Sähkövirta

Sähkövirran määrittely ja laskelmat.

Sähkövirran määritelmä

Sähkövirta on sähkövarauksen virtausnopeus sähkökentässä, yleensä sähköpiirissä.

Vesiputkien analogian avulla voimme visualisoida sähkövirran putkena virtaavana vesivirrana.

Sähkövirta mitataan ampeeriyksikössä.

Sähkövirran laskenta

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.

 

Esimerkki

Kun 5 coulombia virtaa vastuksen läpi 10 sekunnin ajan,

virta lasketaan:

I = A Q / A t  = 5C / 10s = 0,5 A

Nykyinen laskelma Ohmin lain mukaan

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 suunta
nykyinen tyyppi alkaen että
Positiiviset lataukset + -
Negatiiviset maksut - +
Perinteinen suunta + -

Virta sarjapiireissä

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 rinnakkaispiireissä

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).

Nykyinen jakaja

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 )

Kirchhoffin nykyinen laki (KCL)

Usean sähkökomponentin risteystä kutsutaan solmuksi .

Solmuun tulevien virtojen algebrallinen summa on nolla.

I k = 0

Vaihtovirta (AC)

Vaihtovirta syntyy sinimuotoisesta jännitelähteestä.

Ohmin laki

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)

Kulmataajuus

ω = 2 π f

ω - kulmanopeus mitattuna radiaaneina sekunnissa (rad / s)

f - taajuus mitattuna hertseinä (Hz).

Hetkellinen virta

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).

RMS (tehollinen) virta

I rmsI effI huippu / √ 2 ≈ 0.707 I huippu

Huipusta huippuun -virta

I p-p = 2 I huippu

Virran mittaus

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.

 


Katso myös

SÄHKÖISET EHDOT
NOPEAT PÖYTÄT