Definicja i obliczenia prądu elektrycznego.
Prąd elektryczny to natężenie przepływu ładunku elektrycznego w polu elektrycznym, zwykle w obwodzie elektrycznym.
Korzystając z analogii rury wodnej, możemy wizualizować prąd elektryczny jako prąd wody przepływający w rurze.
Prąd elektryczny jest mierzony w jednostkach amperów (amp).
Prąd elektryczny jest mierzony natężeniem przepływu ładunku elektrycznego w obwodzie elektrycznym:
i ( t ) = dQ (t) / dt
Chwilowy prąd jest pochodną ładunku elektrycznego w czasie.
i (t) jest chwilowym prądem I w czasie t w amperach (A).
Q (t) jest chwilowym ładunkiem elektrycznym w kulombach (C).
t to czas w sekundach (s).
Gdy prąd jest stały:
I = Δ Q / Δ t
Ja jest prądem w amperach (A).
ΔQ to ładunek elektryczny w kulombach (C), który płynie w czasie Δt.
Δt to czas trwania w sekundach (s).
Kiedy 5 kulombów przepływa przez rezystor przez 10 sekund,
prąd zostanie obliczony przez:
I = Δ Q / Δ t = 5C / 10s = 0,5A
Prąd I R w anps (A) jest równy napięciu rezystora V R w woltach (V) podzielonemu przez rezystancję R w omach (Ω).
I R = V R / R
| aktualny typ | z | do |
|---|---|---|
| Opłaty dodatnie | + | - |
| Opłaty ujemne | - | + |
| Kierunek konwencjonalny | + | - |
Prąd przepływający szeregowo przez rezystory jest równy we wszystkich rezystorach - podobnie jak przepływ wody przez pojedynczą rurę.
I Razem = I 1 = I 2 = I 3 = ...
I Total - prąd równoważny w amperach (A).
I 1 - prąd obciążenia nr 1 w amperach (A).
I 2 - prąd obciążenia nr 2 w amperach (A).
I 3 - prąd obciążenia # 3 w amperach (A).
Prąd, który przepływa przez obciążenia równolegle - podobnie jak woda przepływająca przez równoległe rury.
Całkowity prąd I Total to suma prądów równoległych każdego obciążenia:
I Suma = I 1 + I 2 + I 3 + ...
I Total - prąd równoważny w amperach (A).
I 1 - prąd obciążenia nr 1 w amperach (A).
I 2 - prąd obciążenia nr 2 w amperach (A).
I 3 - prąd obciążenia # 3 w amperach (A).
Obecny podział rezystorów równolegle wynosi
R T = 1 / (1 / R 2 + 1 / R 3 )
lub
Ja 1 = Ja T × R T / ( R 1 + R T )
Połączenie kilku komponentów elektrycznych nazywane jest węzłem .
Algebraiczna suma prądów wchodzących do węzła wynosi zero.
∑ ja k = 0
Prąd przemienny jest generowany przez sinusoidalne źródło napięcia.
I Z = V Z / Z
I Z - przepływ prądu przez obciążenie mierzony w amperach (A)
V Z - spadek napięcia na obciążeniu mierzony w woltach (V)
Z - impedancja obciążenia mierzona w omach (Ω)
ω = 2 π f
ω - prędkość kątowa mierzona w radianach na sekundę (rad / s)
f - częstotliwość mierzona w hercach (Hz).
i ( t ) = I szczyt sin ( ωt + θ )
i ( t ) - chwilowy prąd w czasie t, mierzony w amperach (A).
Ipeak - maksymalny prąd (= amplituda sinusoidy) mierzony w amperach (A).
ω - częstotliwość kątowa mierzona w radianach na sekundę (rad / s).
t - czas mierzony w sekundach (s).
θ - faza fali sinusoidalnej w radianach (rad).
I rms = I eff = I peak / √ 2 ≈ 0,707 I peak
I p-p = 2 I szczyt
Pomiar prądu odbywa się poprzez szeregowe podłączenie amperomierza do mierzonego obiektu, tak aby cały mierzony prąd przepływał przez amperomierz.
Amperomierz ma bardzo niską rezystancję, więc prawie nie wpływa na mierzony obwód.