Ορισμός και υπολογισμοί ηλεκτρικού ρεύματος.
Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ο ρυθμός ροής του ηλεκτρικού φορτίου στο ηλεκτρικό πεδίο, συνήθως στο ηλεκτρικό κύκλωμα.
Χρησιμοποιώντας αναλογία σωλήνων νερού, μπορούμε να απεικονίσουμε το ηλεκτρικό ρεύμα ως ρεύμα νερού που ρέει σε έναν σωλήνα.
Το ηλεκτρικό ρεύμα μετράται σε μονάδα ampere (amp).
Το ηλεκτρικό ρεύμα μετράται με το ρυθμό ροής ηλεκτρικού φορτίου σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα:
i ( t ) = dQ (t) / dt
Το στιγμιαίο ρεύμα δίνεται από το παράγωγο του ηλεκτρικού φορτίου με το χρόνο.
i (t) είναι το στιγμιαίο ρεύμα I τη στιγμή t σε ενισχυτές (A).
Το Q (t) είναι το στιγμιαίο ηλεκτρικό φορτίο σε coulombs (C).
t είναι ο χρόνος σε δευτερόλεπτα.
Όταν το ρεύμα είναι σταθερό:
I = Δ Q / Δ t
Είμαι το ρεύμα σε ενισχυτές (A).
ΔQ είναι το ηλεκτρικό φορτίο σε coulombs (C), που ρέει σε χρονική διάρκεια του Δt.
Δt είναι η χρονική διάρκεια σε δευτερόλεπτα.
Όταν 5 coulombs ρέουν μέσω μιας αντίστασης για διάρκεια 10 δευτερολέπτων,
το ρεύμα θα υπολογιστεί από:
I = Δ Q / Δ t = 5C / 10s = 0,5Α
Το ρεύμα I R στα anps (A) είναι ίσο με την τάση της αντίστασης V R σε volt (V) διαιρούμενη με την αντίσταση R σε ohms (Ω).
I R = V R / R
| τρέχων τύπος | από | έως |
|---|---|---|
| Θετικές χρεώσεις | + | - |
| Αρνητικές χρεώσεις | - | + |
| Συμβατική κατεύθυνση | + | - |
Το ρεύμα που ρέει διαμέσου αντιστάσεων είναι ίσο σε όλες τις αντιστάσεις - όπως και η ροή νερού μέσω ενός μόνο σωλήνα.
Ι Σύνολο = Ι 1 = Ι 2 = Ι 3 = ...
I Σύνολο - το ισοδύναμο ρεύμα σε ενισχυτές (A).
I 1 - ρεύμα φορτίου # 1 σε ενισχυτές (A).
I 2 - ρεύμα φορτίου # 2 σε ενισχυτές (A).
I 3 - ρεύμα φορτίου # 3 σε ενισχυτές (A).
Ρεύμα που ρέει παράλληλα με φορτία - όπως και η ροή νερού μέσω παράλληλων σωλήνων.
Το συνολικό ρεύμα I Σύνολο είναι το άθροισμα των παράλληλων ρευμάτων κάθε φορτίου:
Ι Σύνολο = Ι 1 + I 2 + Ι 3 + ...
I Σύνολο - το ισοδύναμο ρεύμα σε ενισχυτές (A).
I 1 - ρεύμα φορτίου # 1 σε ενισχυτές (A).
I 2 - ρεύμα φορτίου # 2 σε ενισχυτές (A).
I 3 - ρεύμα φορτίου # 3 σε ενισχυτές (A).
Η τρέχουσα διαίρεση αντιστάσεων είναι παράλληλα
R T = 1 / (1 / R 2 + 1 / R 3 )
ή
I 1 = I T × R T / ( R 1 + R T )
Η σύνδεση πολλών ηλεκτρικών εξαρτημάτων ονομάζεται κόμβος .
Το αλγεβρικό άθροισμα των ρευμάτων που εισέρχονται σε έναν κόμβο είναι μηδέν.
Σ I k = 0
Το εναλλασσόμενο ρεύμα δημιουργείται από μια πηγή ημιτονοειδούς τάσης.
I Z = V Z / Z
I Z - ροή ρεύματος μέσω του φορτίου που μετράται σε αμπέρ (A)
V Z - πτώση τάσης στο φορτίο που μετράται σε βολτ (V)
Z - σύνθετη αντίσταση του φορτίου που μετράται σε ohms (Ω)
ω = 2 π f
ω - γωνιακή ταχύτητα μετρημένη σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο (rad / s)
f - συχνότητα μετρούμενη σε hertz (Hz).
i ( t ) = I κορυφή αμαρτίας ( ωt + θ )
i ( t ) - στιγμιαίο ρεύμα στο χρόνο t, μετρούμενο σε ενισχυτές (A).
Ipeak - μέγιστο ρεύμα (= πλάτος ημιτονοειδούς), μετρούμενο σε ενισχυτές (A).
ω - γωνιακή συχνότητα μετρούμενη σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο (rad / s).
t - χρόνος, μετρούμενος σε δευτερόλεπτα.
θ - φάση ημιτονοειδούς κύματος σε ακτίνια (rad).
I rms = I eff = I κορυφή / √ 2 ≈ 0,707 I κορυφή
Ι ρ-ρ = 2 Ι κορυφής
Η μέτρηση ρεύματος πραγματοποιείται συνδέοντας το αμπερόμετρο σε σειρά με το μετρούμενο αντικείμενο, έτσι ώστε όλο το μετρημένο ρεύμα να ρέει μέσω του αμπερόμετρου.
Το αμπερόμετρο έχει πολύ χαμηλή αντίσταση, οπότε σχεδόν δεν επηρεάζει το μετρημένο κύκλωμα.