Sähkövirran määrittely ja laskelmat.
Sähkövirta on sähkövarauksen virtausnopeus sähkökentässä, yleensä sähköpiirissä.
Vesiputkien analogian avulla voimme visualisoida sähkövirran putkena virtaavana vesivirrana.
Sähkövirta mitataan ampeeriyksikössä.
Sähkövirta mitataan sähköpiirin sähkövarauksen nopeudella:
i ( t ) = dQ (t) / dt
Hetkellinen virta saadaan sähkövarauksen derivaatista ajan mukaan.
i (t) on hetkellinen virta I hetkellä t ampeereina (A).
Q (t) on hetkellinen sähkövaraus kulmoissa (C).
t on aika sekunteina.
Kun virta on vakio:
I = Δ Q / Δ t
I on virta ampeereina (A).
ΔQ on sähkövaraus kulonkeissa (C), joka virtaa Δt: n ajanjaksolla.
Δt on ajan kesto sekunteina.
Kun 5 coulombia virtaa vastuksen läpi 10 sekunnin ajan,
virta lasketaan:
I = A Q / A t = 5C / 10s = 0,5 A
Virta I R virroissa (A) on yhtä suuri kuin vastuksen jännite V R voltteina (V) jaettuna vastuksella R ohmoina (Ω).
I R = V R / R
| nykyinen tyyppi | alkaen | että |
|---|---|---|
| Positiiviset lataukset | + | - |
| Negatiiviset maksut | - | + |
| Perinteinen suunta | + | - |
Vastusten läpi sarjaan virtaava virta on yhtä suuri kaikissa vastuksissa - aivan kuten veden virtaus yhden putken läpi.
I Yhteensä = I 1 = I 2 = I 3 = ...
I Yhteensä - ekvivalenttivirta ampeereina (A).
I 1 - kuorman # 1 virta ampeereina (A).
I 2 - kuorman # 2 virta ampeereina (A).
I 3 - kuorman # 3 virta ampeereina (A).
Virta, joka kulkee kuormien läpi rinnakkain - aivan kuten vesi virtaa rinnakkaisten putkien läpi.
Kokonaisvirta I Total on kunkin kuorman rinnakkaisten virtojen summa:
I Yhteensä = I 1 + I 2 + I 3 + ...
I Yhteensä - ekvivalenttivirta ampeereina (A).
I 1 - kuorman # 1 virta ampeereina (A).
I 2 - kuorman # 2 virta ampeereina (A).
I 3 - kuorman # 3 virta ampeereina (A).
Vastusten nykyinen jako rinnakkain on
R T = 1 / (1 / R 2 + 1 / R 3 )
tai
I 1 = I T × R T / ( R 1 + R T )
Usean sähkökomponentin risteystä kutsutaan solmuksi .
Solmuun tulevien virtojen algebrallinen summa on nolla.
∑ I k = 0
Vaihtovirta syntyy sinimuotoisesta jännitelähteestä.
I Z = V Z / Z
I Z - virran virta kuorman läpi mitattuna ampeereina (A)
V Z - kuorman jännitehäviö mitattuna voltteina (V)
Z - kuorman impedanssi mitattuna ohmina (Ω)
ω = 2 π f
ω - kulmanopeus mitattuna radiaaneina sekunnissa (rad / s)
f - taajuus mitattuna hertseinä (Hz).
i ( t ) = I huipun sin ( ωt + θ )
i ( t ) - hetkellinen virta hetkellä t mitattuna ampeereina (A).
Ipeak - suurin virta (= siniaalto), mitattuna ampeereina (A).
ω - kulmataajuus mitattuna radiaaneina sekunnissa (rad / s).
t - aika sekunteina.
θ - siniaallon vaihe radiaaneina (rad).
I rms = I eff = I huippu / √ 2 ≈ 0.707 I huippu
I p-p = 2 I huippu
Virranmittaus tehdään kytkemällä ampeerimittari sarjaan mitattavaan esineeseen, joten kaikki mitattu virta virtaa ampermetrin läpi.
Ampeerimittarilla on hyvin pieni vastus, joten se ei melkein vaikuta mitattuun piiriin.