Site Loader

Содержание

Что такое сила тока и напряжение

Погружаться глубоко в физику мы не будем, а разберемся в самом принципе электрического тока.

Электрический ток  — это упорядоченное движение, заряженных частиц (как положительных, так и отрицательных, в зависимости от вещества).

Какие именно частицы движутся? В проводниках,  (медь, алюминий, золото, железо и т.д.) это электроны,  в электролитах — ионы,  в электронно-дырочной системе (в полупроводниках) — электроны и дырки (положительно заряженные частицы).  Электрон – отрицательно заряженная частица, которая вращается вокруг ядра атома. Поэтому, в проводниках движутся отрицательно заряженные частицы – электроны.

Движутся электроны в проводнике на самом деле не от плюса к минусу, как принято считать, а от минуса к плюсу, потому, что разноименные заряды отталкиваются.

У некоторых атомов электроны свободны и могут перемещаться к другому атому.  Атомы разных веществ  могут испытывать недостаток электронов или их избыток. Тогда при контакте этих веществ, электроны атомов одного вещества, у которых имеется избыток электронов, будут перемещаться в атомы другого вещества, имеющих недостаток электронов.  Вместо перемещенного электрона приходит новый электрон, от соседнего атома. И этот процесс будет проходить до тех пор,  пока у этих двух веществ заряды не станут равными.  Данный процесс и есть электрический ток.

В переменном электрическом токе направление движения заряженных частиц постоянно меняется,  например,  в сети 220 Вольт в России оно меняется 50 раз в секунду (с частотой 50 Герц).

Характеризуется электрический ток  силой тока. Сила тока – это количество заряженных частиц, проходящих через поперечное сечение проводника в единицу времени. Единица измерения – Ампер.

Напряжение – характеризует разность потенциалов двух точек в электрическом поле. Единица измерения – Вольт.

Аналогия с водой.

Что же такое электрический ток, а что есть напряжение? Для ответа на этот вопрос и полного понимания, лучше привести аналогию. Аналогию, которую я вам хочу  привести, много раз приводили в интернете, она основана на воде.  Так как с водой мы имеем дело каждый день, эта аналогия будет более понятной.

Итак, проведем эксперимент. Возьмем два сосуда, установленных на одном уровне, и соединенных одним шлангом.

Нальем в один сосуд воды, а второй оставим пустым. Вода начнет течь по шлангу из сосуда с водой протекать в пустой сосуд. Разность уровней в сосудах, в нашей аналогии и есть напряжение, или разность потенциалов.

Количество воды, проходящее через сечение шланга в единицу времени, это будет силой тока.

 

Если мы поменяем шланг, на другой, с меньшим внутренним диаметром (или зажмем шланг на половину), и повторим опыт, то мы увидим, что вода из одного сосуда в другой будет перетекать дольше. Для данного опыта можно использовать секундомер. Внутренний диаметр (сечение) шланга в нашей аналогии, будет сопротивлением.  Чем меньше диаметр шланга, тем больше сопротивление, и соответственно меньше сила тока.

В тот момент, когда уровни воды в сосудах станут равными (разность потенциалов равна нулю), то сила тока станет нулевой.

Сила тока и напряжение: что это и в чем разница

Многие из нас, еще со школьной скамьи не могут понять того, какие аспекты, отличают силу тока от напряжения. Конечно, учителя постоянно утверждали то, что разница между двумя этими понятиями, является просто огромной. Тем не менее, только некоторые взрослые имеют возможность похвастаться наличием соответствующих знаний и если вы к числу таковых не принадлежите, то вам самое время обратить внимание на наш, сегодняшний обзор.

Что такое сила тока и напряжение?

Для того, чтобы говорить о том, что собой представляет сила тока и какие нюансы с ней могут быть связаны, считаем необходимым обратить ваше внимание на то, чем она является сам по себе. Ток — это процесс, во время которого, под непосредственным воздействие электрического поля, начинает происходить движение неких, заряженных частиц. В качестве последних, может выступать целый перечень всевозможных элементов, в этом плане, все зависит от конкретной ситуации. Так, к примеру, если речь идет об проводниках, то в этом случае, в качестве вышеупомянутых частиц, будут выступать электроны.


Возможно некоторые из вас этого и не знали, но ток активно используется в современной медицине и в частности для того, что избавить человека от целого перечня всевозможных болезней, та же эпилепсия, например. Незаменим ток также и в быту, ведь с его помощью, у вас дома горит свет и работают некоторые электроприборы. Сила тока, в свою очередь, подразумевает под собой некую физическую величину. Обозначается она символом I.

В случае с напряжением, все обстоит куда сложнее, даже если сравнивать его с таким понятием, как «сила тока». Там предусмотрены единичные положительные заряды, которые должны перемещаться из разных точек. Кроме этого, напряжением называют такую энергию, посредством которой и происходит вышеупомянутое перемещение. В школах, для понимания этого понятия, нередко приводят в пример течение воды, которое происходит между двумя банками. В данной ситуации, в качестве тока, будет выступать сам поток воды, в то время, как напряжение сможет показывать разницу уровней в двух этих банках. По этому, течение будет наблюдаться до тех пор, пока оба уровни в банках не сравняются.

Что отличает силу тока от напряжения?

Осмелимся предположить, что в качестве основной разницы между двумя этими понятиями является их непосредственное определением:

  1. Под словами «сила тока» и «ток», в частности, представляют некое количество электричества, в то время, как напряжением принято считать меру потенциальной энергии. Простыми словами, два эти понятия достаточно сильно зависят друг от друга, сохраняя некоторые отличительные особенности, при всем этом. На их сопротивление влияет огромное количество самых разнообразных факторов. Важнейшим из них, является материал, из которого выполнен тот или иной проводник, внешние условия, а также температура.
  2. Некая разница предусмотрена также и в их получение. Так, если воздействие на электрические заряды, создает напряжение, то ток получается уже путем прикладывания напряжения между точками схемы. Кстати говоря, в качестве таковых приборов, могут выступать обыкновенные батареи или более продвинутые и удобные генераторы. По этой причине мы и можем говорить о том, что основные отличия двух этих понятий, сводятся к их определению, а также тому, что получаются они в результате совершенно разных процессов.

Путать не следовало бы ток также и вместе с энергопотреблением. Понятия эти являются совершенно разными и главным их отличием должна восприниматься именно мощность. Так, в том случае, если напряжение предназначено для того. чтобы характеризовать потенциальную энергию, то в случае с током, энергия эта будет уже кинетической. В наших, современных реалиях, преимущественное большинство труб соответствует аналогиям из мира электричества. Речь идет об нагрузке, которая создается во время подключения лампочки или того же телевизора в сеть. Во время этого, создается расход электричества, который в конечном итоге, приводит к появлению тока.

Конечно, в том случае, если в розетку вы не будете подключать никаких электроприборов, напряжение будет оставаться неизменным, в то самое время, как ток будет равняться нулю. Ну а если не будет предусмотрено расхода, то какая вообще может идти речь о токе и какой-либо его силе? По этому, ток — это всего лишь некое количество электричества, в то время, как напряжением считается мера потенциальной энергии определенного источника электричества.

Интересное видео, где подробно объясняется разница между током и напряжением:

Патогенез электротравмы / КонсультантПлюс

Патогенез электротравмы

Поражающее действие электричества на организм зависит от напряжения, силы тока, вида тока (постоянный или переменный), сопротивления, пути прохождения тока, продолжительности контакта и состояния организма человека. Ток напряжением 500 — 1000 В, как правило, приводит к глубоким ожогам, а напряжением 110 — 220 В обычно вызывает мышечный спазм во время воздействия — тетанию. Токи высокого напряжения (тысячи вольт и более), когда в месте контакта возникает дуговой разряд (вольтова дуга), не приводят к смерти: происходит обугливание кожи и подлежащих тканей, вызывающее резкое увеличение их сопротивления и снижение силы тока. Переменный ток напряжением до 500 В опаснее постоянного, при напряжении около 500 В переменный и постоянный токи опасны в одинаковой мере, а при напряжении свыше 1000 В становится более опасным постоянный ток [4].

Молния является огромным по напряжению (миллионы вольт) и силе тока (более десяти тысяч ампер) разрядом атмосферного электричества.

Электрический ток действует как местно, повреждая ткани в местах прохождения, так и рефлекторно. При контактном или дуговом поражении электрический ток, преодолев сопротивление кожи и подкожной жировой клетчатки, проходит по пути наименьшего сопротивления, т.е. по тканям, обладающим хорошей электропроводимостью, от места входа к месту выхода из тела вдоль возникающей в организме электрической цепи, образуя так называемую петлю тока. Для низковольтного напряжения обычно характерна одна петля тока. Самые опасные пути идут через сердце и органы дыхания. Наиболее часто на практике встречаются пути «рука-рука» (до 40% от всех видов поражения) и «рука-нога» (до 35%). В таких ситуациях погибают 80% пострадавших, так как такое воздействие практически всегда поражает сердце, приводя к его фибрилляции [5].

При высоком напряжении ток проходит через ткани тела от источника (рана на входе) к земле (рана на выходе) по кратчайшему пути. Есть вероятность нескольких электрических каналов внутри тела, что приводит к множественным выходам тока. Веерообразно распространяясь в организме в стороне от «петли», ток также подвергает любой орган риску электрического поражения.

Местное поражение тканей при электротравме проявляется в виде так называемых знаков (меток) тока, главным образом в местах входа и выхода тока. Чем выше напряжение электрического тока, тем тяжелее ожоги. Глубина поражения напрямую зависит от напряжения электротока — чем выше напряжение, тем тяжелее поражение. Электроожог образуется в результате специфического действия электротока путем превращения электрической энергии в тепловую в самих тканях, в отличие от прогревания тканей извне при термических поражениях. Имеется несоответствие величины видимого повреждения кожных покровов масштабам поражения глубжележащих структур, в первую очередь мышц.

Открыть полный текст документа

Что такое напряжение тока

Прежде чем рассматривать понятие напряжение электрического тока, кратко напомним понятие тока вообще. В самом общем понятии – это упорядоченное, направленное движение заряженных частиц (электронов), производимое под воздействием электрического поля. Также нельзя забывать и о силе тока – одной из основных величин электричества. При перемещении зарядов электрическое поле совершает определенную работу.

Принцип действия напряжения тока

Чем больший заряд необходимо переместить за 1 секунду в электрической цепи, тем большую работу совершает электрическое поле. Поэтому его работа полностью зависит от силы тока. Однако, кроме силы тока существует

еще одна величина, влияющая на работу. Это и будет напряжение, о котором пойдет речь.

Напряжение это отношение работы тока на отрезке цепи к величине заряда, проходящего по этому участку электрической цепи. Иначе говоря, это работа (энергия), расходуемая при перемещении одного положительного заряда из точки с маленьким потенциалом в точку с большим потенциалом. Напряжение определяют еще как разность потенциалов или электродвижущую силу.

Единицей измерения работы электрического тока является джоуль (Дж), электрический заряд измеряется в кулонах (Кл). Таким образом, единица измерения напряжения – 1 Дж/Кл. Эту единицу назвали вольт (В), в честь Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта (1745-1827) – итальянского ученого физика и химика, одного из основоположников учения об электричестве.

Как на практике работает эта единица измерения

Если объяснять просто, для непосвященных, вольт будет считаться мерой «давления» или воздействия, заставляющее электрический ток передвигаться по цепи или проводу. В то же время ампер будет его мерой «объема». Чтобы наглядно объяснить работу вольта и ампера, в качестве примера можно использовать принцип «воды в шланге». Здесь напряжение в вольтах будет аналогично давлению воды, а сила в амперах – объему воды.

Если вода поступает в шланг без наконечника, то через него проходит большое количество воды (ампер), давление, при этом возникает небольшое (вольт). Когда мы прижимаем наконечник шланга пальцем, то объем проходящей по нему воды снижается, зато давление воды увеличивается и струя брызгает намного дальше.

Сравнивая этот пример с электричеством, мы видим, что сила тока – это количество электронов, проходящих по проводу, а напряжение показывает нам, с какой силой эти электроны проталкиваются. Из этого следует вывод, что при одинаковом напряжении у провода, проводящего больший электрический ток, должен быть и больший диаметр.

Для возникновения напряжения в электрической сети обязательно необходим какой – либо источник тока. Когда электрическая цепь находится в разомкнутом состоянии, то напряжение существует лишь на клеммах самого источника. При включении источника тока в электрическую цепь, на отдельных ее участках возникает напряжение. Одновременно в цепи возникает сила тока. Наблюдаем взаимосвязь: без напряжения – нет и силы тока.

Для измерения напряжения используют специальный электроизмерительный прибор, который называется вольтметр. По своему внешнему виду он, практически, похож на амперметр, и отличается лишь шкалой. На шкале у амперметра – буква «А», у вольтметра – буква «V». При проведении измерений амперметр включается в цепь последовательно, а вольтметр –параллельно.

Лекция «Сила электрического тока, напряжение»

+37-38 СИЛА ТОКА. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА.

1. Электрический ток – это упорядоченное движение свободных заряженных частиц. Электрический ток в металлах обусловлен движением свободных электронов, в электролитах электрический ток обусловлен движением «+» и «-« ионов. При перемещении свободных заряженных частиц по проводнику происходит одновременно и перенос электрического заряда.

Т
.о. сила тока в цепи равна отношению электрического заряда прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения:

электрический заряд

(количество электричества)

Кл = А*с

(Кл – Кулон)

промежуток времени

с

сила электрического тока

А (Ампер)

1Кл – величина электрического заряда, проходящего сквозь поперечное сечение проводника при силе тока 1А за 1с.

Величина электрического заряда, проходящего по проводнику, определяется:

е = 1,6*10-19Кл – величина элементарного электрического заряда.

N— число заряженных частиц, прошедших по проводнику за единицу времени.

2. За единицу измерения в системе СИ принята сила тока в 1А: за единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1м взаимодействуют с силой 2*10-7

Н.

На международной конференции по мерам и весам в 1948г. было решено, в основу определения единицы силы тока, положить явление взаимодействия двух параллельных проводников с током (рис. 59). Силу взаимодействия проводников с током можно измерить. Эта сила зависит от расстояния между проводниками; длины проводников; среды, в которой находятся проводники; силы тока в самих проводниках.

Единица силы токаАМПЕР, названа в честь французского ученого Андре Ампера.

3. ДЛЯ измерения силы тока в электрической цепи применяют АМПЕРМЕТР. Амперметр устроен так, чтобы не влиять на величину тока в цепи при ее измерении. У амперметра имеются зажимы, для включения его в цепь.

Правила включения амперметра в электрическую цепь (рис.62).

1. при соединении амперметра следует соблюдать полярность, т.е. «+» зажим соединяют с «+» полюсом источника тока; «-« зажим, соединяют с «-« полюсом источника тока.

2. амперметр включают в цепь последовательно с тем участком цепи, на котором измеряют силу тока: конец проводника соединяют с одним из зажимов амперметра, другой вывод амперметра соединяют с началом другого проводника, соблюдая полярность.

П
о аналогии с течением воды по трубам (вода не собирается в каких-либо участках трубы), можно утверждать, что и заряд, прошедший по проводнику в единицу времени одинаков, значит, не происходит его накопление в каком-либо сечении проводника или участке электрической цепи. Подключение амперметра – схема участка цепи.

Поэтому, при измерении силы тока амперметр можно включать в любое место цепи, состоящей из ряда последовательно соединенных проводников, т.к. сила тока во всех точках одинакова. Соединение проводников называют последовательным, если конец одного проводника соединяется с началом другого, а конец второго проводника с началом третьего и т.д.

3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Для человеческого организма безопасной считается сила тока до 1мА. Сила тока более 100мА приводит к серьезным поражениям организма.

39-41. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ.

  1. ПОНЯТИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

Работу сил электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока. Чем больше сила тока (число прошедших свободных заряженных частиц по проводнику, под действием электрического поля), тем больше работа тока. Характеристикой электрического поля, помимо силы тока, является электрическое напряжение.

Электрическое напряжение физическая величина, характеризующая работу, совершаемую электрическим полем по перемещению единичного положительного заряда.

U — электрическое напряжение (В – Вольт)

q – электрический заряд (Кл – Кулон)

А – работа тока, работа электрического поля (Дж=Кл*В=А*В*с)

По аналогии: чем больше разность уровней воды, тем большую работу совершает вода при падении, т.е. чем больше напряжение на участках цепи, тем больше работа тока.

  1. ЕДИНИЦЫ НАПРЯЖЕНИЯ. ЗА ЕДИНИЦУ напряжения принимают такое электрическое напряжение на концах проводника, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1Кл по этому проводнику равна 1 ДЖ.

Единица напряжения – Вольт, названа в честь итальянского ученого Алессандро Вольта.

3.ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.

Высокое напряжение опасно для жизни. (пример из учебника самостоятельно). При работе в сыром помещении безопасным считается напряжение 12В, в сухом помещении – 36В.

4 ВОЛЬТМЕТР.

Прибор для измерения напряжения называется вольтметр. У ВОЛЬТМЕТРА имеются зажимы, к которым соединяют потребители тока.

Правила включения вольтметра в электрическую цепь таковы:

► при соединении вольтметра следует соблюдать полярность, т.е. «+» зажим соединяют с «+» полюсом источника тока; «-« зажим, соединяют с «-« полюсом источника тока.

►вольтметр включают в цепь параллельно с тем участком цепи, на котором измеряют напряжение: начало проводника соединяют с одним из зажимов вольтметра, конец проводника с другим зажимом вольтметра, соблюдая полярность.

Сила тока, проходящая через вольтметр, мала по сравнению с силой тока в цепи, поэтому прибор не изменяет напряжения между точками, к которым подключен.

Подключение вольтметра – схема участка цепи.

Что такое сила тока и чем она отличается от напряжения?


Что такое сила тока и напряжение? Как их различать? Эти вопросы очень сложны для понимания современного человека, а прочитав Википедию или учебник по физике, Вы еще больше запутаетесь в сложно переплетённых формулировках и законах Ома и Кирхгофа. Просто для подтверждения малограмотности большинства людей в электродинамике спросите у своих друзей: «Какая величина тока в комнатной розетке?» В ответ мы с 90% вероятностью услышим: «Что за глупый вопрос? Конечно 220 вольт!» Упрямые факты и практика общения с людьми самых различных специальностей показывают, что не так уж много людей даже с высшим образованием могут ответить на этот простой школьный вопрос правильно. Если Вы также ошибочно считаете, что величина тока в комнатной розетке равна 220 В., то я попытаюсь направить Вас на путь правильного понимания природы электричества. Большинство людей просто удаляют скучную информацию о силе тока и напряжении из своего мозга после окончания школы. Тем не менее, я попытаюсь объяснить разницу между этими понятиями не с помощью скучной и заумной теории, которая написана языком понятным только для людей с инженерным складом ума, а с помощью простой аналогии из «мира водопроводных труб».Представите себе, что все провода – это водопроводные трубы с водой, а аккумуляторы — насосы, которые эту воду непрерывно качают. При таком сравнении напряжение – это разность давлений до и после насоса, а ток – это расход воды за 1 секунду. Такая аналогия даст наиболее верное понимание природы тока и напряжения.Никогда не путайте понятия ток и энергопотребление. Это совершенно разные вещи. Из понятий напряжения и тока вытекает новое понятие – мощность. Если напряжение характеризует потенциальную энергию (разность давлений до и после насоса), а ток – кинетическую (количество перекачанных литров воды за одну секунду), то их произведение равно мощности. Если мощность умножить на время, то мы получим работу тока (энергопотребление).В реальной жизни большинство труб заканчивается кранами и это соответствует точнейшей аналогии из мира электричества – это нагрузка. Подключая лампочку, электромотор или телевизор в сеть мы создаем расход электричества, т.е. появляется ток. Если в розетку не подключать абсолютно никаких электроприборов, то ее напряжение останется неизменным – 220 вольт, а ток будет равен нулю. Если нет расхода – нет тока.Следовательно, правильный ответ на вопрос в заголовке будет звучать так: «Ток – это количество электричества, а напряжение — мера потенциальной энергии источника электричества».

cxema.org — Что такое ток и напряжение простыми словами

Ток – это упорядоченное движение заряженных частиц, для металлов это электроны.

Напряжение – это отношение электрического поля к величине заряда.

Такое объяснение встречается в большинстве научных источников, но совершенно непригодно к визуальному моделированию движения носителей заряда. Не смотря на то, что в понимании схемотехники, и электроники в целом это никак не скажется, так как затрагиваются фундаментальные процессы, которые лежат в основе большинства явлений, которые используются не только в электронике.

Для начала вспомним несколько вполне пригодных к визуализации явлений – кристаллическая решётка атомов металла, который является проводником в подавляющем большинстве схем.

Как мы видим, ядра атомов – положительного заряда,  электроны – негативного, расстояние между ядрами атомов очень значительное, но из-за разных потенциалов они склонны притягиваться, поэтому при интенсивном движении заряженных частиц они могут время от времени сталкиваться с ядрами.

 Так же немало важную роль играет скорость движения ядер атомов, которая зависит от температуры проводника,  они начинают быстро двигаться, и натыкаться на большее количество электронов, и больше отпускает электронов назад, таким образом, больше количество электронов передаёт свою кинетическую энергию ядру атома, вызывающее большую вибрацию, и как следствие больший нагрев. Тем самым меньше электронов может пробегать по проводнику. Заряженные частицы двигаются под действием напряжения, это та сила, которая заставляет носители заряда двигаться в одном направлении, чем больше напряжение, тем больше электронов может преодолеть притяжение ядер атомов. Но при этом, давая электронам больше кинетической энергии, можно повысить вибрацию ядер атомов, как следствие – ещё больший нагрев проводника. Сопротивление так же зависит от площади сечения проводника, чем больше сечение – тем больше ядер атомов могут одновременно принимать и отпускать носителей заряда, что не только уменьшает сопротивление, но так же и увеличивает теплоёмкость проводника, значит, он легче может выдержать перегрев.

Но стоит отметить, что охладить такой провод сложнее, понадобится больше мощности затратить на его охлаждение, хотя на практике провод подбирают так, что бы при номинальном токе, он не грелся, и это правило применимо только к резисторам, где сопротивление больше, и мощность выделяемая больше. Так как при движении электронов, они на некоторое время задерживаются у ядер атомов, пока их не выбьет с поля ядра другой электрон, то на участке проводника, при протекании через него тока будет определённая разница в количестве заряженных частиц. Это зовётся падением напряжения, как правило, наибольшее падение напряжения происходит на самом высокоомном участке цепи, падение напряжения зависит от тока в цепи и сопротивления участка, на котором производится замер. Только что мы на уровне движения элементарных частиц объяснили некоторые аспекты закона Ома, и мощности выделяемой на резисторе, и почему она превращается в тепло. С напряжением всё проще, для начала вспомним, что источником напряжения могут быть как химические батареи (аккумуляторы, батарейки, и т.д.) так и магнитно-динамические (генераторы, электродвигатели). Принцип работы разный, но результат одинаков – это разница потенциалов на выводах. Если говорить совсем просто, то это банально разница свободных электронов, то есть на одном выводе их значительно больше чем на другом. Свободные электроны – это те электроны, которые не прикреплены на определённой орбите возле ядра атома, они под воздействием магнитных полей хаотично двигаются по всему проводнику, поэтому напряжение одинаково во всех частях проводника (пока через него не протекает ток). А источник напряжения можно представить как насос, который перекачивает ток с одного вывода в другой.

Ну и под конец в видео приводится аналогия заряженных частиц с автомобилями, а проводника с дорогой.

Статья специально подготовлена для конкурса на канале АКА

Автор — Ростислав Михайлов

Мощность и напряжение — Физика рассказ

Неравные лампы и резисторы серии

Предположим, что две лампы соединены последовательно, и они не идентичны. Предположим, что сопротивление лампы A больше, чем сопротивление лампы B. Как напряжение аккумулятора будет распределяться между двумя лампочками?

Ответ на этот вопрос заключается в том, что большее напряжение падает на большее сопротивление.Другими словами, на лампочку A падает больше напряжения. Почему это должно быть?

Больше энергии смещается, когда заряженные частицы проходят через большее сопротивление. Подумайте о модели обучения веревочной петле. Если два зрачка действуют как резисторы, но один ученик сжимает веревку сильнее, чем другой (большее сопротивление), рука с более сильным хватом нагревается сильнее, чем с более слабым.

Этот же аргумент формализуется соотношением:

В = R × I

Сила тока ( I ) одинакова через каждую лампочку, поскольку две лампочки соединены последовательно.Следовательно, более высокое напряжение должно падать на больший резистор.

Помните, что сумма напряжений на двух лампах должна быть равна напряжению батареи.

Пример схемы с последовательными соединениями для изучения

Вот шлейф с последовательными соединениями, где вы можете выбрать батарею и лампочки, чтобы установить сопротивление этих лампочек. Этот выбор влияет на ток в контуре и мощность, рассеиваемую лампами и переключаемую батареей.

Код может показаться вам понятным — физика состоит всего из нескольких строк, содержащих эти важные взаимосвязи:

сопротивление контура = сопротивление первой лампочки и плюс; сопротивление второй лампочки

напряжение / сопротивление = ток

напряжение = ток × сопротивление

мощность = ток × напряжение

Остальное все касается дисплея.

Неравные компоненты параллельно

Предположим, что две лампочки подключены параллельно к батарее на 3 В, и они не идентичны: сопротивление лампы A больше, чем сопротивление лампы B.Что в этом случае происходит с током и напряжением на каждой лампочке?

Напряжение на обеих лампах должно быть одинаковым. Рассмотрим две петли по отдельности: ток в петле A небольшой (из-за высокого сопротивления), поэтому мощность, коммутируемая лампочкой, мала; ток в контуре B велик (из-за более низкого сопротивления), поэтому мощность, коммутируемая лампой, большая.

Модель веревочной петли может помочь разобраться в этом; Переключаемая мощность зависит только от захвата и от скорости, с которой веревка проходит через руку.

Напряжение на лампе А составляет 3 вольта

Ток в лампочке А: относительно небольшой

Мощность, переключаемая лампой A: относительно небольшая

Напряжение на лампочке B составляет 3 вольта

Ток в лампочке B: относительно большой

Мощность, включаемая лампочкой B: относительно большая

Пример схемы с параллельными соединениями для изучения

Вот две петли, значит, схема с параллельным подключением, где вы можете выбрать батарею и лампочки, чтобы установить сопротивление этих лампочек.Этот выбор влияет на ток в контурах и мощность, рассеиваемую лампами и переключаемую батареей.

Код может показаться вам понятным — физика состоит всего из нескольких строк, содержащих эти важные взаимосвязи:

напряжение / сопротивление = ток

ток через батарею = ток во внутреннем контуре и плюс; ток во внешнем контуре

мощность = ток × напряжение

Остальное все касается дисплея.

Объяснение мощности батареи — Любопытно

Все эти слова в основном описывают мощность батареи, но все они разные.

Напряжение = сила, при которой реакция, приводящая в действие аккумулятор, проталкивает электроны через элемент. Это также известно как электрический потенциал и зависит от разницы потенциалов между реакциями, происходящими на каждом из электродов.Чем выше напряжение, тем больше работы может совершить то же количество электронов.

Ток = количество электронов, которые проходят через любую точку цепи в данный момент времени. Чем выше ток, тем больше работы он может выполнять при том же напряжении.

Мощность = напряжение x ток. Чем выше мощность, тем быстрее батарея может работать — это соотношение показывает, насколько важны и напряжение, и ток для определения того, для чего подходит батарея.

Емкость = мощность батареи как функция времени, которая используется для описания продолжительности времени, в течение которого батарея может обеспечивать питание устройства. Аккумулятор большой емкости сможет проработать более длительный период, прежде чем разрядится / разрядится. У некоторых батарей есть небольшая печальная особенность: если вы слишком быстро попытаетесь извлечь из них слишком много энергии, химические реакции не успеют поспеть, и емкость станет меньше! Итак, мы всегда должны быть осторожны, когда говорим о емкости аккумулятора, и помнить, для чего он будет использоваться.

Еще один популярный термин — «плотность энергии». Это количество энергии, которое устройство может удерживать на единицу объема, другими словами, сколько энергии вы получите за свои деньги с точки зрения мощности по сравнению с размером. С батареей, как правило, чем выше плотность энергии, тем лучше, поскольку это означает, что батарея может быть меньше и компактнее, что всегда является плюсом, когда вам нужно, чтобы она питала то, что вы хотите держать в кармане. Это также плюс для электромобилей — аккумуляторы должны как-то подходить к машине!

Для некоторых приложений, таких как хранение электроэнергии на возобновляемых электростанциях, таких как ветряная или солнечная ферма, высокая плотность энергии не является обязательным требованием, поскольку, скорее всего, будет достаточно места для хранения батарей.Основная цель такого использования — просто хранить как можно больше электроэнергии, как можно безопаснее и дешевле.


Эта статья была адаптирована из материалов веб-сайта Академии, проверенных следующими экспертами: Профессор Рэй Уизерс, Исследовательская школа химии FAA , Австралийский национальный университет

2. КЛЮЧЕВЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ КОЛИЧЕСТВА

2. КЛЮЧЕВЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ КОЛИЧЕСТВА



2.1 Прямое электрическое соединение Ток (постоянный ток)
2.2 чередование Электрический ток (переменный ток)
2.3 Среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение) Значения
2.4 Акустическое давление и интенсивность
2,5 децибел
2,6 скорость и Поглощение акустических волн
2.7 Частота и длина волны
2.8 Акустические волны и рыба


Для правильного понимания акустики, используемой в рыболовстве, необходимо иметь некоторые знания о простом электричестве, электромагнитных и акустических волнах.

Важной целью этой главы является объяснение термина мощность , который имеет решающее значение для электрических и акустических измерений. Мощность определяется как количество потока энергии в единицу времени или просто «работа, выполненная» за данный момент времени. Это хорошо известный закон физики, согласно которому энергия не может быть ни создана, ни разрушена, а преобразуется из одной формы в другую. Процесс преобразования формы, которую мы имеем, например, электрической энергии, в желаемую форму, возможно, акустическую, не может быть на 100% эффективным, и, следовательно, некоторые из них могут превратиться в нежелательную форму, часто в тепло.Жизненно важно, чтобы измерения в акустике рыболовства основывались на истинной мощности сигналов, и чтобы полностью объяснить это, мы сначала рассмотрим постоянный электрический ток, а затем переменный ток, который, в свою очередь, связан с акустическими факторами в разделе 2.4.

Электрическая энергия может храниться разными способами, но самым простым для настоящей цели является химическая форма в батарее элементов, из которых получается постоянный ток (DC) (ток означает поток электронов в цепи).Законы, регулирующие электрические вопросы, легче всего понять, применив постоянный ток к простым электрическим цепям.

Рис. 1.

Аккумулятор имеет постоянную разность потенциалов (pd) или напряжение (V) на своих выводах (Рис. 1), и если, например, лампа подключена к выводам, постоянный ток будет течь как через цепь, так и через батарею. Работа выполняется, потому что электрическая энергия преобразуется в свет при прохождении тока через нить накала лампы.Количество энергии, которое изменилось с электричества на свет при измерении в течение определенного периода времени, известно как рассеиваемая мощность (Вт, ватты), и это контролируется напряжением (В) батареи и величиной тока (А). который течет. На самом деле небольшая часть энергии «тратится» в виде тепла, но это не важно для настоящего объяснения.

Мощность — это произведение В, вольт и А, ампер.

Мощность, (Вт, Вт) = В x A (1)

Ток A прямо пропорционален V, но регулируется сопротивлением R (Ом) нити накала лампы.

A = V / R (2)

Если мы заменим уравнение 2 на A в уравнении 1

Мощность = V x V / R = V 2 / R Вт (3)

Соотношение мощности к работе и энергии приведено в Приложении I в разделе производных единиц. Особенно важно помнить, что мощность пропорциональна квадрату напряжения.

Источники постоянного тока используются для обеспечения питания электронных устройств и систем, но не имеют другой полезной функции.Постоянный ток может вырабатываться вращающимися машинами (генераторами), но естественным выходом любой такой машины является волна переменного тока, описание которой дается в следующем разделе.

Рисунок 2.

Рис. 3.

Электронные и акустические системы, которые распространяют и получают энергию, делают это с помощью электромагнитных или акустических волн. Характерные свойства волн одинаковы для воздуха, твердых тел или воды.Волна определяется как прогрессивное возмущение в любой из этих сред. Он образуется в результате распространения переменного напряжения и давления без постоянного смещения самой среды.

Переменная электрическая волна может создаваться вращением прямоугольной проволочной петли с постоянной скоростью в магнитном поле. Это схематично показано на рисунке 2 (а). С помощью законов электромагнитной индукции можно продемонстрировать, что ток в петле будет изменяться в зависимости от угла петли относительно магнитного поля.Если клемму P взять за точку отсчета, вращающуюся от 0 ° до 360 °, направление тока и его амплитуду можно отобразить в зависимости от угла поворота, как показано на рисунке 2 (b). Для удобства используются интервалы 30 °.

Хорошо видно, что волна идет в одном направлении в течение первых 180 °, затем проходит через ноль и меняет направление (полярность) на следующие 180 °. Максимальные значения в каждом направлении происходят через 90 ° после прохождения нулей. В чистом (неискаженном) состоянии амплитуду и другие характеристики синусоиды можно легко измерить, но необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы избежать путаницы.Например, необходимо быть абсолютно ясным, заявляя, что значения от нуля до максимума в одном направлении (пик) или, если цитируется от крайнего пика в одном направлении до крайнего пика в другом направлении (от пика до пика). см. рисунок 3.

Хотя пиковые значения или значения размаха должны быть записаны, это просто потому, что они являются распознаваемыми точками синусоиды, их необходимо преобразовать перед выполнением любых расчетов мощности. Причина в том, что нас интересует фактическое количество задействованной энергии, но, в то время как с постоянным током это может быть получено как произведение напряжения V и тока A, в данном случае эти величины непрерывно чередуются, поэтому не даст правильного ответа. (среднее значение фактически равно нулю).Мы должны найти значение переменного тока, который выполняет ту же «работу», что и постоянный ток, если он протекает в той же цепи.

Мы уже видели в 2.1, как рассчитывается мощность в цепи постоянного тока,

экв. 1

Вт = В x А

и транспонирование ур. 2

V = AR

заменяя V в ур.1

Вт = A 2 R

(4)

, что является более удобной формой для нашей нынешней цели.

Если постоянный ток силой 3 А протекает через резистор 1 Ом, рассеиваемая мощность составляет

Вт = 3 2 x 1 = 9 Вт

, и это представлено на рисунке 4 (а) областью OX на XX ‘.

На этом же рисунке изображена синусоида 3А максимум .

Рисунок 4. (a)

Рисунок 4. (b)

Рисунок 4. (c)

Синусоиду можно определить как A max sin w t

, где A max — пиковая амплитуда в каждом направлении формы волны.

w t = 2p или 360 ° в конце одного цикла, см. Рисунок 3.

Мгновенное значение тока равно i = A max sin w t.

Если он протекает в цепи с сопротивлением 1 Ом, мгновенная скорость рассеиваемой мощности равна

i 2 x 1 Вт = i 2 Вт.

Таким образом, мы можем возвести в квадрат для мгновенных значений синусоиды и, используя наш пример с максимумом 3A, получим пунктирную кривую на рисунке 4 (b). Легко увидеть или вычислить, что площадь под пунктирной кривой составляет половину площади OX на XX ‘, то есть, когда постоянный ток имеет амплитуду , равную максимальному переменному току, мощность, рассеиваемая за счет переменный ток составляет половину рассеиваемого постоянным током.

По-прежнему используя значения на рисунке 4, можно определить пропорцию от значения макс переменного тока, которое дает такое же рассеивание мощности, что и постоянный ток.

Постоянный ток, который дает такую ​​же мощность , рассеиваемую мощность , что и максимальное значение переменного тока , как видно из рисунка 4 (b), составляет 9/2 = 4,5 А.

Итак, 4.5 =

Тогда т.е. 3 разделить на квадратный корень из 2, но значение AC max равно 3, поэтому мы можем сказать 1/2 1/2 раз 3.

(5)

Подводя итог, мы можем сказать, что среднеквадратичное значение напряжения или тока представляет собой квадрат корень среднего (среднего) всех мгновенных величин энергии в квадрате, среднеквадратичное значение также известно как действующее значение или виртуальное значение переменного тока.

Чтобы найти среднеквадратичное значение, умножьте пик на значение на 0,707.

Чтобы найти среднеквадратичное значение из числа от пика до пика , сначала разделите на два, затем умножьте на 0.707. Электрические мощности и напряжения могут быть обременительными для манипулирования и расчета, поэтому обычной практикой является преобразование их в более удобную форму. Это децибел (дБ), описанный в разделе 2.5.


2.4.1 Давление
2.4.2 Интенсивность


2.4.1 Давление

Давление легче всего рассматривать как механическую силу. Это может быть вызвано движением поршня, как показано на рисунке 5. Если вращение вала с постоянной скоростью передается шатунной шейкой на поршень, как показано на рисунке, результатом является синусоидальное движение.Это создает волну акустического давления в виде синусоидальных колебаний в воде с областями сжатия и разрежения относительно среднего давления, см. Рис. 5. В акустике мы имеем дело с синусоидами аналогично электрическим синусоидальным колебаниям, обсуждаемым в разделе 2.2, т. Е. «выполненная работа» или использованная мощность — это среднеквадратичное значение. Любое практическое измерение акустических волн производится путем наблюдения электрического выходного сигнала (синусоид) чувствительного к давлению устройства (преобразователя). Другими словами, синусоидальная волна давления преобразуется в эквивалентную электрическую синусоиду, по которой могут быть определены акустические свойства.

Рис. 5.

Акустические волны — это форма энергии, которая может распространяться через среду с распределенной массой и упругостью, такую ​​как вода. В любой точке, где эти волны находятся в воде, энергия присутствует в виде изменения в нормальном состоянии напряжения и деформации. Энергия вызывает силу, и колебания частиц, составляющих среду, поэтому передаются от точки к точке в воде со скоростью, зависящей от факторов, указанных в разделе 2.6.1.

Связь между давлением, скоростью частиц и величиной r c аналогична той, которая существует в электричестве между напряжением, током и сопротивлением (импедансом), разделы 2.1 и 2.2. Акустический импеданс rc определяется в терминах констант среды, где r — плотность в кг / м 3 , а c — скорость акустических волн в м / с, поэтому rc = кг / м 3 xm / s = кг / м 2 .s. Единица акустического импеданса известна как Рэйл (в честь лорда Рэлея), и для морской воды она составляет приблизительно 1.54 x 10 6 Рейлс.

Давление измеряется в микропаскалях (м Па). Один м Па равен 10 -6 Ньютон / м 2 . Микропаскали используются в качестве стандартной эталонной единицы, потому что Паскаль (1 Ньютон / м 2 ) всего в 10 раз отличается от предыдущего стандарта, шкалы m, которую можно увидеть в старых учебниках. Чтобы преобразовать любые цифры, указанные в дБ / 1м б, необходимо добавить 100, например 120 дБ / 1 м b = 220 дБ / 1 м Па и -100 дБ / 1 В / 1 м b = -200 дБ / 1 В / 1 м Па.См. Приложение I и раздел 2.5.

2.4.2 Интенсивность

Рис. 6.

Интенсивность звука (I) определяется как количество энергии в секунду (мощность), проходящая через единицу площади перпендикулярно направлению распространения акустической волны. Эта концепция проиллюстрирована на рисунке 6.

В разделе 2.4.1 было указано, что давление, скорость частиц и r c аналогичны электрическим величинам напряжения, тока и сопротивления соответственно.Сила звука аналогична электрической мощности в зависимости от количества энергии и времени, в течение которого она течет или используется. Таким образом, уравнение 3 можно представить в акустических терминах как

Интенсивность (I) = p 2 / r c (6)

, то есть интенсивность пропорциональна квадрату давления, деленному на акустический импеданс.

Интенсивность акустической волны относится к плоской волне со среднеквадратичным давлением, равным 1 м Па, на расстоянии 1 м от источника. С точки зрения акустики рыболовства плоскую волну можно описать как волну, у которой не наблюдается значительной кривизны волнового фронта по длине или протяженности цели.


2.5.1 Мощность и интенсивность Соотношения
2.5.2 Напряжение и давление Передаточные числа


Децибел (дБ) — это одна десятая бел, единица, названная в честь известного изобретателя Александра Грэхема Белла. Впервые он был использован в связи с телефонными линиями передачи (Мартин, 1929), но теперь является общим для всех отраслей электроники и акустики.

Децибел НЕ является единицей измеряемой величины, такой как метры, килограммы или секунды.Это логарифм с основанием 10 отношения, определяющего соотношение между величинами. В электронике часто наблюдаются очень большие различия или изменения в мощности или напряжении между одной частью системы и другой. В подводной акустике большие различия возникают в интенсивности и давлении, например, из-за потерь при распространении. Преобразуя эти изменения в децибелы с помощью логарифмов, можно упростить цифры и расчеты выигрышей или потерь. Поскольку децибел основан на логарифмах, умножение и деление преобразуются в сложение и вычитание.

2.5.1 Коэффициенты мощности и интенсивности

Электрическая мощность (Вт, ватт) аналогична параметру акустической интенсивности (I) в разделе 2.4, и для обоих используется тот же коэффициент 10 log 10 , далее в руководстве будет использоваться 10 log. Обозначение в децибелах для мощности W:

N = 10 log Вт / Wo дБ

, где Wo — выбранная эталонная мощность, аналогично для интенсивности I

N = 10 log I / Io дБ (7)

, где Io — выбранная эталонная интенсивность.

Логарифмическое соотношение между двумя величинами, одна из которых в два раза больше другой, может быть log 2/1 или log 1/2 в зависимости от ссылки. В логах соотношение становится +0,3010 и -0,3010 соответственно. При изменении их на децибелы в случае мощности или интенсивности отношения умножаются на 10.

10 log 2/1 = +3 дБ и 10 log 1/2 = -3 дБ

Другими словами, +3 дБ означает, что величина вдвое больше эталона, тогда как -3 дБ означает, что это только половина эталона.сходным образом

10 log 10/1 = +10 дБ и 10 log 1/10 = -10 дБ
10 log 100/1 = +20 дБ и 10 log 1/100 = -20 дБ.

В таблице 1 показано количество децибел, эквивалентное отношениям мощности и интенсивности. Коэффициент, относящийся к числу децибел, не указанному в таблице, можно найти с помощью

отношение = Antilog (ndB / 10) или 10 n / 10

в качестве альтернативы числа могут быть выбраны из таблицы дБ, чтобы составить число, которое нужно преобразовать, например 75,5 дБ — это 70 + 3 + 2 + 0.5 и соответствующие отношения равны 10 7 , 2, 1,58 и 1,12, что при умножении на вместе = 2 x 1,58 x 1,12 x 10 7 = 3,539 x ​​10 7 .

В таблице 1 показано количество децибел, эквивалентное отношениям мощности и интенсивности.

Таблица 1.

Число децибел

Соотношение мощности (Вт) и интенсивности (I)

+ дБ

-дБ

0.1

1,02

0,98

0,5

1,12

0,89

1

1,26

0.79

2

1,58

0,63

3

2,00

0,5

6

3.98

0,25

10

10,00

0,10

20

10 2

0,01

30

10 3

10 -3

40

10 4

10 -4

50

10 5

10 -5

60

10 6

10 -6

70

10 7

10 -7

80

10 8

10 -8

90

10 9

10 -9

100

10 10

10 -10

2.5.2 Коэффициенты напряжения и давления

В разделе 2.1 было показано, что мощность пропорциональна квадрату напряжения; такая же взаимосвязь между интенсивностью звука и давлением (раздел 2.4).

Следовательно, обозначение децибел

10 log (V 2 / R) / (Vo 2 / R) = 20 log V / Vo (8)
и (9)

, где Vo и p 0 — соответствующие контрольные величины, а rc — удельное акустическое сопротивление воды (аналогично сопротивлению в электрической цепи, (r — плотность в кг / м) 3 и c = скорость акустической волны в м / с).

Из примера, приведенного в предыдущем разделе, было показано, что логарифмическое соотношение между двумя величинами мощности или интенсивности, одно из которых в два раза больше другого, составляет +3,010 и -3,010 в зависимости от того, какое значение принимается в качестве эталонного. .

При изменении их на децибелы напряжения или давления , логарифмы соотношений должны быть умножены на 20

20 log 2/1 = +6 дБ и 20 log 1/2 = -6 дБ.

В таблице 2 показано количество децибел, эквивалентное отношениям напряжения и давления.

Таблица 2.

Количество децибел

Коэффициент напряжения и давления

+ дБ

-дБ

0,1

1.01

0,99

0,5

1,06

0,98

1

1,122

0,84

2

1.26 год

0,79

3

1,41

0,71

6

2,0

0,50

10

3.16

0,316

20

10,00

0,1

30

31,62

0,0316

40

10 2

10 -2

50

316.0

0,00316

60

10 3

10 -3

70

3162

3,162 х 10 -3

80

10 4

10 -4

90

31622

3.162 х 10 -4

100

10 5

10 -5

Опорное значение в дБ для напряжения часто составляет 1 Вольт, и в этом случае измерение менее 1 В должно быть -n дБ / 1 Вольт.

10 -5 Вольт = 20 x — 5 = -100 дБ относительно 1 В
1 м В = 10 -6 Вольт = 20 x — 6 = -120 дБ относительно 1 В.

На рисунке 7 показана эта взаимосвязь в полезном диапазоне напряжений.

Рисунок 7.


2.6.1 Поглощение Акустические волны


Скорость акустических волн в море обозначается символом c и измеряется в метрах в секунду (м / с). Это переменная, зависящая от температуры, солености и глубины воды, хотя фактор глубины не имеет значения для акустики рыболовства.

Глубину можно измерить правильно, только если известна скорость акустической волны для исследуемой области. На рисунке 8 показано изменение скорости в зависимости от температуры и для ряда соленостей. Из этого рисунка видно, что между летом и зимой могут происходить изменения порядка 2 1/2 %, но обычно этого считают недостаточным, чтобы оправдать корректировку системы синхронизации эхолота.

Рисунок 8.

Скорость акустической волны равна

c = fl (10)

где

c в м / с
f в Гц
l — длина волны (см. Раздел 2.7) в метрах.

Частота f фиксирована в эхолоте, но длина волны изменяется в зависимости от скорости волны.

l = п / ш (11)

, предполагая скорость 1500 м / с (наиболее часто используемый показатель) и частоту 38000 Гц, то есть 38 кГц, длина волны равна

l = 1500/38000 = 0,0395 м или 39,5 мм

Если скорость увеличивается на 20 м / с до 1520 м / с, длина волны увеличивается на 0,5 мм до 40 мм, незначительное изменение. Хотя термоклины (слои воды, температура в которых резко меняется с глубиной) возникают часто по разным причинам, последующее изменение скорости акустических волн не имеет значения для целей эхолокации. I.е. разница в акустическом импедансе r c слишком мала, чтобы ее можно было обнаружить.

2.6.1 Поглощение акустических волн

Когда акустические волны проходят через воду, часть энергии поглощается химическими процессами. Доля преобразованной энергии должна рассматриваться как акустические потери и приниматься во внимание при расчете результатов. Потери линейны с расстоянием, т. Е. На каждый пройденный метр теряется постоянная часть акустической энергии.

Поглощение обозначается символом a и выражается в децибелах на километр (дБ / км), оно увеличивается с увеличением частоты, как показано на рисунке 9.

Рисунок 9.

Имеется заметная температурная зависимость, но она имеет другие характеристики; в нижней части шкалы частот ниже 70 кГц, где есть отрицательный градиент, повышение температуры приводит к уменьшению a. На частоте 120 кГц градиент сначала положительный, затем отрицательный, как на рисунке 10 (а). Эти цифры рассчитаны по формуле, полученной Фишером и Симмонсом (1977) после серии экспериментов, и, как полагают, дают наиболее точные результаты, доступные в настоящее время для акустических работ в рыболовстве.Необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить достоверность результатов для всех условий температуры и солености, которые могут встретиться при практических исследованиях. Тем не менее, рекомендуется использовать графики на рисунках 9 и 10 (a) (b) (c) для выбора значения a для опросов, пока не появятся дальнейшие результаты. Вариация значений поглощения для изменений солености на обычно используемых частотах акустической съемки показана на Рисунке 10 (b) (c).

Рисунок 10. (а)

Рисунок 10.(b)

Рисунок 10. (c)

Частота синусоиды определяется как количество пиков одной полярности, возникающих за одну секунду. Частота измеряется в циклах, то есть в количестве полных синусоидальных циклов за одну секунду, но теперь единицей измерения частоты является герц (Гц) после имени физика с таким именем. Таким образом, на рисунке 11 синусоида имеет частоту 5 Гц.

Термин w использовался без объяснения причин в разделе 2.3. Он обозначает угловую скорость волны, т.е. скорость, с которой частица движется через цикл, и равна 2p f. Для частоты 5 Гц угловая скорость составляет 31,416 радиан / сек.

Периодическое время (t) — это время , необходимое для завершения цикла или появления соседних пиков, см. Также рисунок 11. Синусоида в разделе 2.3 была определена как A max sin wt и завершение цикл, когда wt = 2p, поэтому t = 2p / 2p f = 1 / f, поэтому периодическое время волны 5 Гц составляет 1/5 секунды.

Рисунок 11.

В акустике рыболовства нас интересует ограниченное количество точечных частот, и большая часть работы была сосредоточена на одной из них или близкой к ней, то есть 38 кГц. Хотя удобно говорить об одной частоте, эхолот не может работать, если он не работает в пределах полосы частот, а та, которая всегда указывается, номинально является центральной частотой полосы. Таким образом, мощность передается одновременно на всех частотах в пределах полосы пропускания, и это обсуждается более подробно позже в 3.1.2.

Частота синусоидального сигнала не зависит от среды, в которую он вводится, т. Е. Количество циклов для прохождения фиксированной точки за одну секунду является постоянным. Но другая характеристика синусоиды, длина волны (l), полностью зависит от физических свойств среды, в которой распространяется волна. Это связано с тем, что скорость волны определяется плотностью и модулем объемной упругости среды.

Длина волны определяется как расстояние между соседними пиками или впадинами синусоиды, рисунок 12, т.е.е. физическое измерение в метрах (м), относящееся к этому расстоянию, чем быстрее распространяется волна, тем больше l. Когда мы выбираем частоту работы эхолота, мы знаем, что среда, в которой он будет работать, — это вода, поэтому можно рассчитать длину волны в довольно близких пределах, если скорость акустических волн в определенном объеме воды равна известный. Это связано с тем, что скорость (c) распространения волны связана с частотой (f) и длиной волны (l), как показано в уравнении. 11 то есть l = c / f.

Важность длины волны станет очевидной в следующем разделе, где мы обсудим некоторые эффекты взаимодействия акустических волн с рыбами.

Рисунок 12.

Когда акустическая волна поражает рыбу, часть энергии отражается, и это называется эхом. Факторы, от которых зависит эта величина, не совсем понятны, но в этом разделе мы рассмотрим некоторые из основных теорий.

Когда плоская волна встречается с границей двух различных сред e.грамм. вода и тело рыбы могут частично отражаться. Если рыба имеет размеры того же порядка, что и длина акустической волны, интенсивность, отраженная в любом конкретном направлении, зависит от соотношения сопротивлений воды и рыбы, а также формы и ориентации рыбы.

Для начала предположим, что рыба остается той же формы, пока происходит ее взаимодействие с акустической волной. Таким образом, мы можем смотреть на диаграмму направленности , когда ориентация рыбы изменяется со временем.Если произвольная опорная ось проходит через рыбу, ориентация которой изменяется, и амплитуда эхо-сигнала измеряется как функция направления этой оси, результат может быть отображен в виде полярной диаграммы. Гипотетический график показан на рисунке 13 (а), но, конечно, это только для одной плоскости, вся диаграмма трехмерна и будет выглядеть примерно как шар с выступающими шишками. На следующем рисунке 13 (b) показан тот же результат, что и раньше, но в линейном угловом масштабе.

Рисунок 13.(a)

Рисунок 13. (b)

Если бы рыба постоянно вращалась в плоскости, для которой нарисован рисунок 13, амплитуда эхо-сигнала будет колебаться, и эффект будет таким, чтобы модулировать эхо-волна. Модуляция означает «запечатлеть информацию», и это видно на рисунке 14, где колебания амплитуды высокочастотной акустической волны обусловлены информацией «о количестве и относительном размере комков или лепестков диаграммы направленности».

Рис. 14.

Фундаментальным свойством таких шаблонов является близость лепестков и, следовательно, скорость, с которой последовательные максимумы и минимумы эхо-сигнала возникают при вращении рыбы, то есть угловая частота доли. Шаблоны с разными угловыми частотами показаны на рисунках 15a и b, и ясно, что (b) имеет гораздо более высокую угловую частоту, чем (a), что приведет к более быстрым колебаниям эхо-сигнала. Рыба может обладать обоими этими паттернами, потому что она имеет большой размер в одном направлении и гораздо меньший размер под прямым углом к ​​нему, но на практике мы обычно имеем дело только с небольшими вариациями спинного аспекта.

Рис. 15.

Присутствие рыбы в «акустическом поле» (окружающие акустические волны) влияет на изменение поля вокруг поверхности рыбы путем добавления так называемого поля возмущения ( возмущение означает сильное беспокойство). Это как если бы поле возмущения возникает от виртуальных источников акустической энергии внутри тела рыбы. Другими словами, рыба, кажется, генерирует излучающую наружу волновую систему, извлекая поток энергии из проходящих падающих волн и повторно излучая его во всех направлениях.Вокруг поверхности рыбы поле возмущения имеет «волнистость», которая соответствует волнам падающего поля, поэтому, конечно, существует конечное число из длин волн , возникающих в зависимости от длины рыбы. Количество лепестков в диаграмме направленности зависит от размера рыбы в длинах волн , а не от ее абсолютного размера, например. при 38 кГц рыба 40 см имеет 10 длин волн, а при 120 кГц — 32 l. Размер долей в относительной шкале амплитуд определяется размером рыбы.

Хотя существует максимально возможных амплитуд эхосигналов от любой конкретной рыбы, фактический полученный размер зависит от угла лепестка или лепестков диаграммы направленности, «указывающих» в направлении акустического эхолота. ось, см. рисунок 16.

Рис. 16.

До сих пор обсуждение предполагало, что рыба остается той же формы, но это неверно, форма меняется со временем, когда рыба плавает.Эффект заключается в том, что виртуальные источники в пределах его объема немного изменяют положение, что вызывает другой вид модуляции амплитуды эха. Таким образом, очевидно, что попытка предсказать или смоделировать реакцию рыбы является сложной задачей, поэтому мы должны проводить измерения либо отдельных особей, либо известных количеств, и это обсуждается позже в разделах 4.5 и 4.6. Раздел 2.8 основан на заметках, написанных покойным доктором В. Г. Уэлсби. В следующей главе рассматриваются инструменты, необходимые для акустики рыболовства.


Настоящая правда о домашних энергосберегающих устройствах

Бытовые энергосберегающие устройства — эффективны? Что на самом деле правда?

Бытовые энергосберегающие устройства низкого напряжения в последнее время привлекают большое внимание как потребителей, так и производителей. Обычно он используется в жилых домах для экономии энергии и уменьшения счетов за электроэнергию. Это небольшое устройство, которое необходимо подключить к любой розетке переменного тока в доме (в основном возле счетчика энергии).Более того, некоторые компании заявляют, что их энергосберегающие устройства экономят до 40% энергии.

Многие считают, что заявления компаний-производителей энергосберегающих устройств ложны. Почти все люди, которые покупают энергосберегающие устройства, делают это, чтобы уменьшить свои счета за электроэнергию на .

Многие люди, которые использовали эти энергосберегающие устройства, сказали, что они могут снизить свои счета за электроэнергию с помощью этих устройств; однако снижение оказалось не таким значительным, как они ожидали. Более того, они не могли понять, произошло ли сокращение счетов за электроэнергию из-за энергосбережения или из-за их усилий по сокращению потребления электроэнергии.Было несколько серьезных дискуссий о подлинности устройства.

В этой заметке мы попытаемся найти настоящую правду об этих энергосберегающих устройствах, которые утверждают, что экономят до 40% энергии.

Принцип работы энергосбережения в соответствии с производством

Энергосберегающий прибор — это устройство, которое подключается к розетке. Очевидно, просто оставив устройство подключенным, вы сразу же снизите потребление энергии. Типичные претензии — это экономия от 25% до 40%.

Известно, что электричество, которое приходит в наши дома, носит нестабильный характер.В этом токе много колебаний, подъемов и падений, а также скачков / скачков. Этот нестабильный ток не может использоваться ни одной бытовой техникой. Более того, флуктуирующий ток расходует электрический ток в цепи, преобразуя электрическую энергию в тепловую.

Эта тепловая энергия не только попадает в атмосферу, но и наносит вред приборам и электрической цепи.

Бытовое устройство энергосбережения — Принципиальная схема

Энергосберегающее устройство накапливает электроэнергию внутри себя с помощью системы конденсаторов и высвобождает его более плавным образом в нормальное состояние без скачков напряжения.Системы также автоматически удаляют нагар из контура, что также способствует более плавному электрическому потоку. Это означает, что у нас будет меньше скачков мощности. Больше электричества, протекающего по цепи, можно использовать для питания приборов, чем раньше.

В основном утверждается, что энергосберегающие устройства работают по принципу защиты от перенапряжения , технологии . Энергосберегающие устройства работают над выпрямлением этого нестабильного электрического тока, чтобы обеспечить плавный и постоянный выход. Колебания напряжения непредсказуемы и не поддаются контролю.Однако энергосберегающие устройства используют колебания тока для обеспечения полезной мощности, действуя как фильтр и позволяя только плавному току проходить через цепь. В энергосберегающих устройствах для этой цели используются конденсаторы. Когда в цепи возникает скачок тока, конденсатор энергосберегающего устройства накапливает избыточный ток и высвобождает его при резком падении. Таким образом, из устройства выходит только плавный выходной ток.

Кроме того, энергосберегающий режим также удаляет любой углерод из системы, что способствует дальнейшему более плавному потоку.Основное преимущество энергосберегающих устройств заключается не в том, что они обеспечивают резервную систему в периоды слабого тока , а в том, что они защищают бытовую технику. Известно, что резкое повышение мощности может вывести из строя электроприбор. Таким образом, функция энергосбережения не только защищает прибор, но и увеличивает его срок службы. Кроме того, они также снижают потребление энергии и, следовательно, счета за электроэнергию.

Количество энергии, сэкономленной энергосберегающим устройством, зависит от количества приборов в электрической цепи.Кроме того, системе требуется не менее недели, чтобы полностью адаптироваться к схеме, прежде чем она начнет демонстрировать максимальную производительность. Максимальная экономия напряжения будет видна в областях, где колебания тока самые высокие.

Обзор мошенничества с энергосберегающим устройством для дома

Коррекция коэффициента мощности для бытовых потребителей (домовладельцев) — это афера? В лучшем случае каждая единица стоит вложения. Коррекция коэффициента мощности имеет смысл для некоторых коммерческих / промышленных потребителей.

Многие компании продвигают и рекламируют, что их блок энергосбережения может снизить энергопотребление в домашних условиях за счет применения метода «активной коррекции коэффициента мощности» на линии питания. Концепция кажется довольно впечатляющей, поскольку концепция верна и принята с юридической точки зрения. Но на практике мы обнаружим, что это невозможно.

Чтобы подтвердить вышеприведенное утверждение, сначала нам нужно понять три термина:
  1. Тип электрической нагрузки дома,
  2. Базовая терминология мощности (кВт, кВА, кВАр).
  3. Электротарифный метод электроэнергии компании для бытовых потребителей и промышленных потребителей.

В основном в каждом доме существует два типа нагрузки: резистивная, например лампы накаливания, нагреватели и т. Д., А другая — емкостная или индуктивная, например, переменного тока, холодильники, компьютеры и т. Д.

Коэффициент мощности Резистивная нагрузка как у тостера или обычной лампы накаливания — 1 (одна). Устройства с катушками или конденсаторами (например, насосы, вентиляторы и балласты люминесцентных ламп) — Реактивная нагрузка имеет коэффициент мощности меньше единицы.Когда коэффициент мощности меньше 1, ток и напряжение не в фазе. Это происходит из-за того, что энергия накапливается и высвобождается в индукторах (катушках двигателя) или конденсаторах в каждом цикле переменного тока (обычно 50 или 60 раз в секунду).

При работе с переменным (AC) питанием необходимо понимать три термина.

  1. Первый термин — киловатт (кВт) и представляет реальную мощность. Настоящая мощность может выполнять работу. Счетчики коммунальных услуг на стороне дома измеряют это количество (реальную мощность), и энергетическая компания взимает за это плату.
  2. Второй член — это реактивная мощность, измеряемая в кВАр. В отличие от кВт не может выполнять работу. Бытовые потребители не платят за KVAR, и коммунальные счетчики на домах тоже не регистрируют его.
  3. Третий член — полная мощность, обозначаемая как кВА. Используя мультиметры, мы можем измерить ток и напряжение, а затем умножить показания и получить полную мощность в ВА.
Треугольник мощности

Коэффициент мощности = Реальная мощность (Вт) / Полная мощность (ВА)

Следовательно, Реальная мощность (Вт) = Полная мощность × PF = Напряжение × Ампер × PF .

В идеале PF = 1 , или единица, для устройства определяет чистое и желаемое энергопотребление, в основном бытовое оборудование (рассеиваемая выходная мощность становится равной приложенной входной мощности).

В приведенной выше формуле мы видим, что если коэффициент мощности меньше 1, амперы (потребление тока) приборов увеличиваются, и наоборот.

При резистивной нагрузке переменного тока напряжение всегда совпадает по фазе с током и представляет собой идеальный коэффициент мощности, равный 1.Однако при индуктивных или емкостных нагрузках форма волны тока отстает от формы волны напряжения и не является тандемной. Это происходит из-за присущих этим устройствам свойств накапливать и выделять энергию с изменяющейся формой волны переменного тока, и это вызывает общую искаженную форму волны, снижающую чистый коэффициент мощности устройства.

Производитель заявляет, что указанная выше проблема может быть решена путем установки хорошо рассчитанной цепи катушки индуктивности / конденсатора и ее автоматического и надлежащего переключения для исправления этих колебаний.Блок энергосбережения предназначен именно для этой цели. Эта коррекция позволяет максимально приблизить уровень коэффициента мощности к единице, тем самым значительно улучшая кажущуюся мощность. Повышение полной мощности означало бы меньшее потребление ТОКА всеми бытовыми приборами. .

Пока все выглядит нормально, но какой толк от вышеуказанного исправления?

Счет за коммунальные услуги, который мы оплачиваем, никогда не основывается на полной мощности (кВА), а на реальной мощности (кВт). Счет за коммунальные услуги, который мы оплачиваем, никогда не выставляется за кажущуюся мощность, а за реальную мощность.

За счет снижения текущего потребления не снижает счета за электроэнергию домашних хозяйств.


Исследование энергосбережения при бытовой нагрузке

Давайте попробуем изучить на примере характеристики реактивно-резистивной электрической нагрузки и всплеска напряжения в домохозяйстве.

1. Энергосбережение при реактивной нагрузке дома

Рассмотрим один пример для реактивной нагрузки. Холодильник с номинальной реальной мощностью 100 Вт при 220 В переменного тока имеет коэффициент мощности = 0,6. Итак, мощность = Вольт X Ампер X P.F становится 100 = 220 × A × 0,6 Следовательно, A = 0,75 ампер

Теперь предположим, что после установки энергосбережения, если коэффициент мощности доведен до примерно 0,9, приведенный выше результат теперь будет отображаться как: 100 = 220 × A × 0,9 и A = 0,5 ампер

Во втором выражении мы ясно показываем снижение потребления тока холодильником, но, что интересно, в обоих вышеупомянутых случаях реальная мощность остается той же , то есть холодильник продолжает потреблять 100 Вт, и поэтому счет за коммунальные услуги остается прежним.Это просто доказывает, что хотя коррекция коэффициента мощности, выполняемая устройством энергосбережения, может снизить силу тока приборов, она никогда не сможет снизить их энергопотребление и сумму счета , электрическую, .

Реактивная мощность не является проблемой для реактивной нагрузки бытовой техники, такой как переменный ток, заморозка, двигатель для ее работы. Это проблема для электроэнергетической компании, когда они взимают плату только за кВт. Если два потребителя используют одинаковое количество реальной энергии, но у одного коэффициент мощности равен 0.5, то этот покупатель также потребляет удвоенный ток. Этот повышенный ток требует, чтобы Энергетическая компания использовала более крупные трансформаторы, проводку и сопутствующее оборудование.

Для возмещения этих затрат Энергокомпания взимает штраф с промышленных потребителей за их низкий коэффициент мощности и дает им преимущества, если они улучшают коэффициент мощности. Бытовые потребители (дома) никогда не взимают дополнительную плату за их реактивную мощность.

2. Энергосбережение в резистивной нагрузке дома

Поскольку резистивная нагрузка не несет коэффициента мощности, нет никаких проблем с фильтрацией напряжения и тока, поэтому мощность = напряжение x ток.


3. В условиях скачков / колебаний напряжения бытовой техники

Приведенное выше обсуждение просто доказывает, что пока напряжение и ток постоянны, потребляемая мощность также будет постоянной. Однако, если из-за колебаний входное напряжение возрастет, то, как объяснялось выше, ваши приборы будут вынуждены потреблять пропорциональное количество энергии. Это становится более очевидным, потому что ток, будучи функцией напряжения, также увеличивается пропорционально.Однако это повышение энергопотребления будет пренебрежимо малым; следующая простая математика докажет это.

Рассмотрим лампочку, потребляющую 100 Вт мощности при 220 вольт. Это просто означает, что при 240 вольт он потребляет около 109 ватт мощности. Рост составляет всего около 9%, и, поскольку такие колебания случаются довольно редко, это значение может быть уменьшено до менее 1%, что незначительно.

Таким образом, приведенное выше обсуждение убедительно доказывает, что энергосберегающие устройства никогда не могут работать, и эта концепция практически неосуществима.


Что происходит при установке энергосбережения?

На рисунке показан результат использования режима энергосбережения. Кондиционер (у которого есть большой двигатель компрессора) все еще потребляет реактивную мощность, но она питается от расположенного поблизости конденсатора (который находится в тех коробках «KVAR»). Если бы вы установили его на кондиционере и включили вместе с кондиционером, а также правильно рассчитали конденсатор, то на линии, идущей обратно к панели предохранителей, не было бы реактивной мощности.

Если провод между панелями предохранителей очень длинный и недостаточного размера, уменьшение тока приведет к тому, что он будет охлаждаться и иметь более высокое напряжение на кондиционере. Эта экономия за счет более прохладной проводки минимальна.

Что происходит при установке энергосбережения

Еще одна сложность заключается в том, что если вы установите блок «KVAR» на панели предохранителей, он ничего не сделает для тепловых потерь, за исключением двух футов огромного провода между панелью предохранителей и счетчиком электроэнергии. . Многие блоки KVAR продаются как коробки, которые вы устанавливаете в одном месте.

Если ваш блок коэффициента мощности слишком велик, он будет обеспечивать реактивную мощность для чего-то другого, возможно, вашего соседа.

Заключение

Устройства коррекции коэффициента мощности улучшают качество электроэнергии, но обычно не повышают энергоэффективность ( означает, что они не уменьшат ваш счет за электроэнергию. ). Есть несколько причин, по которым их заявления об энергоэффективности могут быть преувеличены.

Во-первых, с бытовых потребителей взимается плата не за кВА — час использования, а за использование киловатт — часов .Это означает, что любая экономия энергии не приведет напрямую к снижению счета за коммунальные услуги бытового пользователя.

Во-вторых, единственный потенциал для реальной экономии энергии мог бы возникнуть, если бы продукт был помещен в цепь только при работающей реактивной нагрузке (например, двигатель), и отключался от цепи, когда двигатель не работал. Это непрактично, учитывая, что в типичном доме есть несколько двигателей, которые могут включиться в любое время (холодильник, кондиционер, вентилятор HVAC, пылесос и т. Д.).), но само устройство Power Saver предназначено для постоянного автономного подключения рядом с панелью выключателя в доме.

И уж точно не так, как рекомендуют производители устанавливать, то есть постоянно соединяя их на главной панели. Это приводит к увеличению емкостного коэффициента мощности, когда индуктивные двигатели выключены, и может создать некоторые реальные проблемы с вызывным напряжением.

KVAR должен иметь идеальный размер для балансировки индуктивных нагрузок. Поскольку наши двигатели периодически включаются и выключаются, и мы не используем кондиционер зимой, невозможно подобрать его надлежащего размера, если у нас нет чего-либо, чтобы контролировать линию и включать и выключать ее емкость (конденсаторы) по мере необходимости.

Добавление конденсатора может повысить линейное напряжение до опасного уровня, поскольку он взаимодействует с входящими линиями электропередачи. Добавление конденсатора в линию с гармоническими частотами (создаваемыми некоторым электронным оборудованием) может привести к нежелательному резонансу и высоким токам.

Для коммерческих объектов коррекция коэффициента мощности редко бывает рентабельной только за счет экономии энергии. Основная часть экономии, которую может предложить коррекция коэффициента мощности, заключается в отказе от платы за коммунальные услуги при низком коэффициенте мощности .

Экономия энергии обычно ниже 1% и всегда ниже 3% нагрузки, причем больший процент имеет место, когда двигатели составляют значительную часть общей нагрузки объекта. Сама по себе экономия энергии не делает установку рентабельной.

Преобразование напряжения в мощность по формулам системы 50 Ом

Многим людям трудно преобразовать мощность в напряжение в 50 Ом. системы. Полный вывод требует небольшой дополнительной работы из-за использования среднеквадратичное значение синусоиды, основанное на ее пиковом значении напряжения.Вот как это сделано.

Таблица эквивалентных напряжений и мощностей была создана с использованием электронной таблицы Excel. Уравнения для ячеек показаны внизу таблицы.

где V pk — пиковое (не pk-pk) напряжение в ед. вольт

10 7.07107 6.36620 1,00000 1000.00000 30,00000
9 6.36396 5.72958 0,81000 810.00000 29.08485
8 5,65685 5,09296 0,64000 640,00000 28.06180
7 4.94975 4,45634 0,49000 490,00000 26.
6 4,24264 3,81972 0,36000 360,00000 25,56303
5 3,53553 3,18310 0,25000 250,00000 23.97940
4 2.82843 2,54648 0,16000 160,00000 22.04120
3,162278 2,23607 2,01317 0,10000 100,00000 20,00000
3 2,12132 1.
0,09000 90,00000 19,54243
2 1.41421 1,27324 0,04000 40,00000 16.02060
1 0,70711 0,63662 0,01000 10,00000 10,00000
0,9 0,63640 0,57296 0,00810 8.10000 9,08485
0,8 0.56569 0,50930 0,00640 6.40000 8,06180
0,7 0,49497 0,44563 0,00490 4,

6,
0,6 0,42426 0,38197 0,00360 3,60000 5,56303
0,5 0.35355 0,31831 0,00250 2.50000 3.97940
0,4 0,28284 0,25465 0,00160 1,60000 2,04120
0,316228 0,22361 0,20132 0,00100 1,00000 0,00000
0,3 0.21213 0,19099 0,00090 0,

-0,45757
0,2 0,14142 0,12732 0,00040 0,40000 -3,97940
0,1 0,07071 0,06366 0,00010 0,10000 -10,00000
0,09 0.06364 0,05730 0,00008 0,08100 -10,
0,08 0,05657 0,05093 0,00006 0,06400 -11,93820
0,07 0,04950 0,04456 0,00005 0,04900 -13.09804
0.06 0,04243 0,03820 0,00004 0,03600 -14,43697
0,05 0,03536 0,03183 0,00003 0,02500 -16.02060
0,04 0,02828 0,02546 0,00002 0,01600 -17,95880
0.031623 0,02236 0,02013 0,00001 0,01000 -20,00000
0,03 0,02121 0,01910 0,00900 -20,45757
0,02 0,01414 0,01273 0,00400 -23,97940
0.01 0,00707 0,00637 0,00100 -30,00000
0,009 0,00636 0,00573 0,00081 -30,
0,008 0,00566 0,00509 0,00064 -31,93820
0.007 0,00495 0,00446 0,00049 -33.09804
0,006 0,00424 0,00382 0,00036 -34,43697
0,005 0,00354 0,00318 0,00025 -36.02060
0.004 0,00283 0,00255 0,00016 -37.95880
0,003162 0,00224 0,00201 0,00010 -40,00000
0,003 0,00212 0,00191 0,00009 -40,45757
0.002 0,00141 0,00127 0,00004 -43,97940
0,001 0,00071 0,00064 0,00001 -50,00000

Что такое напряжение и сила тока?

Посмотрите на похожую надпись задания

Получите письменное задание или получите бесплатную консультацию с квалифицированный академический писатель

Проверить цена

Содержание:

  1. Что такое напряжение и сила тока?
  2. Как напряжение связано с мощностью?
  3. Какое напряжение в Индии?
  4. Каковы основные концепции электричества?
  5. Что такое напряжение?
  6. Что означает напряжение?
  7. В чем разница между напряжением и током?
  8. Зачем нам напряжение?
  9. Как напряжение используется в повседневной жизни?
  10. Как создаются вольт?
  11. Как рассчитать напряжение?
  12. Сколько вольт в оме?
  13. Что такое формула деления напряжения?
  14. Какое правило для напряжения?
  15. Параллельное напряжение одинаково?
  16. Что такое выходное напряжение?
  17. Что такое входное напряжение?
  18. В чем измеряется напряжение?
  19. Что такое выходное напряжение постоянного тока?
  20. Светодиоды на 12 В горит переменным или постоянным током?
  21. В чем разница между 12 В переменного тока и 12 В постоянного тока?

Что такое напряжение и сила тока?

Электрическая цепь способна передавать мощность . Ток — это скорость потока заряда, а напряжение измеряет энергию, передаваемую на единицу заряда.

Как напряжение связано с мощностью?

Electric Напряжение зависит от протекающего количества энергии (ватт) и электрического тока (в амперах), и соотношение выглядит следующим образом: большая мощность (ватт), затем большее напряжение (вольт) ) … Чем меньше Мощность (Ватт), тем меньше Напряжение (Вольт) Чем меньше сила тока (Ампер), затем большее Напряжение (Вольт)

Какое напряжение в Индии?

230 В

Каковы основные понятия электричества?

Давайте начнем с трех очень основных концепций электричества : а именно: электрический заряд, заряд, электрический, ток и электрическая цепь . Электрический заряд относится к фундаментальному свойству материи, которое даже физики не полностью понимают.

Что такое напряжение?

Напряжение заставляет электрические заряды двигаться. Это «толчок», который заставляет заряды двигаться в проводе или другом электрическом проводнике. … Напряжение — это разность электрических потенциалов, разность электрических потенциалов между двумя местами. Единицей измерения разности электрических потенциалов или напряжения является вольт .

Что означает напряжение?

В

В чем разница между напряжением и током?

Напряжение — это разность заряда между двумя точками. Текущий — это скорость прохождения заряда.

Зачем нам напряжение?

Электрическая энергия переносится электронами через проводящий материал (например, линии электропередач). Напряжение линии передачи измеряет, сколько потенциальной энергии несет каждый электрон, когда он движется по линии электропередачи…. Напряжение в сочетании с током определяет, сколько энергии проходит через сеть.

Как напряжение используется в повседневной жизни?

Более конкретный пример напряжения из реальной жизни — это резервуар для воды со шлангом, идущим снизу. Вода в баке представляет собой накопленный заряд. Чтобы наполнить бак водой, нужно потрудиться. Это создает запас воды, как в аккумуляторе.

Как создаются вольт?

Напряжение генерирует поток электронов (электрический ток) через цепь.Специфическое название источника энергии, который создает напряжение для протекания тока — электродвижущая сила. … Электрическая энергия — это энергия, выделяющаяся, когда заряд «падает» через разность потенциалов ( напряжение ).

Как рассчитать напряжение?

Закон и мощность Ом

  1. Чтобы найти напряжение , (В) [В = I x R] В ( вольт, ) = I (амперы) x R (Ом)
  2. Чтобы найти ток, (I) [I = V ÷ R] I (амперы) = V ( вольт ) ÷ R (Ω)
  3. Чтобы найти сопротивление, (R) [R = V ÷ I] R (Ω) = V ( вольт ) ÷ I (амперы)
  4. Чтобы найти мощность (P) [P = V x I] P (ватты) = V ( вольт, ) x I (амперы)

Сколько вольт в ом?

1 вольт

Что такое формула деления напряжения?

Используя правило делителя напряжения , коэффициент отношения , мы можем увидеть, что самый большой резистор производит самое большое падение напряжения на I * R .Таким образом, R1 = 4V и R2 = 8V. Применение закона Кирхгофа для напряжения показывает, что сумма падений напряжения вокруг резистивной цепи в точности равна питающему напряжению , так как 4В + 8В = 12В.

Какое правило для напряжения?

ПОНИМАНИЕ И РАСЧЕТ СЕРИЙНЫХ ЦЕПЕЙ ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПРАВИЛА Напряжение , приложенное к последовательной цепи, равно сумме отдельных напряжений падений. Падение напряжения на резисторе в последовательной цепи прямо пропорционально размеру резистора.Если в какой-либо точке цепь разорвана, ток не будет течь.

Параллельное напряжение одинаково?

Напряжение — это то же на каждом компоненте параллельной цепи . Сумма токов, протекающих по каждому пути, равна , что равно общему току, протекающему от источника. … Если один из параллельных путей разорван, ток будет продолжать течь по всем другим путям.

Что такое выходное напряжение?

Выходное напряжение — это напряжение , выдаваемое устройством, например, регулятором напряжения или генератором.

Что такое входное напряжение?

Входное напряжение : — это напряжение , , подаваемое на схему, , входное напряжение, , это напряжение питания , в системе, Входное напряжение — это напряжение , необходимое для подачи в систему. … когда полученная потеря энергии по нагрузке, расчетная нагрузка по нагрузке известна как выходное напряжение .

В чем измеряется напряжение?

Напряжение — это давление от источника питания электрической цепи, которое проталкивает заряженные электроны (ток) через проводящую петлю, позволяя им выполнять такую ​​работу, как включение света.Короче говоря, напряжение = давление, и это , измеренное в вольтах (В).

Что такое выходное напряжение постоянного тока?

Термин DC используется для обозначения энергосистем, в которых используется только одна полярность напряжения или тока, и для обозначения постоянного, нулевого или медленно меняющегося местного среднего значения напряжения или тока. … Хотя DC означает «постоянный ток», DC часто обозначает «постоянную полярность».

Светодиод на 12 В горит переменным или постоянным током?

Светодиоды обычно считаются устройствами DC , работающими от нескольких вольт постоянного тока.

В чем разница между 12 В переменного тока и 12 В постоянного тока?

12 В постоянного тока на безопаснее, чем 12 В переменного тока . Сопротивление корпуса уменьшилось, когда 12V AC все еще может вызвать смерть, 12V DC не будет в 100%. Однако степень опасности поражения электрическим током для человеческого тела в основном зависит от силы тока, проходящего через человеческое тело, и продолжительности времени подачи энергии.

Выходное напряжение генератора

: Выходное напряжение генератора: Различные типы генераторов с точки зрения выходной мощности

Вы должны оценить правильный размер генератора, прежде чем решиться на покупку генератора для вашего дома, офиса или фабрики. Расчет прост и, таким образом, сэкономит вам много времени, энергии и денег.

Расчет
Как правило, компании оценивают мощность генератора в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт).Принятая формула: Ватты = Вольт X Ампер. Следовательно, когда вы покупаете генератор мощностью 5 кВт, выдающий 120 вольт, он может дать вам выходную мощность 41,67 ампер. Точно так же у вас есть двойные генераторы напряжения, которые могут обеспечить выходное напряжение 120 вольт, а также 240 вольт.

Как вы решаете, какой генератор покупать?
Подготовьте список всех электроприборов, которые вы хотите использовать в своем доме, офисе или на заводе. Сложите потребляемую мощность в ваттах, чтобы определить необходимую мощность генератора.Обратите внимание, что для запуска определенных устройств, таких как кондиционеры или электродвигатели, требуется существенно большая мощность, но позже они могут работать и с меньшей мощностью.

Всегда выбирайте генератор большей мощности. Если все электрические приборы в сумме дают, скажем, 5000 Вт в вашем доме или 200 000 Вт на вашем заводе, вам следует выбрать генератор мощностью не менее 7,5 кВт для вашего дома и генератор мощностью 300 кВт для вашего завода.

Давайте теперь посмотрим на некоторые генераторы различных размеров и обсудим их работу и другие особенности и аспекты.

Генераторы от 1 до 10 кВт
Дома и небольшие офисы могут работать от генераторов мощностью от 1 до 10 кВт. Генератор мощностью 5 кВт может питать до четырех ламп, вентилятор, электродвигатель и холодильник. Небольшие дома могут работать с таким простым генератором. Однако идеальный генератор для дома должен иметь мощность не менее 10 кВт. Генератор мощностью 10 кВт эквивалентен системе аварийного резервного питания, способной обеспечить базовый комфорт и безопасность. Эти портативные генераторы обычно работают на дизельном топливе, природном газе или пропане.В некоторых городах есть условия для подключения генераторов к вашей домашней газовой магистрали, что устраняет необходимость заправки топливных баков.

Генераторы от 10 до 50 кВт
В настоящее время люди используют в своих домах несколько электроприборов, таких как кондиционеры, гейзеры, водоочистители, водяные насосы и так далее. Этим приборам для работы требуется больше энергии. Такие устройства, как стиральные машины, могут потреблять 750 Вт, но для запуска требуется около 2500 Вт. Лучше выбирать генератор с мощностью, превышающей ваши стандартные требования.Поэтому многие домохозяйства предпочитают использовать генераторы мощностью 50 кВт в качестве надежного резервного источника энергии. Эти генераторы работают на таких видах топлива, как дизельное топливо, природный газ и пропан. Да, они издают шум, но вы можете настроить глушители, чтобы заглушить звук.

Генераторы от 50 до 100 кВт
Для бытовых агрегатов не нужно ничего более 50 кВт. Офисы и рестораны могут выбрать генераторы мощностью от 50 до 100 кВт. Эти генераторы могут питать блоки переменного тока, особенно центральные системы кондиционирования воздуха.В офисах есть большое количество компьютеров, светильников и вентиляторов для питания в дополнение к блокам переменного тока. Таким образом, генераторы мощностью 100 кВт идеально подходят для резервного питания офиса. Генератор мощностью 100 кВт — это большая установка, способная создавать достаточно шума, чтобы отвлекать людей. Современные генераторные установки поставляются с мощными глушителями и глушителями, которые снижают отвлекающий шум. Такие большие генераторы обычно работают на дизельных двигателях.

Генераторы от 100 до 200 кВт
Промышленным предприятиям и крупным офисам необходимы генераторы мощностью более 100 кВт.Эти генераторы представляют собой большие машины, способные работать от восьми до десяти часов при полном баке. Промышленные машины потребляют много энергии. Таким образом, малым и средним предприятиям нужны генераторы мощностью от 100 до 200 кВт. Эти генераторы также могут приводить в действие морское оборудование, такое как рыбацкие лодки и траулеры. Эти машины могут работать как на дизельном, так и на газовом топливе в зависимости от наличия подходящего топлива. Генераторы, работающие на газе, более экологичны по сравнению с генераторами, работающими на дизельном топливе.

Генераторы от 200 до 300 кВт
Крупные предприятия и высотные здания требуют генераторов большой мощности, потому что для этих устройств требуются большие машины, лифты, большое количество блоков переменного тока и т. Д. Генераторы мощностью 300 кВт работают на дизельном или газовом топливе. Некоторые из них также относят к двухтопливным генераторам. Современные генераторы поставляются с высококачественными глушителями, которые делают эти генераторы максимально бесшумными.

Генераторы мощностью более 300 кВт
Если вам нужны генераторы-«рабочие лошадки» для питания крупных промышленных предприятий и официальных учреждений, вам придется полагаться на генераторы мощностью более 300 кВт.Эти генераторные установки подходят для тяжелых машин и крупногабаритного оборудования.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.