Myślę, że nie raz słyszałeś takie sformułowanie jak „aktualna siła”. Po co jest siła? Cóż, jak po co, aby wykonać użyteczną lub bezużyteczną pracę. Najważniejsze to coś zrobić. Nasze ciało też ma moc. Ktoś ma taką siłę, że jednym uderzeniem potrafi rozbić cegłę na drobne kawałki, inny nie jest w stanie podnieść nawet łyżki. Tak więc, moi drodzy czytelnicy, prąd elektryczny również ma moc.
Wyobraź sobie wąż, którego używasz do podlewania ogrodu.
Niech wąż będzie drutem, a woda w nim prądem elektrycznym. Lekko odkręciliśmy kran i woda płynęła przez wąż. Powoli, ale wciąż biegła. Moc strumienia jest bardzo słaba. A teraz otwórzmy kran na maksa. W rezultacie strumień będzie tryskał z taką siłą, że można nawet podlać ogród sąsiada.
Teraz wyobraź sobie, że napełniasz wiadro. Napełnisz go szybciej ciśnieniem wody z kranu lub węża? Średnica węża i kranu jest taka sama
Oczywiście ciśnienie z żółtego węża! Ale dlaczego tak się dzieje? Rzecz w tym, że objętość wody przez równy okres czasu z kranu i żółtego węża również wyjdzie inaczej. Innymi słowy, liczba cząsteczek wody wypłynie z węża znacznie więcej niż z kranu w tym samym czasie.
Jaka jest siła prądu
Ta sama historia jest z przewodami. Oznacza to, że przez taki sam okres czasu liczba elektronów przepływających przez drut może być zupełnie inna. Z tego można wyprowadzić definicję aktualnej siły.
Tak więc siła prądu to liczba elektronów przechodzących przez pole przekroju poprzecznego przewodnika na jednostkę czasu, powiedzmy na sekundę. Poniżej na rysunku ten sam obszar przekroju poprzecznego drutu, przez który przepływa prąd elektryczny, jest zacieniony zielonymi liniami.
I niż duża ilość elektrony „biegną” przez drut przez przekrój przewodnika przez pewien czas, tym większe jest natężenie prądu w przewodniku.
Lub inaczej formuła na czajniczek:
Gdzie
I - rzeczywista siła prądu
N to liczba elektronów
t jest okresem czasu, w którym te elektrony będą przepływać przez przekrój poprzeczny przewodnika.
Natężenie prądu mierzone jest w tzw wzmacniacz, na cześć francuskiego naukowca André-Marie Ampère.
Należy również pamiętać, że każdy pojedynczy wąż może wytrzymać tylko określony maksymalny przepływ wody, w przeciwnym razie albo zrobi gdzieś dziurę od takiego ciśnienia, albo po prostu zostanie rozerwany na kawałki. Podobnie z przewodami. Musimy wiedzieć, jaki maksymalny prąd możemy przepłynąć przez ten przewód. Na przykład dla kabel miedziany przy przekroju 1 mm 2 normalna wartość wynosi 10 amperów. Jeśli podajemy więcej, drut albo zacznie się nagrzewać, albo topić. Związany z tą zasadą. Dlatego kable zasilające, przez które „biegną” setki i tysiące amperów, mają dużą średnicę i próbują zrobić to z miedzi, ponieważ jej specyfika jest bardzo mała.
Prąd elektryczny w elektrotechnice to ruch naładowanych cząstek wzdłuż przewodnika. Wartość ta charakteryzuje się nie tylko ilością energii elektrycznej przechodzącej przez przewodnik, ponieważ dla tego samego przewodnika możliwe jest przepuszczanie prądu o różnej i równej sile przez różne okresy czasu. Dlatego nie wszystko jest takie proste, jak się wydaje. Zaleca się zapoznanie się z bardziej szczegółowymi definicjami prądu elektrycznego, czym jest równy i jak jest obliczany. W tym artykule wyjaśniono, jak znaleźć natężenie prądu w przewodniku, podany zostanie wzór na to równanie.
Biorąc pod uwagę ilość energii elektrycznej, która przepływa przez pewien przewodnik w różnych przedziałach czasu, stanie się jasne, że w krótkim okresie prąd będzie płynął intensywniej, dlatego należy wprowadzić jeszcze jedną definicję. Oznacza siłę prądu płynącego w przewodniku na sekundę czasu.
Podstawowe wielkości charakteryzujące przepływ elektronów
Jeśli sformułujemy definicję opartą na wszystkich powyższych, to siła prądu elektrycznego to ilość energii elektrycznej przechodzącej przez przekrój poprzeczny przewodnika na sekundę. Wartość jest oznaczona łacińską literą „I”.
Galwanometr małego prądu
Ważny! Eksperci określają siłę prądu elektrycznego równą jednemu amperowi, gdy jeden wisior elektryczności przechodzi przez przekrój przewodnika w ciągu jednej sekundy.
Często w elektrotechnice można zobaczyć inne jednostki miary natężenia prądu elektrycznego: miliampery, mikroampery i tak dalej. Wynika to z faktu, że takie ilości będą wystarczające do zasilania nowoczesnych obwodów. 1 amper to bardzo bardzo ważne, ponieważ prąd o natężeniu 100 miliamperów może zabić człowieka, a zatem gniazdko elektryczne dla człowieka jest nie mniej niebezpieczne niż na przykład pędzący samochód.
Schemat definiujący rozważane pojęcie
Jeśli znasz ilość energii elektrycznej, która przepłynęła przez przewodnik w określonym czasie, to siłę (nie moc) można obliczyć za pomocą wzoru pokazanego na rysunku.
Kiedy sieć elektryczna jest zamknięta i nie ma rozgałęzień, przez każdy przekrój poprzeczny przepływa taka sama ilość energii elektrycznej na sekundę. Teoretycznie jest to uzasadnione w następujący sposób: ładunek nie może gromadzić się w określonym miejscu, a siła prądu elektrycznego jest wszędzie taka sama.
Rodzaje prądów
Bieżące źródła
Źródło prądu elektrycznego to urządzenie elektryczne, które przekształca określony rodzaj energii w energię elektryczną. Takie urządzenia dzielą się na fizyczne i chemiczne.
Zasada działania źródeł chemicznych opiera się na zamianie energii chemicznej na energię elektryczną. Transformacja ta zachodzi niezależnie i nie wymaga zewnętrznego udziału. W zależności od odnawialności pierwiastków i rodzaju reakcji dzieli się je na:
- Pierwotne (baterie) Źródeł pierwotnych nie można użyć ponownie, jeśli są rozładowane, ponieważ zachodzące w nich reakcje chemiczne są nieodwracalne. Dzielą się one na ogniwa paliwowe i półpaliwowe. Ogniwa paliwowe są podobne do akumulatorów, ale substancje chemiczne są one tankowane oddzielnie, jako produkty Reakcja chemiczna wychodzą na zewnątrz. To pomaga im pracować przez długi czas. Półpaliwowe obejmują jeden z pierwiastki chemiczne, a drugi stopniowo wchodzi w trakcie użytkowania. O ich żywotności decyduje zapas substancji nieodnawialnych. Jeśli regeneracja takiego elementu poprzez ładowanie jest możliwa, to odzyskuje on swoje możliwości jako bateria.
Baterie - jako pierwotne chemiczne źródła prądu
- Wtórne (akumulatory) przechodzą cykl ładowania przed użyciem. Otrzymany w ten sposób ładunek może być transportowany razem z urządzeniami. Po zużyciu ładunku można go zregenerować dzięki ładowaniu i odwracalności reakcji chemicznej. Wtórne są również pierwiastki odnawialne, które są naładowane mechanicznie lub chemicznie i przywracają zdolność zasilania urządzeń. Są one zaprojektowane w taki sposób, że po pewnym czasie wymagają wymiany. niektóre części kontynuować reakcję.
Rodzaje zasilaczy wstrząs elektryczny
Ważny! Należy rozumieć, że podział na baterie i akumulatory jest warunkowy. Właściwości baterii przejawiają się na przykład w bateriach alkalicznych, które można ożywić przy określonym stopniu naładowania.
Ponadto, w zależności od rodzaju odczynników, źródła chemiczne dzielą się na:
- Kwas.
- Sól.
- Alkaliczny.
Fizyczne źródła prądu elektrycznego opierają się na przetwarzaniu energii mechanicznej, a także jądrowej, termicznej lub świetlnej w energię elektryczną.
Przemysłowy generator prądu trójfazowego
Obecna siła - co to jest, w jakich jednostkach jest mierzona, jak znaleźć aktualną siłę za pomocą wzoru
Jak już stało się jasne, siła prądu elektrycznego jest wielkością fizyczną, która pokazuje ładunek, który przechodzi przez przewodnik w jednostce czasu. Podstawowy wzór do obliczenia wygląda następująco: I \u003d q / t, gdzie q to ładunek przechodzący przez przewodnik w zawieszkach, a t to przedział czasu w sekundach.
Możesz także obliczyć siłę prądu elektrycznego, korzystając z prawa Ohma. Mówi, że ta wartość jest równa napięciu sieciowemu w woltach podzielonemu przez jego rezystancję w omach. W związku z tym istnieje tego rodzaju formuła - I \u003d U / R. To prawo ma zastosowanie do obliczania wartości DC.
Aby obliczyć zmienne parametry energii elektrycznej, musisz podzielić znalezione wartości przez Pierwiastek kwadratowy z dwóch.
Dla Twojej informacji! Jest to bardziej praktyczna metoda pomiaru i powinna być często stosowana, ponieważ wszystkie urządzenia w domu lub biurze są zasilane z gniazdek prądu przemiennego. Odbywa się to ze względu na fakt, że łatwiej z nim pracować, wygodniej jest go przekształcić.
Prawo Ohma w tabeli
Ważny! Dobry przykład działania przemiennego prądu elektrycznego można zaobserwować podczas włączania świetlówek. Dopóki nie zaświecą się w pełni, będą mrugać, bo prąd płynie w nich to tu, to tam.
Jednostką prądu jest amper. Jest definiowana jako siła stałego prądu, który przepływa przez nieskończone równoległe przewodniki o najmniejszym okrągłym przekroju poprzecznym (o minimalnym okrągłym przekroju poprzecznym), oddalonych od siebie o 1 metr i znajdujących się w pozbawionej powietrza przestrzeni próżni. Jest to interakcja na jednym metrze długości tych przewodników, równa 2 × 10 minus siódma potęga Newtona. Jeśli jeden kulomb ładunku przepływa przez przewodnik w ciągu jednej sekundy, wówczas prąd w nim jest równy jednemu amperowi.
Baterie są źródłami wtórnymi, ale są nierozerwalnie związane z bateriami
Po co mierzyć prąd
Natężenie prądu w przewodniku lub w odcinku obwodu elektrycznego jest mierzone, aby mieć wyobrażenie o charakterystyce danego przewodnika lub obwodu. Ponieważ natężenie prądu jest jednym z głównych parametrów energii elektrycznej, jest nierozerwalnie związane z innymi wartościami według rodzaju napięcia i rezystancji. Co więcej, jak już stało się jasne, te trzy wielkości mogą proporcjonalnie się określać.
Panel słoneczny jest również źródłem przetwarzającym energię świetlną
Obliczenia siły prądu elektrycznego wykonuje się w różnych przypadkach:
- Podczas układania sieci elektrycznych.
- Podczas tworzenia urządzeń.
- W celach edukacyjnych.
- Podczas wybierania odpowiednich części do wykonywania określonych czynności.
Schemat urządzenia generatora prądu
Przyrząd elektryczny do pomiaru natężenia prądu
Do pomiaru natężenia prądu elektrycznego służy specjalne urządzenie zwane amperomierzem. Jeśli wymagany jest pomiar prądów o różnych siłach, wówczas uciekają się do użycia miliamperomierzy i makroamperomierzy. Aby zmierzyć za jego pomocą wymaganą wartość, jest on podłączony szeregowo do obwodu. Prąd przepływający przez urządzenie zostanie przez nie zmieniony, a dane zostaną wyświetlone na wyświetlaczu cyfrowym lub skalach analogowych.
Ważny! Warto pamiętać, że amperomierz można włączyć w dowolnej części sieci, ponieważ siła prądu w prostym obwodzie zamkniętym bez rozgałęzień jest taka sama we wszystkich punktach.
Nowoczesne testery i multimetry zawierają funkcję pomiaru natężenia prądu elektrycznego, dzięki czemu nie ma potrzeby uciekania się do ogólnych urządzeń przeznaczonych do użytku przemysłowego.
Natężenie prądu w domu można zmierzyć za pomocą multimetru
Zatem siła prądu elektrycznego jest podstawową cechą poruszających się cząstek. Nie tylko wyjaśnia, jakie napięcie i rezystancja występuje w sieci, ale także określa inne ważne wielkości według rodzaju pola elektromagnetycznego itp.
« Fizyka - klasa 10 "
Elektryczność- ukierunkowany ruch cząstek naładowanych. Dzięki prądowi oświetlane są mieszkania, wprawiane są w ruch obrabiarki, nagrzewane są palniki na kuchenkach elektrycznych, działa odbiornik radiowy itp.
Rozważmy najprostszy przypadek ukierunkowanego ruchu naładowanych cząstek - prąd stały.
Co to jest ładunek elementarny?
Co to jest elementarny ładunek elektryczny?
Jaka jest różnica między ładunkami w przewodniku i izolatorze?
Kiedy naładowane cząstki poruszają się w przewodniku, ładunek elektryczny jest przenoszony z jednego punktu do drugiego. Jeśli jednak naładowane cząstki wykonują losowy ruch termiczny, taki jak na przykład swobodne elektrony w metalu, wówczas przenoszenie ładunku nie zachodzi (ryc. 15.1, a). Przekrój przewodnika przecina średnio tę samą liczbę elektronów w dwóch przeciwnych kierunkach. Ładunek elektryczny jest przenoszony przez przekrój przewodnika tylko wtedy, gdy wraz z ruchem losowym elektrony uczestniczą w ruchu ukierunkowanym (ryc. 15.1, b). W tym przypadku mówią, że konduktor idzie Elektryczność.
Prąd elektryczny nazywany jest uporządkowanym (ukierunkowanym) ruchem naładowanych cząstek.
Prąd elektryczny ma określony kierunek.
Kierunek ruchu dodatnio naładowanych cząstek przyjmuje się jako kierunek prądu.
Jeśli poruszysz neutralne ciało jako całość, to pomimo uporządkowanego ruchu ogromnej liczby elektronów i jąder atomowych prąd elektryczny nie powstanie. Całkowity ładunek przeniesiony przez dowolną sekcję będzie wtedy równy zeru, ponieważ ładunki o różnych znakach poruszają się z tym samym Średnia prędkość.
Kierunek prądu pokrywa się z kierunkiem wektora natężenia pole elektryczne. Jeżeli prąd powstaje w wyniku ruchu ujemnie naładowanych cząstek, wówczas kierunek prądu uważa się za przeciwny do kierunku ruchu cząstek.
Wybór kierunku prądu nie jest zbyt udany, ponieważ w większości przypadków prąd jest uporządkowanym ruchem elektronów - cząstek naładowanych ujemnie. Wyboru kierunku prądu dokonano w czasach, gdy nic nie było wiadomo o swobodnych elektronach w metalach.
Bieżąca akcja.
Nie widzimy bezpośrednio ruchu cząstek w przewodniku. Obecność prądu elektrycznego należy ocenić na podstawie działań lub zjawisk, które mu towarzyszą.
Najpierw nagrzewa się przewodnik, w którym płynie prąd.
Po drugie, prąd elektryczny może zmienić skład chemiczny przewodnika: na przykład może oddzielić jego składniki chemiczne (miedź z roztworu siarczanu miedzi itp.).
Po trzecie, prąd oddziałuje siłą na sąsiednie prądy i namagnesowane ciała. To działanie prądu nazywa się magnetyczny.
Tak więc igła magnetyczna w pobliżu przewodnika z prądem obraca się. Magnetyczny efekt prądu, w przeciwieństwie do chemicznego i termicznego, jest główny, ponieważ przejawia się we wszystkich przewodnikach bez wyjątku. Działanie chemiczne prąd obserwuje się tylko w roztworach i stopach elektrolitów, a ogrzewanie nie występuje w nadprzewodnikach.
W żarówce, w wyniku przepływu prądu elektrycznego, widzialne światło a silnik elektryczny wykonuje pracę mechaniczną.
Obecna siła.
Jeśli w obwodzie płynie prąd elektryczny, oznacza to, że ładunek elektryczny jest stale przenoszony przez przekrój poprzeczny przewodnika.
Ładunek przenoszony w jednostce czasu służy jako główna charakterystyka ilościowa prądu, tzw obecna siła.
Jeżeli ładunek Δq jest przenoszony przez przekrój przewodnika w czasie Δt, to średnia wartość natężenia prądu jest równa
Średnie natężenie prądu jest równe stosunkowi ładunku Δq przepływającego przez przekrój przewodnika w czasie Δt do tego czasu.
Jeśli siła prądu nie zmienia się w czasie, nazywa się prąd stały.
Wejście zasilania prądem przemiennym ten moment czas również określa wzór (15.1), ale przedział czasu Δt w tym przypadku powinien być bardzo mały.
Siła prądu, podobnie jak ładunek, jest wielkością skalarną. Ona może być jak pozytywny, I negatywny. Znak natężenia prądu zależy od tego, który z kierunków omijających obwód jest przyjmowany jako dodatni. Siła prądu I > 0, jeśli kierunek prądu pokrywa się z warunkowo wybranym dodatnim kierunkiem wzdłuż przewodnika. W przeciwnym razie ja< 0.
Zależność natężenia prądu od prędkości ukierunkowanego ruchu cząstek.
Niech cylindryczny przewodnik (ryc. 15.2) ma przekrój o polu S.
Dla dodatniego kierunku prądu w przewodniku przyjmujemy kierunek od lewej do prawej. Ładunek każdej cząstki będzie uważany za równy q 0 . Objętość przewodnika ograniczona przekrojami 1 i 2 oraz odległością Δl między nimi zawiera cząstki nSΔl, gdzie n jest koncentracją cząstek (nośników prądu). Ich całkowity ładunek w wybranej objętości wynosi q = q 0 nSΔl. Jeśli cząstki poruszają się od lewej do prawej ze średnią prędkością υ, to z czasem wszystkie cząstki zawarte w rozpatrywanej objętości przejdą przez przekrój 2. Dlatego siła prądu jest równa:
Jednostką prądu w układzie SI jest amper (A).
Jednostka ta jest ustalana na podstawie magnetycznego oddziaływania prądów.
Zmierz siłę prądu amperomierze. Zasada działania tych urządzeń opiera się na magnetycznym działaniu prądu.
Szybkość uporządkowanego ruchu elektronów w przewodniku.
Znajdźmy prędkość uporządkowanego ruchu elektronów w metalowym przewodniku. Zgodnie ze wzorem (15.2), gdzie e jest modułem ładunku elektronu.
Niech na przykład natężenie prądu I \u003d 1 A, a pole przekroju poprzecznego przewodnika S \u003d 10-6 m 2. Moduł ładunku elektronowego e = 1,6 · 10 -19 C. Liczba elektronów w 1 m3 miedzi jest równa liczbie atomów w tej objętości, ponieważ jeden z elektronów walencyjnych każdego atomu miedzi jest wolny. Liczba ta wynosi n ≈ 8,5 10 28 m -3 (liczbę tę można wyznaczyć rozwiązując zadanie 6 z § 54). Stąd,
Jak widać, prędkość uporządkowanego ruchu elektronów jest bardzo mała. To wielokrotnie mniej niż prędkość ruch termiczny elektrony w metalu.
Warunki niezbędne do istnienia prądu elektrycznego.
Za pojawienie się i istnienie stałego prądu elektrycznego w substancji, obecność bezpłatny naładowane cząstki.
Jednak to wciąż za mało, aby generować prąd.
Aby stworzyć i utrzymać uporządkowany ruch naładowanych cząstek, potrzebna jest siła, która działa na nie w określonym kierunku.
Jeśli ta siła przestanie działać, to uporządkowany ruch naładowanych cząstek zostanie zatrzymany w wyniku zderzeń z jonami sieci krystalicznej metale lub obojętne cząsteczki elektrolitu, a elektrony będą się poruszać losowo.
Jak wiemy, na naładowane cząstki działa pole elektryczne o sile:
Zwykle to pole elektryczne wewnątrz przewodnika powoduje i utrzymuje uporządkowany ruch naładowanych cząstek.
Tylko w przypadku statycznym, gdy ładunki są w spoczynku, pole elektryczne wewnątrz przewodnika wynosi zero.
Jeżeli wewnątrz przewodnika występuje pole elektryczne, to między końcami przewodnika występuje różnica potencjałów zgodnie ze wzorem (14.21). Jak wykazał eksperyment, gdy różnica potencjałów nie zmienia się w czasie, a prąd elektryczny stały. Wzdłuż przewodnika potencjał maleje od maksymalna wartość na jednym końcu przewodnika do minimum na drugim, ponieważ ładunek dodatni pod działaniem sił pola porusza się w kierunku malejącego potencjału.
Co to jest napięcie i prąd?
Dzisiaj porozmawiamy o najbardziej podstawowych koncepcjach natężenia prądu, napięcia, bez ogólnego zrozumienia, którego nie można zbudować żadnego urządzenia elektrycznego.
Czym więc jest napięcie?
Po prostu Napięcie- różnica potencjałów między dwoma punktami w obwodzie elektrycznym, mierzony w woltach. Warto zauważyć, że napięcie mierzone jest zawsze między dwoma punktami! Oznacza to, że kiedy mówią, że napięcie na nodze kontrolera wynosi 3 wolty, oznacza to, że różnica potencjałów między nogą kontrolera a masą wynosi te same 3 wolty.
Ziemia (masa, zero) to punkt w obwodzie elektrycznym o potencjale 0 woltów. Warto jednak zauważyć, że napięcie nie zawsze jest mierzone względem masy. Na przykład, mierząc napięcie między dwoma zaciskami kontrolera, otrzymamy różnicę potencjałów elektrycznych tych punktów obwodu. To znaczy, jeśli na jednej nodze są 3 wolty (to znaczy dany punkt ma potencjał 3 V względem masy), a na drugim 5 V (ponownie potencjał względem masy) otrzymamy wartość napięcia równą 2 V, co jest równe różnicy potencjałów między punktami 5 i 3 wolty.
Z pojęcia napięcia wynika następne pojęcie – prąd elektryczny. Pamiętamy to z kursu fizyki ogólnej prąd elektryczny to ukierunkowany ruch naładowanych cząstek wzdłuż przewodnika, mierzone w amperach. Naładowane cząstki poruszają się z powodu różnicy potencjałów między punktami. Ogólnie przyjmuje się, że prąd płynie od punktu o dużym ładunku do punktu o mniejszym ładunku. Oznacza to, że to napięcie (różnica potencjałów) stwarza warunki do przepływu prądu. W przypadku braku napięcia prąd jest niemożliwy, to znaczy między punktami z równy potencjał nie ma prądu.
Na swojej drodze prąd napotyka przeszkodę w postaci oporu, który uniemożliwia jego przepływ. Rezystancja jest mierzona w omach. Porozmawiamy o tym więcej w następnej lekcji. Jednak od dawna wyprowadzono następującą zależność między prądem, napięciem i rezystancją:
Gdzie I – prąd w amperach, U – napięcie w woltach, R – rezystancja w omach.
Zależność ta nazywa się prawem Ohma. Następujące wnioski z prawa Ohma są również ważne:
Jeśli nadal masz pytania, zadaj je w komentarzach. Tylko dzięki Waszym pytaniom będziemy mogli udoskonalić materiał prezentowany na tej stronie!
To wszystko, w następnej lekcji porozmawiamy o oporze.
Jakiekolwiek kopiowanie, powielanie, cytowanie materiału lub jego części dozwolone jest wyłącznie za pisemną zgodą administracji MKPROG .RU. Nielegalne kopiowanie, cytowanie, powielanie jest karalne!
Przepływ prądu elektrycznego przez dowolne medium przewodzące tłumaczy się obecnością w nim pewnej liczby nośników ładunku: elektronów - dla metali, jonów - w cieczach i gazach. Jak znaleźć jego wartość, określa fizyka aktualnej siły.
W stanie spokojnym nośniki poruszają się losowo, ale gdy przyłoży się do nich pole elektryczne, ruch staje się uporządkowany, określony przez orientację tego pola - w przewodniku płynie prąd. Liczbę przewoźników uczestniczących w przeniesieniu opłaty ustala się wg wielkość fizyczna- siła prądu.
Stężenie i ładunek cząstek nośnika, czyli ilość elektryczności, bezpośrednio wpływa na siłę prądu przepływającego przez przewodnik. Jeśli weźmiemy pod uwagę czas, w którym to się dzieje, możesz dowiedzieć się, jaka jest aktualna siła i jak zależy ona od ładunku, korzystając ze stosunku:
Ilości zawarte we wzorze:
- I - siła prądu elektrycznego, jednostką miary jest amper, zawarta jest w siedmiu podstawowych jednostkach układu Si. Pojęcie „prądu elektrycznego” wprowadził André Ampère, nazwa jednostki pochodzi od nazwiska tego francuskiego fizyka. Obecnie definiowany jako prąd, który wytwarza siłę oddziaływania 2 × 10-7 niutonów między dwoma równoległymi przewodnikami w odległości 1 metra między nimi;
- Wielkość ładunku elektrycznego użytego tutaj do scharakteryzowania natężenia prądu jest jednostką pochodną, mierzoną w kulombach. Jeden wisiorek to ładunek przechodzący przez przewodnik w ciągu 1 sekundy przy prądzie 1 ampera;
- Czas w sekundach.
Natężenie prądu przepływającego przez ładunek można obliczyć na podstawie danych dotyczących prędkości i stężenia cząstek, kąta ich ruchu, powierzchni przewodnika:
ja = (qnv)cosαS.
Stosuje się również całkowanie po powierzchni i przekroju przewodu.
Wyznaczanie natężenia prądu za pomocą wielkości ładunku jest stosowane w specjalnych obszarach badań fizycznych, nie jest stosowane w powszechnej praktyce.
Związek między wielkościami elektrycznymi jest ustalany przez prawo Ohma, które wskazuje zgodność natężenia prądu z napięciem i rezystancją:
Natężenie prądu elektrycznego jest tutaj stosunkiem napięcia w obwodzie elektrycznym do jego rezystancji, wzory te są stosowane we wszystkich dziedzinach elektrotechniki i elektroniki. Są one prawdziwe dla prądu stałego z obciążeniem rezystancyjnym.
W przypadku obliczeń pośrednich dla prądu przemiennego należy pamiętać, że mierzona i wskazywana jest wartość skuteczna napięcia przemiennego, która jest 1,41 razy mniejsza od wartości amplitudy, dlatego maksymalny prąd w obwodzie będzie o wiele większy.
Przy indukcyjnym lub pojemnościowym charakterze obciążenia rezystancja zespolona jest obliczana dla określonych częstotliwości - znajdź natężenie prądu dla tego rodzaju obciążenia, korzystając z wartości rezystancji czynnej prąd stały, niemożliwe.
Tak więc rezystancja kondensatora na prąd stały jest prawie nieskończona, a dla prądu przemiennego:
Tutaj RC jest rezystancją tego samego kondensatora o pojemności C, przy częstotliwości F, która w dużej mierze zależy od jego właściwości, rezystancji różne rodzaje pojemności dla tej samej częstotliwości znacznie się różnią. W takich obwodach siła prądu zwykle nie jest określona wzorem - stosuje się różne przyrządy pomiarowe.
Aby znaleźć wartość natężenia prądu przy znanych wartościach mocy i napięcia, stosuje się elementarne przekształcenia prawa Ohma:
Tutaj prąd jest w amperach, rezystancja w omach, a moc w woltoamperach.
Prąd elektryczny ma tendencję do dzielenia się na różne części obwodu. Jeśli ich rezystancje są różne, to natężenie prądu będzie inne na każdym z nich, więc znajdujemy całkowity prąd obwodu.
Całkowity prąd obwodu jest równy sumie prądów w jego sekcjach - przy całkowitym przejściu przez elektrycznie zamknięty obwód prąd rozgałęzia się, a następnie przyjmuje swoją pierwotną wartość.
Wideo
