В каких единицах выражается сила тока
Ответ
Электрический ток — направленное движение заряженных частиц.
Сила тока — это собственно физическая величина, равная отношению количества заряда ΔQ прошедшего через некоторую поверхность за время Δt .
Измеряется сила тока в Амперах.
Определение силы тока
Силой тока — это физическая величина, равная электрическому заряду q, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени:
где I — сила тока, t — время (в системе СИ единицей времени является секунда).
За единицу измерения силы тока в международной системе единиц СИ принят ампер, получивший свое название в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775-1836 г.г.), который впервые сформулировал понятие силы тока. Сокращенное обозначение единицы пишется с заглавной буквы А.
Рис. 1. Портрет Андре-Мари Ампера
При силе тока в 1 А через поперечное сечение проводника за 1 с проходит электрический заряд величиной 1 К (кулон).
Протекание электрического тока проявляется различных химических реакциях (в электролитах), в свечении или нагревании вещества, а также в магнитном взаимодействии проводников. Оказалось, что из всех известных проявлений тока только магнитное взаимодействие воспроизводится вместе с электрическим током всегда, при любых условиях, в любых средах и в вакууме.
По этой причине магнитное взаимодействие проводника с током было выбрано в системе СИ для определения силы тока ампера (А).
В системе СИ ампер является одной из семи основных единиц для физических величин, пользуясь которыми можно выразить все остальные единицы. Кроме ампера — это метр (м), килограмм (кг), секунда (с), моль (моль), температура (кельвин, К). Например, сила измеряется в ньютонах (Н), который равен:
Определение единицы силы тока
Напомним, что при прохождении тока по двум параллельным проводникам в одном направлении проводники притягиваются, а при прохождении тока в противоположных направлениях — отталкиваются. Этот эффект обнаружил Ампер и назвал его электромагнитным взаимодействием.
Рис. 2. Схема опыта Ампера для взаимодействия двух параллельных токов
Действующее на сегодняшний день определение единицы силы тока было сформулировано и принято в 1948 г.:
Ампер — сила постоянного тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника 1 метр силу взаимодействия, равную 2*10 -7 Н (ньютона).
Дополнительные единицы
На практике для удобства записи, для очень маленьких или очень больших токов, часто применяют кратные и дольные единицы от основной. Напомним, что кратными называют единицы намного больше основной, а дольными — намного меньше основной:
- Наноампер — 1 нА = 0,000000001=1,0*10 -9 А;
- Микроампер — 1 мкА = 0,000001 А;
- Миллиампер — 1 мА = 0,001 А;
- Килоампер — 1 кА = 1000 А;
- Мегаампер — 1МА = 1000000 А= 1,0*10 6 А.
Международное бюро мер и весов (находится в г. Севр, Франция), которое отвечает за обеспечение существования системы СИ, в 2019 г. планирует введение некоторых изменений в определениях основных единиц. Изменения будут внесены в определения кельвина, килограмма, моля и ампера. Эта реформа не повлияет на жизнь большинства людей. Необходимость этого мероприятия вызвана требованиями повышения точности в научных экспериментах и приборостроении. На основании опубликованных документов будут разработаны и утверждены государственные стандарты в странах, использующих систему СИ. На следующем этапе будут внесены корректировки в школьных и вузовских учебниках физики. Пока действующим является определение ампера, утвержденное в 1948 году.
Рис. 3. Примеры амперметров
Измерение тока в электрических цепях производится с помощью амперметров. Для калибровки шкал этих приборов (стрелочных и цифровых) очень важное значение имеет универсальность и точность самой единицы измерения — ампера.
Что мы узнали?
Итак, мы узнали что такое сила электрического тока, и как она связана с величиной электрического заряда. Единица измерения силы тока — ампер. Определение единицы измерения силы тока основано на силовом магнитном взаимодействии проводников, по которым течет ток. Дополнительно, когда величины токов много больше или, наоборот, много меньше 1 ампера, допускается использование дольных и кратных единиц: наноампер, микроампер, килоампер, мегаампер и др.
На этой страничке кратко излагаются основные величины электрического тока. По мере необходимости, страничка будет пополняться новыми величинами и формулами.
Сила тока – количественная мера электрического тока, протекающего через поперечное сечение проводника. Чем толще проводник, тем больший ток может по нему течь. Измеряется сила тока прибором, который называется Амперметр. Единица измерения — Ампер (А). Сила тока обозначается буквой – I.
Следует добавить, что постоянный и переменный ток низкой частоты, течёт через всё сечение проводника. Высокочастотный переменный ток течёт только по поверхности проводника – скин-слою. Чем выше частота тока, тем тоньше скин-слой проводника, по которому течёт высокочастотный ток. Это касается любых высокочастотных элементов — проводников, катушек индуктивности, волноводов. Поэтому, для уменьшения активного сопротивления проводника высокочастотному току, выбирают проводник с большим диаметром, кроме того, его серебрят (как известно, серебро имеет очень малое удельное сопротивление).
Напряжение (падение напряжения) – количественная мера разности потенциалов (электрической энергии) между двумя точками электрической цепи. Напряжение источника тока – разность потенциалов на выводах источника тока. Измеряется напряжение вольтметром. Единица измерения — Вольт (В). Напряжение обозначается буквой – U, напряжение источника питания (синоним — электродвижущая сила) может обозначаться буквой –
Узнайте больше о напряжение в нашей статье.
Мощность электрического тока – количественная мера тока, характеризующая его энергетические свойства. Определяется основными параметрами – силой тока и напряжением. Измеряется мощность электрического тока прибором, который называется Ваттметр. Единица измерения — Ватт (Вт). Мощность электрического тока обозначается буквой – Р. Мощность определяется зависимостью:
Коснусь практического применения этой формулы на примере: Представьте, что у Вас есть электронагревательный прибор, мощность которого Вам не известна. Чтобы узнать потребляемую прибором мощность, измерьте ток и умножьте его значение на напряжение. Либо наоборот, имеется прибор мощностью 2 кВт (киловатт), на напряжение сети 220 вольт. Как узнать силу тока в кабеле питающего этот прибор? Мощность делим на напряжение, получаем ток:
Потребляемая электроэнергия – суммарное значение потребляемой мощности от источника электрической сети за единицу времени. Измеряется потребляемая электроэнергия счётчиком (обыкновенным квартирным). Единица измерения – киловатт*час (кВт*ч).
Сопротивление элемента цепи – количественная мера, характеризующая способность элемента электрической цепи сопротивляться электрическому току. В простом виде, сопротивление это обыкновенный резистор. Резистор может использоваться: как ограничитель тока – добавочный резистор, как потребитель тока – нагрузочный резистор. Источник электрического тока так же обладает внутренним сопротивлением. Измеряется сопротивление прибором называемым Омметром. Единица измерения — Ом (Ом). Сопротивление обозначается буквой –
где U – падение напряжения на элементе электрической цепи, I – ток, протекающий через элемент цепи.
Рассеиваемая (поглощаемая) мощность элемента электрической цепи – значение мощности рассеиваемой на элементе цепи, которую элемент может поглотить (выдержать) без изменения его номинальных параметров (выхода из строя). Рассеиваемая мощность резисторов обозначается в его названии (например: двух ваттный резистор — ОМЛТ-2, десяти ваттный проволочный резистор – ПЭВ-10). При расчёте принципиальных схем, значение необходимой рассеиваемой мощности элемента цепи рассчитывается по формулам:
Для надёжной работы, определённое по формулам значение рассеиваемой мощности элемента умножается на коэффициент 1,5 , учитывающий то, что должен быть обеспечен запас по мощности.
Проводимость элемента цепи – способность элемента цепи проводить электрический ток. Единица измерения проводимости – сименс (См). Обозначается проводимость буквой — σ. Проводимость — величина обратная сопротивлению, и связана с ним формулой:
Если сопротивление проводника равно 0,25 Ом (или 1/4 Ом), то проводимость будет 4 сименс.
Частота электрического тока – количественная мера, характеризующая скорость изменения направления электрического тока. Имеют место понятия — круговая (или циклическая) частота — ω, определяющая скорость изменения вектора фазы электрического (магнитного) поля и частота электрического тока — f, характеризующая скорость изменения направления электрического тока (раз, или колебаний) в одну секунду. Измеряется частота прибором, называемым Частотомером. Единица измерения — Герц (Гц). Обе частоты связаны друг с другом через выражение:
Период электрического тока – величина обратная частоте, показывающая, в течение, какого времени электрический ток совершает одно циклическое колебание. Измеряется период, как правило, с помощью осциллографа. Единица измерения периода — секунда (с). Период колебания электрического тока обозначается буквой – Т. Период связан с частотой электрического тока выражением:
Длина волны высокочастотного электромагнитного поля – размерная величина, характеризующая один период колебания электромагнитного поля в пространстве. Измеряется длина волны в метрах (м). Длина волны обозначается буквой – λ. Длина волны связана с частотой и определяется через скорость распространения света:
Электрическая ёмкость – количественная мера, характеризующая способность накапливать энергию электрического тока в виде электрического заряда на обкладках конденсатора. Обозначается электрическая ёмкость буквой – С. Единица измерения электрической ёмкости — Фарада (Ф).
Магнитная индуктивность – количественная мера, характеризующая способность накапливать энергию электрического тока в магнитном поле катушки индуктивности (дросселя). Обозначается магнитная индуктивность буквой – L. Единица измерения индуктивности — Генри (Гн).
Реактивное сопротивление конденсатора (ёмкости) – значение внутреннего сопротивления конденсатора переменному гармоническому току на определённой его частоте. Реактивное сопротивление конденсатора обозначается — Х С и определяется по формуле:
Реактивное сопротивление катушки индуктивности (дросселя) – значение внутреннего сопротивления катушки индуктивности переменному гармоническому току на определённой его частоте. Реактивное сопротивление катушки индуктивности обозначается Х L и определяется по формуле:
Резонансная частота колебательного контура – частота гармонического переменного тока, на которой колебательный контур имеет выраженную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Резонансная частота колебательного контура определяется по формуле:
Добротность колебательного контура — характеристика, определяющая ширину АЧХ резонанса и показывающая, во сколько раз запасы энергии в контуре больше, чем потери энергии за один период колебаний. Добротность учитывает наличие активного сопротивления нагрузки. Добротность обозначается буквой – Q.
Для последовательного колебательного контура в RLC цепях, в котором все три элемента включены последовательно, добротность вычисляется:
где R, L и C — сопротивление, индуктивность и ёмкость резонансной цепи, соответственно.
Для параллельного колебательного контура, в котором индуктивность, емкость и сопротивление включены параллельно, добротность вычисляется:
Скважность импульсов – это отношение периода следования импульсов к их длительности. Скважность импульсов определяется по формуле:
Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ
Тест Сила тока. Единицы силы тока 8 класс
Тест Сила тока. Единицы силы тока 8 класс с ответами. Тест включает 10 заданий.
1. Сила тока — это физическая величина, равная
1) отношению электрического заряда, прошедшего по электрической цепи, ко времени ее работы
2) электрическому заряду, прошедшему через поперечное сечение проводника
3) отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения
4) электрическому заряду, перемещенному за 1 с от положительного полюса источника тока к отрицательному
2. По какой формуле определяют силу тока?
1) N = A/t
2) I = q/t
3) m = Q/λ
4) m = Q/L
3. Как названа единица силы тока?
1) Джоуль (Дж)
2) Ватт (Вт)
3) Кулон (Кл)
4) Ампер (А)
4. Выразите силы тока, равные 0,3 А и 0,03 кА, в миллиамперах.
1) 30 мА и 3000 мА
2) 300 мА и 30 000 мА
3) 300 мА и 3000 мА
4) 30 мА и 30 000 мА
5. Переведите в миллиамперы силы тока, равные 0,05 А и 500 мкА.
1) 50 мА и 0,5 мА
2) 500 мА и 5 мА
3) 500 мА и 0,5 мА
4) 50 мА и 5 мА
6. Чему равны в амперах силы тока 800 мкА и 0,2 кА?
1) 0,008 А и 200 А
2) 0,0008 А и 20 А
3) 0,0008 А и 200 А
4) 0,008 А и 20 А
7. Какова сила тока в цепи, если в течение 4 мин через ее поперечное сечение прошел заряд 120 Кл?
1) 30 A
2) 0,5 А
3) 5 А
4) 3 А
8. По какой формуле можно рассчитать прошедшее через электроприбор количество электричества?
1) А = Nt
2) q = It
3) Q = mλ
4) Q = mL
9. Единица электрического заряда (количество электронов) равна
1) 1 Кл = 1 А · 1 с
2) 1 Кл = 1 А · 1 мин
3) 1 Кл = 1 А · 1 ч
10. В проводнике, включенном в цепь на 2 мин, сила тока была равна 700 мА. Какое количество электричества прошло через его сечение за это время?
1) 8,4 Кл
2) 14 Кл
3) 1,4 Кл
4) 84 Кл
Ответы на тест Сила тока. Единицы силы тока 8 класс
1-3
2-2
3-4
4-2
5-1
6-3
7-2
8-2
9-1
10-4
Тест по физике Сила тока 8 класс
Тест по физике Сила тока Единицы силы тока для учащихся 8 класса с ответами. Тест состоит из 10 заданий и предназначен для проверки знаний к главе Электрические явления.
1. Сила тока — это физическая величина, равная
1) отношению электрического заряда, прошедшего по электрической цепи, ко времени ее работы
2) электрическому заряду, прошедшему через поперечное сечение проводника
3) отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения
4) электрическому заряду, перемещенному за 1 с от положительного полюса источника тока к отрицательному
2. По какой формуле определяют силу тока?
1) N = A/t
2) I = q/t
3) m = Q/λ
4) m = Q/L
3. Как названа единица силы тока?
1) Джоуль (Дж)
2) Ватт (Вт)
3) Кулон (Кл)
4) Ампер (А)
4. Выразите силы тока, равные 0,3 А и 0,03 кА, в миллиамперах.
1) 30 мА и 3000 мА
2) 300 мА и 30 000 мА
3) 300 мА и 3000 мА
4) 30 мА и 30 000 мА
5. Переведите в миллиамперы силы тока, равные 0,05 А и 500 мкА.
1) 50 мА и 0,5 мА
2) 500 мА и 5 мА
3) 500 мА и 0,5 мА
4) 50 мА и 5 мА
6. Чему равны в амперах силы тока 800 мкА и 0,2 кА?
1) 0,008 А и 200 А
2) 0,0008 А и 20 А
3) 0,0008 А и 200 А
4) 0,008 А и 20 А
7. Какова сила тока в цепи, если в течение 4 мин через ее поперечное сечение прошел заряд 120 Кл?
1) 30 A
2) 0,5 А
3) 5 А
4) 3 А
8. По какой формуле можно рассчитать прошедшее через электроприбор количество электричества?
1) А = Nt
2) q = It
3) Q = mλ
4) Q = mL
9. Единица электрического заряда (количество электронов) равна
1) 1 Кл = 1 А · 1 с
2) 1 Кл = 1 А · 1 мин
3) 1 Кл = 1 А · 1 ч
10. В проводнике, включенном в цепь на 2 мин, сила тока была равна 700 мА. Какое количество электричества прошло через его сечение за это время?
1) 8,4 Кл
2) 14 Кл
3) 1,4 Кл
4) 84 Кл
Ответы на тест по физике Сила тока Единицы силы тока
1-3
2-2
3-4
4-2
5-1
6-3
7-2
8-2
9-1
10-4
Что такое Ампер
Ампе́р (обозначение: А) — единица измерения силы электрического тока в системе СИ, а также единица магнитодвижущей силы и разности магнитных потенциалов (устаревшее наименование — ампер-виток).
1 Ампер это сила тока, при которой через проводник проходит заряд 1 Кл за 1 сек.
\[ \mbox{I} = \dfrac{\mbox{q}}{\mbox{t}} \qquad \qquad \mbox{1A} = \dfrac{\mbox{1Кл}}{\mbox{1c}} \]
Одним Ампером называется сила постоянного тока, текущего в каждом из двух параллельных бесконечно длинных бесконечно малого кругового сечения проводников в вакууме на расстоянии 1 метр, и создающая силу взаимодействия между ними 2×10−7 ньютонов на каждый метр длины проводника.
Ампер назван в честь французского физика Андре Ампера.
Сила тока – это такая физическая величина, которая показывает скорость прохождения заряда q через S поперечное сечение проводника за одну секунду t.
Сила тока – пожалуй, одна из самых основополагающих характеристик электрического тока. Она обозначает заглавной буквой I латинского алфавита и равняется Δq разделить на Δt, где Δt – это время, в течение которого через сечение проводника протекает заряд Δq.
Кратные и дольные единицы
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 101 А | декаампер | даА | daA | 10−1 А | дециампер | дА | dA |
| 102 А | гектоампер | гА | hA | 10−2 А | сантиампер | сА | cA |
| 103 А | килоампер | кА | kA | 10−3 А | миллиампер | мА | mA |
| 106 А | мегаампер | МА | MA | 10−6 А | микроампер | мкА | µA |
| 109 А | гигаампер | ГА | GA | 10−9 А | наноампер | нА | nA |
| 1012 А | тераампер | ТА | TA | 10−12 А | пикоампер | пА | pA |
| 1015 А | петаампер | ПА | PA | 10−15 А | фемтоампер | фА | fA |
| 1018 А | эксаампер | ЭА | EA | 10−18 А | аттоампер | аА | aA |
| 1021 А | зеттаампер | ЗА | ZA | 10−21 А | зептоампер | зА | zA |
| 1024 А | йоттаампер | ИА | YA | 10−24 А | йоктоампер | иА | yA |
| применять не рекомендуется | |||||||
Физическое значение данного параметра состоит в следующем:
- Элементарные частицы постоянно текут по бесконечно тонким и длинным проводникам в одном направлении;
- Цепь находится в вакууме, и потенциалы расположены параллельно друг к другу с расстоянием в один метр;
- Сила притяжения или отталкивания между ними составляет 2*10-7 Ньютона.
На практике такие условия даже в лаборатории воспроизвести невозможно, поэтому для установления эталона и тарирования измерительных приборов специалисты мерили уровень взаимодействия, возникающий между двумя катушками с большим количеством проводов минимального сечения.
Связь с другими единицами СИ
Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение проходит заряд, равный 1 кулону.
Если конденсатор ёмкостью в 1 фарад заряжать током 1 ампер, то напряжение на обкладках будет возрастать на 1 вольт каждую секунду.
Сокращённое русское обозначение а, международное А. Весьма малые токи (например, в радиолампах) измеряются в тысячных долях а — миллиамперах (ма или mА), а особо малые токи — в миллионных долях а — микроамперах (мка или μА). Человек начинает ощущать проходящий через его тело ток, если он не ниже 0,5 ма. Ток в 50 ма опасен для жизни человека. Квартирный ввод рассчитывается на ток силой от 5 до 20 а; ток ламп накаливания мощностью 60 вт при напряжении 127 в имеет около 0,5 а.
Ампер-час — единица количества электричества, применяемая для измерения ёмкости аккумуляторов и гальванических элементов. Сокращённое русское обозначение а-ч, международное Аh. Один а-ч равен количеству электричества, проходящему через проводник в течение 1 часа при токе в 1 ампер. 1 а-ч = 3600 кулонам (основным единицам количества электричества).
Упрощенно электрический ток можно рассматривать как течение воды по трубе, то есть протекание электрических зарядов по проводу можно сопоставить с протекание воды по трубе. Так вот, по сути, скорость этой «воды», а именно скорость зарядов в проводе, она и будет прямым образом связана с силой тока. И чем быстрее «вода» течет по «трубе», а именно чем быстрее вместе все носители заряда двигаются по поводу, тем сила тока будет больше.
Как вы думаете, большая ли это сила тока в 1 ампер? Да, это большая сила тока, но на практике можно встретить различные силы тока: и миллиамперы, и микроамперы, и амперы, и килоамперы, и все они довольно разные.
В вашем браузере отключен Javascript.Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!Больше интересного в телеграм @calcsbox
Измерение тока на макетной плате
Измерение тока на макетной плате
Измерение тока в цепи похоже на измерение расхода воды в спринклерной системе. Чтобы узнать, с какой скоростью течет вода необходимо вставить расходомер в линию. То же самое и с электричеством в цепи.
| Рис. 1. Щелкните красную стрелку, чтобы поднять провод. |
Батарея вызывает электрический заряд (как вода в трубе) перемещаться по кругу.Чтобы измерить, сколько заряда движется, вы вставляете расходомер в линии. Счетчик, измеряющий электрический ток , называется Амперметр . Он измеряется в амперах или кулонах (единица измерения электрический заряд) в секунду. Один ампер (или сокращенно «ампер» A) имеет довольно большой ток, поэтому в небольших цепях обычно измерять в миллиамперах (1 мА = 1/1000 А) или даже в микроамперах (1 мА = 1/1000000 А).
| Рис. 2. Подключенные датчики цифрового мультиметра : вставляет цифровой мультиметр в цепь как амперметр, показывающий 0.79 мА. |
В этом упражнении для размещения датчиков цифровых мультиметр (DMM) амперметр в линии, нужно сначала поднять один из выводов в цепи, как показано на рисунке 1. Затем вы можете прикоснуться к паре Цифровой мультиметр исследует поднятый провод и соседний провод. См. Рисунок 2. Затем электрический заряд может проходить через цифровой мультиметр, замыкая цепь. Когда Ручка цифрового мультиметра повернута в текущий режим (DCA), на дисплее отображается скорость, то есть сила тока.
| Рисунок 3. Ручка изменена на 2000 мкА |
Когда ручка установлена на «20 м», цифровой мультиметр может читать значения до 20 миллиампер. Итак, на рисунке 2 показано значение 0,79 мА. На при более чувствительной настройке ручки цифровой мультиметр может отображать три, а иногда и четыре цифры. На Рисунке 3 ручка цифрового мультиметра переместится на 2000 мкА. диапазон, и то же самое показание тока более точно показано как 786 мкА.
Примечание: Будьте осторожны при работе с агрегатами.Большинство формул, как и закон Ома, ожидайте измерения в вольтах (В) и амперах (А). Но ты будешь часто встречаются напряжения в милливольтах (то есть 1/1000 вольт) и токи в миллиамперах (мА) или микроампер (мкА). Так что вы можете преобразовать меру 786 микроампер в амперы:
Как видите, преобразование усилителя в микроампер на самом деле так же просто, как перемещение десятичной точки на шесть разрядов влево.
Измерение тока Единицей измерения тока является ампер, обозначенный символом A.Ток измеряется с помощью устройства, называемого амперметром. В цепи.
Презентация на тему: «Измерение тока Единицей измерения силы тока является усилитель, обозначенный символом A. Ток измеряется с помощью устройства, называемого амперметром. В цепи» — стенограмма презентации:
ins [data-ad-slot = «4502451947»] {display: none! important;}} @media (max-width: 800px) {# place_14> ins: not ([data-ad-slot = «4502451947»]) {display: none! important;}} @media (max-width: 800px) {# place_14 {width: 250px;}} @media (max-width: 500 пикселей) {# place_14 {width: 120px;}} ]]>1 Измерение тока Единицей измерения тока является ампер, обозначенный символом A.Ток измеряется с помощью устройства, называемого амперметром. На принципиальной схеме амперметр обозначен символом A. При измерении тока через компонент амперметр всегда подключается последовательно (в одном контуре) с этим компонентом. А
2 Эксперимент 1: Ток в последовательной цепи
A 1 2 1. Установите схему, как показано выше. 2. Измерьте ток с помощью амперметра в положениях 1 и 2.
3 Эксперимент 1: Ток в последовательной цепи
3 R2 2 1. Добавьте еще один резистор в схему (R2) и еще один амперметр после него. 2. Теперь измерьте ток с помощью амперметра в позициях 1, 2 и 3.
4 Эксперимент 1: Ток в последовательной цепи — результаты
3 2 2 Результаты цепи 1: Ток в позиции 1 = Ток в позиции 2 = Результаты цепи 2: Ток в позиции 1 = Ток в позиции 2 = Ток в позиции 3 =
5 Эксперимент 1: Ток в последовательной цепи — сводка
Ток в разных местах в цепи, до и после резистора, был _______.Компоненты цепи используют _____ ток. Контур 2 Увеличение количества компонентов в цепи ________ тока. Ток во всех точках последовательной цепи равен _______. такой же / такой же / уменьшился / не
6 Что такое параллельная цепь?
Параллельная цепь — это цепь, которая содержит точку (соединение), где ток может разделиться (точка A) или соединиться (точка B).Это означает, что существует более одного пути по цепи. А Б
7 Измерение тока в параллельной цепи
1. Поместите амперметр по очереди в позиции 1, 2, 3 и 4. A1 A4 A2 A3 2. Запишите показания амперметра в таблицу. Ток амперметра (A) A1 A2 A3 A4
8 Ток в параллельной цепи
В параллельной цепи ток, выходящий из ячейки, совпадает с током, возвращающимся в ячейку.A1 A2 A3 A4 A1 = A4 Цепь не использует ток, а только энергию, которую несут электроны.
9 Ток в параллельной цепи
Ток разделяется на первом переходе, а затем соединяется во втором переходе. A1 A2 A3 A4 Для этого типа параллельной цепи всегда верно следующее: A1 = (A2 + A3) = A4 Если лампы идентичны, ток будет равномерно разделен.Если лампочки не идентичны, ток не будет делиться равномерно.
10 9I Энергия и электричество
Содержание 9I Энергия и электричество Производство электричества Измерение тока Измерение напряжения Энергия в цепях Краткое описание деятельности
11 Измерение напряжения Напряжение — это величина нажатия, которая измеряется в «вольтах» и обозначается символом V.V Напряжение измеряется с помощью прибора, называемого вольтметром. На принципиальной схеме вольтметру присвоен символ. При измерении напряжения на компоненте вольтметр всегда подключается параллельно (или поперек) компоненту. V3 V2 V1 Это все еще последовательная цепь. Напряжение, подаваемое батареей, распределяется между всеми компонентами в последовательной цепи.
12 Эксперимент 2: Напряжение в последовательной цепи
1.Установите схему, как показано выше. 2. Подключите вольтметр к источнику питания (батарее) и измерьте напряжение питания. 3. Затем подключите вольтметр к резистору (R1) и измерьте это напряжение.
13 Эксперимент 2: Напряжение в последовательной цепи
1. Добавьте еще один резистор (R2) в схему, как показано. 2. Подключите вольтметр к источнику питания (батарее) и измерьте напряжение питания.3. Затем измерьте напряжение на каждом из резисторов.
14 Эксперимент 2: Напряжение в последовательной цепи — результаты
Напряжение (питание) = Напряжение (R1) = Результаты цепи 2: Напряжение (питание) = Напряжение (R1) = Напряжение (R2) =
15 Эксперимент 2: Напряжение в последовательной цепи — сводка
Ток — это _______ электричества в цепи._________ — это количество толчка. Когда два компонента были включены в контур 2, напряжение питания было _______, как в контуре 1. Однако напряжение на R1 __________. Напряжение на обоих компонентах в цепи 2 добавлено, чтобы оно равнялось ________ напряжению. питание / пониженное / напряжение / расход / то же
16 Измерение напряжения в параллельной цепи
Подключите эту цепь и измерьте, в свою очередь, напряжение на V1, V2 и V3.Запишите свои результаты в таблицу. V1 Напряжение вольтметра (В) V1 V2 V3 V2 V3 Что вы заметили в результатах? Как это можно объяснить?
17 Эксперимент 3: Элементы в последовательной цепи
V R A V 1. Установите схему, как показано выше. 2. Подключите вольтметр к источнику питания (батарее) и измерьте напряжение питания. Затем измерьте напряжение на сопротивлении. Также измерьте ток.
18 Эксперимент 3: Элементы в последовательной цепи
В R A V 1. Добавьте в схему дополнительную батарею. 2. Подключите вольтметр к источнику питания и измерьте напряжение питания. Затем измерьте напряжение на сопротивлении. Также измерьте ток.
19 Эксперимент 3: Элементы в последовательной цепи — результаты
В A R V A Результаты для цепи 1: Напряжение (питание) = Напряжение (R) = Ток = Цепь 2 результаты: Напряжение (питание) = Напряжение (R) = Ток =
20 Эксперимент 3: Ячейки в последовательной цепи — сводка
V A R V A Удалите неправильный ответ: Увеличение количества ячеек увеличивает / уменьшает ток, протекающий в цепи.Сила тока / напряжения зависит от силы тока / напряжения.
21 год Ток и напряжение — основные идеи
В последовательной цепи ток одинаков во всех частях цепи. В параллельной цепи ток разделяется и рекомбинирует, когда ветви цепи встречаются. (Сумма тока в ветвях равна общему току.) Ток зависит от напряжения в любой цепи.Напряжение В последовательной цепи напряжение питания распределяется между компонентами. (Сумма напряжений на каждом компоненте равна общему напряжению питания.) В параллельной цепи напряжение на каждом компоненте такое же, как и напряжение питания.
22 9I Энергия и электричество
Содержание 9I Энергия и электричество Производство электричества Измерение тока Измерение напряжения Энергия в цепях Краткое описание деятельности
23 Передача энергии в цепях
Энергия не может быть создана или уничтожена.Во всех устройствах и машинах, включая электрические цепи, энергия передается от одного типа к другому. Когда эта цепь подключена, химическая энергия, хранящаяся в батарее, передается через электрическую энергию в тепловую и световую энергию в лампах. Общее количество тепловой и световой энергии равно количеству химической энергии, теряемой аккумулятором.
24 Передача энергии в электрических цепях
5 Дж передается лампочке в виде химической энергии света от батареи (например,грамм. 100 Дж) тепловая энергия лампы 95 Дж передается в Большую часть энергии от батареи не производит свет — большая часть ее тратится в виде тепла!
25 Расчет энергоэффективности
Эффективность передачи энергии можно рассчитать по следующей формуле: общая потребляемая энергия, полезная выходная энергия,% КПД = x 100 Эта лампа преобразует 200 Дж химической энергии из батареи в 10 Дж полезной световой энергии: КПД лампочка = 10 200 = 5% x 100 ()
26 Что такое передача энергии?
Аккумуляторы могут питать многие электрические устройства.В какую энергию передается электрическая энергия в этих электрических устройствах?
27 Глоссарий ток — поток электричества, измеряемый в амперах (А). эффективность — мера того, сколько энергии переходит от одного вида энергии к другому. разность потенциалов — количество «толчка» или электрической энергии в цепи, измеряемое в вольтах (В). мощность — количество энергии, которое электрическое устройство использует в секунду, измеряется в ваттах (Вт).электростанция — место, где энергетический ресурс преобразуется в электрическую энергию. передача — для перемещения энергии из одного места в другое. преобразовать — изменить энергию от одного типа к другому. напряжение — другое название «разности потенциалов».
единиц измерения — что именно такое время?
Вторая — основная единица времени, и другие единицы, такие как минуты, часы и т. Д., Производятся от нее.Для измерения времени требуется спецификация единиц , но существует множество различных единиц времени, некоторые из которых могут быть более уместен в определенных обстоятельствах, чем в других.
Единицы СИ
Международная система единиц ( Système Internationale d’Unités или SI ) определяет семь основных единиц измерения, из которых происходят все остальные единицы СИ. Базовая единица времени — секунда (другие единицы СИ: метр для длины, килограмм для массы, ампер для электрического тока, кельвин для температуры, кандела для силы света и моль для количества вещества). Второй может быть сокращен как с или с .
Исторически сложилось так, что секунда определялась по отношению к более длительным периодам времени — минутам, часам и дням — например, как 1/86400 среднего солнечного дня (один день равен 24 часам x 60 минутам x 60 секундам = 86 400 секундам). Иногда это называют второй эфемеридой (эфемерида — это таблица, показывающая положение небесных тел в различные даты в регулярной последовательности).
С момента создания системы СИ в 1967 году секунда технически определяется в более точных и абсолютных терминах атомных как «длительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атом цезия 133 ”.В 1997 году это определение было уточнено с оговоркой, что это относится к атому цезия, находящемуся в состоянии покоя при температуре 0 ° Кельвина.
Учитывая, что Земля очень постепенно замедляется, а средний солнечный день, на котором основывалось первоначальное определение секунды, не остался прежним, его определение, возможно, является историческим и культурным выбором, даже произвольным. Но, по крайней мере, атомарное определение, которое мы сейчас используем, независимо от его происхождения, всегда будет оставаться неизменным. Все остальные единицы измерения времени теперь производятся от секунды.Фактически, поскольку мы можем измерять время более точно, чем длину, даже измерение SI измерителя определяется как расстояние, пройденное светом за 0,000000003335640952 секунды.
Кратные и подмножественные
Единицы для периодов времени короче или длиннее секунды могут быть получены путем применения стандартных метрических префиксов SI к секундам:
↑ | второй | ↓ | |
| децисекунда = 1/10 секунды центасекунда = 1/100 секунды миллисекунда = 1/1000 секунды микросекунда = 1/1000000 секунды наносекунда = 10 -9 секунда пикосекунды = 10 -12 секунды фемтосекунды = 10 -15 секунды аттосекунда = 10 -18 секунда зептосекунда = 10 -21 секунда йоктосекунды = 10 -24 секунды | декасекунды = 10 секунд гекто секунды = 100 секунд килосекунды = 1000 секунд (около 16.7 минут) мегасекунда = 1000000 секунд (около 11,6 дней) гигасекунда = 10 9 секунды (около 31,7 года) терасекунды = 10 12 секунды (около 31700 лет) петасекунда = 1 15 секунды (около 31,7 миллиона лет) экзасекунды = 10 18 секунды (около 31,7 миллиарда лет) зеттасекунда = 10 21 секунды (около 31,7 триллиона лет) yottasecond = 10 24 секунды (около 31.7 квадриллионов лет) | ||
Прочие единицы
Блок-схема, иллюстрирующая взаимосвязь между основными единицами времениЧаще, помимо чисто научного использования, другие единицы используются в течение более длительных периодов времени. Хотя технически это единицы «не системы СИ», поскольку они не используют десятичную систему, эти единицы официально приняты для использования с Международной системой.
- минута (60 секунд)
- час (60 минут или 3600 секунд)
- день (24 часа или 86400 секунд)
- неделя (7 дней или 604 800 секунд)
- месяц (28-31 день, или 2,419,200-2,678.400 секунд)
- год (около 365,25 суток или около 31,557,600 секунд)
Для еще более длительных периодов обычно используются несколько лет, например декада (10 лет), век (100 лет), тысячелетие (1000 лет), мега-анум (1000000 лет) и т. Д.
В повседневной речи также обычно используются менее точных единиц времени , например мгновенно , момент , встряхнуть , мгновенно , сезон , возраст , эпоха , эпоха , эпоха и т. Д.Некоторые из этих терминов также имеют определенное значение в определенных обстоятельствах (например, в периодизации), но в общем случае их длина неопределенная или неоднозначная.
Квант времени
Хронон — это единица для предложенной дискретной и неделимой единицы времени в теоретической физике, известной как квант времени . Такая единица может использоваться как часть теории, которая предполагает, что время не непрерывно, а состоит из множества дискретных единиц. Следует подчеркнуть, что, согласно нашему нынешнему пониманию физики, как в квантовой механике, так и в общей теории относительности (которые вместе составляют большую часть современной физики), время НЕ входит в квантованные дискретные пакеты, а является плавным и непрерывным — см. раздел о квантовом времени.Однако дискретная модель может быть полезна для некоторых более неясных и в основном гипотетических теорий, которые пытаются объединить квантовую механику и теорию относительности в теорию квантовой гравитации .
Непонятно даже, какое значение может иметь хронон. Одним из кандидатов на это является планковского времени (бесконечно малое 5,39 x 10 -44 секунды), которое представляет собой время, необходимое для прохождения света в вакууме на расстояние в 1 планковскую длину, и считается большинством физиков наименьшим. измерение времени возможно даже в принципе.Хотя время Планка слишком мало для многих практических приложений, оно согласуется с другими единицами Планка для длины, температуры, массы, плотности и т. Д., Которые иногда используются в теоретической физике. Другой возможный кандидат на роль хронона — время, необходимое свету для прохождения классического радиуса электрона.
>> Стандарты времени
Фундаментальных единиц измерения Рона Куртуса
SfC Home> Физические науки>
Рона Куртуса
Вы измеряете вещи, определяя стандартную единицу, а затем определяя измерение в единицах, кратных этой единице.Основная единица измерения , , , — это определенная единица, которую нельзя описать как функцию других единиц.
The International Система единиц (СИ) определяет семь основных единиц измерения. Их можно применять в различных областях изучения физических наук. Однако есть некоторые вопросы по поводу определений.
Расстояние, время и масса являются основными единицами измерения.
- Что такое единица измерения?
- Какие семь основных единиц?
- каковы проблемы с этими определениями?
Этот урок ответит на эти вопросы.Полезный инструмент: Конвертация единиц
Единицы измерения
Чтобы что-то измерить, вам нужно определить единиц измерения . «Единица» относится к 1. Таким образом, все измерения кратны этой единице. Например, единицей массы является килограмм. Таким образом, масса измеряется в долях, кратных 1 килограмму.
Первоначально английская единица футов была длиной королевской стопы. Таким образом, расстояние 25 футов было в 25 раз больше фут. единица измерения.
К сожалению, у каждого короля была нога разного размера, так что это вызвало некоторую путаницу. Наконец, они договорились о стандартной длине стопы, которая не будет меняться.
Единицы измерения определены стандартно и не меняются.
Базовые единицы СИ
Международная система единиц (СИ) определила семь основных единиц измерения, от которых происходят все остальные единицы СИ.
Этими базовыми единицами СИ или обычно называемыми метрическими единицами являются:
| Мероприятие | Блок | Символ | Область науки |
|---|---|---|---|
| Время | Второй | с | Все |
| Длина или расстояние | Метр или метр | м | Все |
| Масса | Килограмм | кг | Физика | Электрический ток | Ампер | А | Физика | Температура | Кельвина | К | Физика |
| Сила света | Кандела | компакт-диск | Оптика |
| Количество вещества | Моль | моль | Химия |
Хотя предполагается, что эти базовые величины СИ представляют собой набор взаимно независимых измерений, некоторые из них вполне могут быть взаимозависимые.
Проблемные зоны
В этих основных модулях есть некоторые вариации или проблемные области.
Длина
Хотя кратные или доли метра полезны в большинстве наук, единицы измерения непрактичны в астрономии. Вместо этого основной единицей длины в астрономии является световой год, то есть расстояние, которое свет проходит в километрах за один год.
Масса
Казалось бы, более интуитивно понятно определить фундаментальную массу как грамм.Однако решение SI заключалось в том, что 1000 граммов или килограмм были основополагающими.
Электрический ток
Поскольку электрический ток создается человеком и зависит от ряда факторов, ампер не представляется подходящей основной единицей измерения. Ампер определяется как:
«Постоянный ток, который, если он поддерживается в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с пренебрежимо малым круглым поперечным сечением и помещен на расстоянии 1 метра в вакууме, создает между этими проводниками силу, равную 2 × 10 −7 ньютон на метр длины.«
Это не кажется слишком принципиальным.
Сводка
Единицы измерения, которые считаются основными, поэтому их нельзя описать как функцию других единиц. Часто они относились конкретно к различным наукам. Однако есть некоторые проблемы с определениями.
Взгляни на источник
Ресурсы
Сайтов
Ресурсы по физическим наукам
Единицы измерения — Википедия
Общие таблицы единиц измерения — Национальный институт стандартов и технологий
Единицы измерения и базовые единицы СИ — Включает конверсии
Фундаментальная единица — Википедия
Базовые единицы Международной системы (СИ) — Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл
Базовый блок СИ — Википедия
Книги
(Примечание: Школа чемпионов может получать комиссионные от покупки книг)
Лучшие книги по физике
Вопросы и комментарии
Есть ли у вас какие-либо вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если да, отправьте письмо с вашими отзывами.Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.
Поделиться страницей
Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:
Студенты и исследователи
Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
units_fundamental.htm
Пожалуйста, включите его в качестве ссылки на свой веб-сайт или в качестве ссылки в своем отчете, документе или диссертации.
Авторские права © Ограничения
Где ты сейчас?
Школа чемпионов
Темы по физике
Основные единицы измерения
Что такое блок измерения источника или SMU?
Источник измерения (SMU) — это прибор, который сочетает в себе функцию поиска и функцию измерения на одном контакте или разъеме. Он может подавать напряжение или ток и одновременно измерять напряжение и / или ток.Он объединяет возможности источника питания или функционального генератора, цифрового мультиметра (DMM) или осциллографа, источника тока и электронной нагрузки в одном плотно синхронизированном приборе.
Рисунок 1. Блок-схема одного канала ADALM1000 SMU.ADALM1000 по своей сути является источником измерения, но его также можно рассматривать как отдельный осциллограф и функциональный генератор. Однако, поскольку выходная функция (генератор) и входная функция (осциллограф) имеют общий вывод, если рассматривать их как отдельные, одновременно может использоваться только одна функция.
Почему так важно иметь программируемый источник-измеритель?
Для некоторых видов тестирования может быть не важно иметь программируемый прибор. Вы можете просто прочитать значение один или несколько раз. Однако во многих случаях может потребоваться сбор большого количества данных, чтобы построить график или график производительности во времени. Однако выполнение этого вручную требует много времени и может привести к ошибкам.
Существует также множество различных экспериментов, которые требуют автоматизированного сбора данных для получения более быстрых и точных измерений или проведения измерений в течение длительного периода времени (месяцы или даже годы).Здесь вам обязательно понадобится компьютер для сбора данных и их экспорта в базу данных для анализа.
Почему важно иметь отрицательное напряжение?
Не для всех экспериментов требуются отрицательные напряжения, и в некоторых случаях этого можно избежать. Однако многие устройства разных типов работают по-разному, если подается положительное или отрицательное напряжение. Чтобы полностью понять, как работают такие устройства, нам нужно иметь возможность изменять знак приложенного напряжения. Каждый канал SMU в ADALM1000 может выдавать напряжение только от 0 В до 5 В относительно земли.Предусмотрены фиксированные выходы 2,5 В и 5 В, которые могут обеспечивать как источник, так и сток. Тестируемое устройство может быть подключено между выходом 2,5 В и выходом SMU, а не к земле, чтобы изменять напряжение на тестируемом устройстве от –2,5 В до +2,5 В. Кроме того, поскольку ADALM1000 имеет два SMU, тестируемое устройство можно подключать между два выхода SMU. При изменении одного канала от 0 В до 5 В и изменении другого от 5 В до 0 В напряжение на ИУ изменяется от –5 В до +5 В.
В качестве примера рассмотрим диод — устройство, позволяющее электричеству проходить через него только в одном направлении.Чтобы оценить, работает ли диод, нам нужно посмотреть, будет ли он пропускать ток в обоих направлениях. Мы можем сделать это одним из двух способов. Мы можем измерить диод в одном направлении, вручную повернуть его и измерить в другом направлении, а затем объединить наборы данных вместе. Однако мы могли бы просто измерить ток, подавая как положительное, так и отрицательное напряжение. Фактически, этот метод настолько полезен, что его используют для характеристики многих типов устройств, которые имеют поведение диодов: солнечные элементы и светодиоды являются хорошими примерами.На рисунке 2 показано, как подключить диод к ADALM1000 для изменения напряжения от –5 В до +5 В.
Рис. 2. Диод качания от –5 В до +5 В.Если канал A запрограммирован на качание от 0 В до 5 В, а канал B запрограммирован на качание от 5 В до 0 В, разница между каналами появляется на резисторе. , который используется для ограничения тока и диода. Осциллограммы во временной области показаны на рисунке 3. Зеленая кривая — напряжение канала A, оранжевая кривая — напряжение канала B, а желтая кривая — ток канала B (ток канала A не показан, но будет просто обратной величиной. ток канала B).
Рис. 3. Кривые напряжения и тока в зависимости от времени.Мы можем построить график зависимости этих измерений друг от друга и одновременно выполнить некоторые простые вычисления. Мы хотим построить график зависимости тока через диод от напряжения на диоде. Чтобы рассчитать напряжение на диоде, мы можем вычесть падение напряжения на резисторе (V = I × R) из разницы между напряжениями в каналах A и B. Следующее уравнение Python (используемое в ALICE) делает это:
Где 100 — номинал резистора.График зависимости тока диода от этого уравнения показан на рисунке 4.
Рис. 4. График зависимости тока диода от напряжения в диапазоне от –5 В до +5 В.Каковы применения блока измерения источника?
Многие предметы повседневного обихода будут протестированы с помощью SMU в рамках заводских испытаний и процесса контроля качества. Если вы используете светодиоды для освещения своего дома или у вас есть солнечные батареи на крыше, они будут протестированы с помощью SMU в рамках производственного процесса.
ADALM1000 разработан для студентов инженерных специальностей, изучающих новое поколение электронных устройств.Для понимания того, как огромное количество материалов и устройств проводят электричество, от углеродных нанотрубок и гетероструктур с квантовыми ямами до биомембран и биосенсоров, требуется SMU. Короче говоря, вы можете использовать ADALM1000, чтобы понять электрические характеристики любого компонента на постоянном токе или низких частотах в диапазоне напряжений от –5 В до +5 В, измеряя ток от ± 0,1 мА до 180 мА.
Можете ли вы привести конкретный пример измерения, для которого требуется исходная единица измерения?
Возьмем, к примеру, солнечную батарею.В исследовательских лабораториях инженеры ищут способы сделать более эффективные и недорогие солнечные элементы. Чтобы понять, насколько хорошо работает солнечный элемент, производится небольшое испытательное устройство — размером от нескольких квадратных миллиметров до нескольких квадратных сантиметров — а затем охарактеризованы его характеристики. Эти испытательные ячейки слишком малы, чтобы генерировать какую-либо полезную мощность, помимо освещения, скажем, одного светодиода, но они достаточно велики, чтобы характеризовать базовый рабочий диапазон и эффективность. В этом примере лаборатории используется ADALM1000 для измерения небольшого солнечного элемента.
Ключевой характеристикой солнечного элемента является то, насколько эффективно он преобразует энергию солнечного света в электрическую. Это можно сделать, осветив испытательную ячейку светом известной интенсивности и измерив электрическую мощность, произведенную на единицу площади. Поскольку мощность — это напряжение, умноженное на ток, отправной точкой является измерение напряжения на клеммах (V) и производимого тока (I).
Генерируемое напряжение можно измерить, подключив вольтметр к клеммам элемента, когда он светится.Точно так же ток можно измерить с помощью амперметра на клеммах ячейки. Если разделить измеренный ток на площадь солнечного элемента, мы получим плотность тока.
Однако есть проблема: если вы умножите напряжение на ток (или плотность тока), то это только скажет нам, сколько мощности (или мощности на единицу площади) мы можем произвести, если бы у нас было идеальное устройство. Причина в том, что вольтметр имеет почти бесконечное внутреннее сопротивление, и когда мы измеряем напряжение самостоятельно, ток не будет течь.В этом случае генерируется нулевая мощность (измеренное напряжение × нулевой ток = ноль). Это измерение называется напряжением холостого хода. Точно так же, когда мы помещаем амперметр на клеммы для измерения тока, мы проверяем ячейку, когда она была замкнута накоротко, потому что амперметр должен иметь почти нулевое внутреннее сопротивление. В этом случае есть ток, но нет приложенного напряжения. Опять же, мощность не генерируется (измеренный ток × нулевое напряжение = ноль). Это измерение называется током короткого замыкания.
Для любого практического (реального) солнечного элемента выходное напряжение будет зависеть от того, какой ток вырабатывается, и именно поэтому используется SMU — так, чтобы напряжение можно было изменять при измерении изменения тока.
График на Рисунке 5 показывает типичную ВАХ для конкретного небольшого солнечного элемента (в данном случае солнечного элемента размером 3 см × 3 см от солнечного садового светильника). Ток отрицательный, потому что ток проходит в канал SMU (поглощается им). Ток при 0 В — это ток короткого замыкания, а напряжение при токе 0 — это напряжение холостого хода.
Рисунок 5. График зависимости I от солнечного элемента. Ось x: напряжение (В), ось y: ток I (мА).Кривая ВАХ показывает, как изменяются напряжение и ток, и позволяет рассчитать фактическое количество энергии, которое генерирует солнечный элемент. На рисунке 6 показана зависимость мощности в мВт от напряжения на ячейке. Мощность просто V × I. Следующее уравнение Python вычисляет мощность в мВт:
Рисунок 6. Зависимость мощности солнечных элементов от напряжения. Ось x: напряжение (В), ось y: P — мВтПик графика — это точка, в которой генерируется максимальная мощность (так называемая точка максимальной мощности).Мощность отрицательная, потому что SMU поглощает мощность, производимую элементом.
Если бы мы использовали метод, показанный на Рисунке 2, мы могли бы также измерить солнечный элемент при приложении отрицательного напряжения (обратное смещение). Это дает нам некоторую полезную информацию. Во-первых, это говорит нам о том, что устройство не выходит из строя при обратном смещении. Это признак хорошего качества устройства. Во-вторых, он сообщает нам, есть ли в наличии дополнительный ток. Применяя отрицательное напряжение, мы можем эффективно высасывать из устройства заряды, которые иначе не были бы извлечены.Хотя эти всасываемые заряды не могут быть использованы для выработки энергии (на этом этапе мы фактически подводим питание к устройству, а не извлекаем его), они позволяют нам понять некоторые механизмы потери тока на фото. Таким образом, измерение ВАХ — один из наиболее важных инструментов, используемых при разработке и оптимизации солнечных элементов. Точно так же получение ВАХ чрезвычайно важно для понимания широкого спектра других типов устройств, включая светодиоды и OLED, транзисторы, датчики и многие другие устройства.
Рисунок 7. Блок измерения источника ADALM1000 от Analog Devices.Начиная с этой статьи, мы начнем ежемесячную серию статей о SMU ADLAM100 и покажем некоторые интересные эксперименты с ним. Если вы хотите следить за экспериментами и заинтересованы в ADALM1000, вы можете получить их у наших дистрибьюторов: Digi-Key и Mouser.
Тест:
Вопрос 1:
На рисунке 5 дана максимальная мощность солнечного элемента. Какой физический размер
имеет влияние?
Вопрос 2:
Какую максимальную мощность вы можете получить от солнечного элемента?
Вопрос 3:
Как вызывается функция для поддержания максимальной выходной мощности?
(Совет: см. ADP5091)
Вы можете найти ответы в блоге StudentZone.
Единицы СИ, символы, сокращения | Примечания по электронике
В таблице ниже приведены стандартные сокращения и символы для основных величин, измеряемых в единицах СИ — Международной системе единиц.
СИ, Международная система единиц включает:
базовые единицы СИ
Единицы и символы СИ
SI / метрические префиксы
Определения единиц
СИ (метрическая) / британская преобразование
Существует множество сокращений, используемых для обозначения различных измерений и величин.Скорее всего, любое научное измерение или величина будут измеряться с использованием единиц СИ — Международной системы единиц.
Для этих величин используется множество стандартных сокращений и символов. СИ, международные единицы, символы и сокращения четко определены и задокументированы и служат основой для цитирования и измерения большинства научных величин (а также многих других).
Символы единиц СИ для таких величин, как ток, напряжение и т.п., очень распространены и находятся в электрических или электронных кругах.
Однако, когда незнакомый символ единицы измерения впервые используется в бумаге или другом документе, за ним должно следовать его название в круглых скобках. Таким образом, читатели, которые, возможно, не знакомы с конкретным символом единицы измерения, смогут его понять.
Обозначение и сокращение единиц СИ
При написании символов единиц СИ они пишутся строчными буквами, за исключением случаев, когда единица измерения образована от имени собственного, или в очень немногих случаях, когда сокращение не образовано из буквы.
Определение методов записи символов СИ гласит, что символы единиц не должны сопровождаться точкой / точкой. Другими словами, ток в десять ампер записывается как 10А, а не 10А, хотя пунктуация для предложений по-прежнему применяется.
Когда составные символы единиц единиц СИ образуются путем умножения двух или более других единиц, его общий символ должен состоять из символов отдельных единиц, соединенных точками, которые поднимаются вверх, т. -1
Вт / ср
Wb & nbnsp; В ⋅ с
В приведенной выше таблице приведены некоторые из наиболее часто используемых символов системы СИ, единиц измерения и сокращений, которые используются в научных и инженерных приложениях.
Дополнительные концепции и руководства по основам электроники:
Напряжение
Текущий
Власть
Сопротивление
Емкость
Индуктивность
Трансформеры
Децибел, дБ
Законы Кирхгофа
Q, добротность
Радиочастотный шум
Вернуться в меню «Основные понятия электроники». . .
Международная система единиц (СИ) | Библиотека измерений
Принцип, лежащий в основе Международной системы единиц, заключается в предоставлении одинаковых значений для таких измерений, как длина, вес и время, независимо от того, где в мире производится измерение.Единицы, используемые в этой системе, называются «единицами СИ». Система была учреждена на Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM) в 1960 году. Аббревиатура SI расшифровывается как «Le Système International d’Unités».
Международная система единиц включает следующие три категории.
- Базовые блоки
- Дополнительные блоки
- Производные единицы
Базовые блоки
| Сумма | Название устройства | Условное обозначение | Определение |
|---|---|---|---|
| Длина | Метр | м | Расстояние, проходимое светом в вакууме за 1/299792458 секунды. |
| Масса | Килограмм | кг | Это единица измерения веса. Масса международного прототипа килограмм. |
| Время | Второй | с | Длительность | 31770 периодов излучения, соответствующая переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133.
| Текущий | Ампер | А | Постоянный ток, который, если его поддерживать в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с ничтожно малым круглым поперечным сечением и размещать в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, создавал бы между этими проводниками силу, равную 2 × 10-7 ньютонов на метр длина. |
| Термодинамическая температура | Кельвина | К | 1 / 273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. |
| Количество вещества | Моль | моль | Количество вещества в системе, которая содержит столько элементарных объектов, сколько атомов в 0,012 кг углерода 12. (Ограничено объектами с уточненным составом.) Элементарные объекты — это субатомные частицы, которые составляют материю и энергию. |
| Светимость | Кандела | компакт-диск | Сила света в заданном направлении источника, излучающего монохроматическое излучение с частотой 540 × 1012 герц и имеющего силу излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан. |
Дополнительные блоки
| Сумма | Название устройства | Условное обозначение | Определение |
|---|---|---|---|
| Плоский угол | Радиан | рад | Радиан описывает плоский угол, образованный дугой окружности той же длины, что и радиус этой окружности соответствует углу в 1 радиан. |
| Твердый угол | Стерадиан | SR | Стерадиан — это телесный угол в центре сферы, образующий участок поверхности, равный по площади квадрату радиуса сферы. |
Производные единицы
Производные единицы — это комбинация основных и дополнительных единиц, а также математических символов умножения и деления.
| Сумма | Название устройства | Условное обозначение |
|---|---|---|
| Площадь | Квадратный метр | м 2 |
| Объем | Кубический метр | м 3 |
| Скорость | Метр в секунду | м / с |
| Разгон | Метр на секунду в квадрате | м / с 2 |
| Волновое число | Обратный счетчик | м -1 |
| Плотность | Килограмм на кубический метр | кг / м 3 |
| Плотность тока | Ампер на квадратный метр | А / м 2 |
| Напряженность магнитного поля | Ампер на метр | А / м |
| Концентрация (по количеству вещества) | Моль на кубический метр | моль / м 3 |
| Удельный объем | Кубический метр на килограмм | м 3 / кг |
| Яркость | кандела на квадратный метр | кд / м 2 |
Некоторым производным единицам присваиваются уникальные имена.
| Сумма | Название устройства | Условное обозначение | Композиция |
|---|---|---|---|
| Частота | Гц | Гц | 1 Гц = 1 с -1 |
| Усилие | Ньютон | N | 1N = 1 кг ･ м / с 2 |
| Давление, напряжение | Паскаль | Па | 1 Па = 1 Н / м 2 |
| Энергия, работа, количество тепла | Джоуль | Дж | 1J = 1 Н м |
| Мощность, лучистый поток | Вт | Вт | Вт = 1 Дж / с |
| Электрический заряд, количество электроэнергии | Кулон | С | 1C = 1 А с |
| Электрический потенциал / разность электрических потенциалов, напряжение, электродвижущая сила | Вольт | В | 1 В = 1 Дж / К |
| Сопротивление (электрическое) | Ом | Ом | 1 Ом = 1 В / А |
| Проводимость (электрическая) | Сименс | S | 1S = 1 Ом -1 |
| Магнитный | Вебер | Wb | 1Wb = 1 В с |
| Плотность магнитного потока, магнитная индукция | тесла | т | 1T = 1 Вт / м 2 |
| Индуктивность | Генри | H | 1H = 1Wb / A |
| Температура Цельсия | градуса Цельсия | ℃ | 1т = Т-К |
| Световой поток | Люмен | лм | 1лм = 1кд ･ ср |
| Освещенность | Люкс | лк | 1лк = 1лм / м 2 |
Справочная информация
Префиксы единиц СИ, указывающие целые степени десяти
| Фактор | Префикс | Символ | Фактор | Префикс | Символ |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 18 | exa | E | 10 -1 | деци | г |
| 10 15 | пета | -P | 10 -2 | сенти | с |
| 10 12 | тера | т | 10 -3 | милли | м |
| 10 9 | гига | G | 10 -6 | микро | мкм |
| 10 6 | мега | M | 10 -9 | нано | n |
| 10 3 | кг | к | 10 -12 | пик | п. |
| 10 2 | га | ч | 10 -15 | фемто | f |
| 10 | дека | da | 10 -18 | атто | a |
Несистемные единицы
| Сумма | Название устройства | Условное обозначение | Определение |
|---|---|---|---|
| Время | Минуты | мин. | 1 мин. = 60 с |
| Час | ч | 1ч = 60мин | |
| День | г | 1д = 24ч | |
| Плоский угол | градус | ° | 1 ° = (π / 180) рад |
| Минуты | ′ | 1 ′ = (1/60) ° | |
| Второй | ″ | 1 ″ = (1/60) ′ | |
| Объем | Литр | л, л | 1л = 1дм 3 |
| Масса | Метрическая тонна | т | 1т = 10 3 кг |
- Сзади: Основы измерения Встроенные / автономные измерения
- Далее: Основы измерений Допуски и точность измерений
