения, представьте себе водяной насос, который качает воду. Насос толкает воду в трубопровод. Функция насоса подобна напряжению, а функция воды подобна заряду. Электрическим зарядам требуется полностью замкнутый путь для течения.
Что такое сопротивление?
Сопротивление, испытываемое током, протекающим через батарею. Каждый материал в мире имеет сопротивление току, и некоторые материалы имеют очень низкое сопротивление, называемые проводниками. А другие материалы имеют очень высокое сопротивление, называемые изоляторами. Единица сопротивления — ом (Ω).
Внутреннее сопротивление батареи обычно включает омическое сопротивление и сопротивление поляризации, а сопротивление поляризации также включает электрохимическое поляризационное сопротивление и концентрационное поляризационное сопротивление.
омическое сопротивление
Омическое внутреннее сопротивление состоит из сопротивления материалов, таких как положительные и отрицательные электроды, электролит, диафрагма и сопротивления различных компонентов. Из-за наличия омического сопротивления поляризация батареи происходит, когда ток протекает через батарею, обычно называемая омической поляризацией или резистивной поляризацией.
Электрохимическое поляризационное внутреннее сопротивление
При протекании тока через электрод происходит электрохимическая поляризация, и скорость электрохимических реакций на электроде отстает от скорости движения электронов на электроде, вызывая электрохимическую поляризацию. Это внутреннее сопротивление называется сопротивлением электрохимической поляризации.
Концентрационная поляризация внутреннее сопротивление
Поляризация, вызванная тем, что скорость диффузии ионов, участвующих в реакции в твердой фазе, ниже скорости электродной реакции, называется концентрационной поляризацией. Внутреннее сопротивление, создаваемое концентрационной поляризацией, называется внутренним сопротивлением концентрационной поляризации.
На величину внутреннего сопротивления концентрационной поляризации влияют такие факторы окружающей среды, как состав активных веществ в материале электрода, концентрация электролита и температура. Внутреннее сопротивление батареи может быть важным показателем для оценки ее производительности, а его величина напрямую влияет на рабочее напряжение, выходную мощность и другие характеристики батареи. Вообще говоря, практический химический источник питания должен иметь низкое внутреннее сопротивление.
Закон Ома
Закон Ома — фундаментальный закон в области электричества. Он был открыт Джорджем Омом и назван в его честь. Закон Ома устанавливает связь между током, напряжением и сопротивлением. Он гласит, что напряжение на любом резисторе равно току, умноженному на резистор.
А именно: У=ИК
Закон Ома также применим к цепям переменного тока, где соотношение между напряжением и током более сложное, чем у постоянного тока. Поскольку ток переменный, в дополнение к сопротивлению возникают и другие формы сопротивления тока, называемые реактивным сопротивлением. Сочетание сопротивления и реактивного сопротивления называется импедансом (Z).
Часто задаваемые вопросы о токе, напряжении и сопротивлении
Каково направление тока?
Направление движения положительных зарядов — это направление тока. За пределами источника питания направление тока — от положительного полюса к отрицательному полюсу источника питания.
В металлических проводниках направление движения электронов противоположно направлению тока.
Что такое защитное заземление? Каковы его преимущества?
Защитное нулевое соединение — это метод прямого подключения металлических частей оборудования, которые не заряжены в нормальных условиях, к системе с помощью проводов. Используйте метод защитного заземления для обеспечения личной безопасности и предотвращения несчастных случаев, связанных с поражением электрическим током.
Каков принцип действия защиты от сверхтоков?
При возникновении короткого замыкания между фазами в электросети ток резко увеличивается, а напряжение резко уменьшается. Защита от перегрузки по току заключается в установке рабочего тока реле тока в соответствии с требованиями селективности линии. Когда ток короткого замыкания в цепи достигает рабочего значения реле тока, реле тока срабатывает в соответствии с селективными требованиями устройства защиты, избирательно отключая цепь короткого замыкания.
Что такое безопасное напряжение?
Напряжение, которое не наносит никакого вреда различным тканям человеческого тела при контакте с электричеством, называется безопасным напряжением. Безопасное напряжение ниже 36 В.
Каков диапазон напряжения наиболее часто используемых электроприборов?
Рабочий диапазон электроприборов в большинстве бытовых и коммерческих помещений составляет 110–240 В.
Роль заземляющего провода
Основная функция заземляющего провода — соединение металлического корпуса электрооборудования с землей с целью предотвращения риска поражения электрическим током в случае отказа электропроводки.
