Site Loader

Содержание

18. В каких единицах измеряется ток?

Ток измеряется в амперах [А]. В электронике часто пользуются в тысячу раз меньшей единицей — миллиампером [мА]. Токи, протекающие в транзисторных цепях, обычно имеют порядок нескольких сотен миллиампер. В мощных каскадах наблюдаются большие токи (единицы и сотни ампер).

19. В каких единицах измеряется напряжение?

Напряжение, определяющее разность потенциалов (чаще всего относительно «земли» или массы), измеряется в единицах, называемых вольтами [В]. В электронике часто пользуются в тысячу раз меньшей единицей — милливольтом [мВ] и в миллион раз меньшей единицей — микровольтом (mkB). В транзисторных устройствах обычно имеют дело с постоянными напряжениями от нескольких до 10-20 В и переменными напряжениями от милливольт до 10 — 20 В.

20. В каких единицах измеряется электрическое сопротивление?

Электрическое сопротивление измеряется а омах [Ом]. Один ом — это сопротивление цепи, в которой протекает ток в один ампер при напряжении, равном одному вольту, В электронике часто пользуются в тысячу раз большей единицей — килоомом [кОм] и в миллион раз большей единицей — мегаомом [МОм].

21. Что определяет закон Ома?

Закон Ома определяет зависимость между током и напряжением в цепи. Он гласит, что ток, протекающий в цепи, пропорционален напряжению U и обратно пропорционален электрическому сопротивлению R, находящемуся в данной цепи.

Математически закон Ома выражается зависимостью

I=U/R, U=R*I или R=U/I.

При использовании этой зависимости следует помнить о размерности используемых единиц. Так, если ток выражается в амперах, а напряжение в вольтах, то сопротивление получаем в омах.

22. В каких единицах измеряется мощность электрического тока?

Мощность электрического тока измеряется в ваттах [Вт]. В электронике часто пользуются единицей, в тысячу раз меньшей, называемой милливаттом [мВт]. В электронных устройствах действуют чаще всего мощности от нескольких милливатт до нескольких десятков ватт. Мощность источников питания постоянного тока в большинстве случаев не превышает нескольких сотен ватт.

Математически мощность Р есть произведение тока на напряжение

Р=U*I или с учетом закона Ома

Р=I2*R либо Р=U2/VR.

23. Что мы называем источником напряжения?

Источником напряжения или точнее источником с постоянным выходным напряжением называется такой источник электрической энергии, который на своих внешних зажимах имеет постоянное, неизменное напряжение независимо от тока, потребляемого от этого источника.

Каждый источник обладает определенным внутренним сопротивлением и может быть представлен в виде последовательного соединения (Рис. 1.12) идеальной ЭДС, выраженной в вольтах, и определенного внутреннего сопротивления Rг, выраженного в омах.

Если к такому источнику подключить внешнюю цепь, то потребляемый ею ток будет идти через внутреннее сопротивление источника. На нем возникает падение напряжения тем большее, чем больше ток, потребляемый внешней цепью. Напряжение на внешних зажимах источника равно разности ЭДС источника и падения напряжения на внутреннем сопротивлении. Поэтому внешнее напряжение может иметь постоянное значение, несмотря на изменения потребляемого тока, только тогда, когда внутреннее сопротивление источника близко к нулю. Именно такой источник будем называть источником напряжения.

Графическое изображение источника напряжения показано на Рис. 1.13.

Рис. 1.12. Источник и внешняя цепь Рис. 1.13. Графическое изображение источника напряжения

На практике идеальные источники с постоянным напряжением не встречаются. Однако часто источники с внутренним сопротивлением, более чем в 30 раз меньшим сопротивления нагрузки, можно приближенно считать источниками напряжения.

Как обозначается напряжение и единицы силы электрического тока

Напряжением в электрике называется работа, которую проделывает электрополе, чтобы элементарный заряд переместился по проводнику из одного места в другое. Каждый физик и электротехник должны знать, в каких единицах измеряется напряжение, как принято его обозначать и измерять.

Напряжение на жилах проводника

Как возникает напряжение

Прежде, чем рассматривать единицы измерения электрического напряжения, необходимо выяснить природу этого явления. В составе атомов любого вещества имеются ядро, несущее «плюсовой» заряд, и быстро обращающиеся вокруг электроны с «минусовым». Поскольку число быстрых частиц идентично количеству протонов ядра, в обычном состоянии атом зарядом не обладает. Но при ликвидации одного или нескольких электронов атом начнет пытаться притянуть недостающие, образуя возле себя положительное поле. Отрицательный полевой потенциал возникает при появлении добавочных электронов.

Когда плюсовой и минусовой потенциалы сталкиваются, между ними возникает двустороннее притяжение. Чем более различаются потенциалы, тем активнее содержащиеся в отрицательно заряженном материале электроны переходят к имеющему обратный знак заряду, и тем, соответственно, больше напряжение электрического поля.

Когда соединяются потенциалы противоположно заряженных проводниковых элементов, появляется электрический ток. Так называется целенаправленное перемещение заряженных частиц, пытающееся ликвидировать потенциальную разность. Чтобы заряды двигались по проводнику, электрополе выполняет работу, характеризуемую напряжением.

В чем измеряется

Как обозначается напряжение в технической документации и на графических схемах? Единица измерения напряжения именуется вольт (В) по фамилии итальянского физика А. Вольта. Один вольт можно описать как потенциальную разницу двух точек поля, в котором с целью перемещения однокулонного заряда совершается работа в 1 джоуль.

Условное обозначение напряжения на схемах имеет вид заглавной латинской буквы V – символа единицы напряжения, заключенной в круг. Иногда вместо круга используется схематичное изображение измерительного прибора – вольтметра, идентифицируемое по литере V.

Важно! Если в некоторой сети имеется напряжение 220 В, это значит, что ее электрополе может затратить 220 джоулей с целью перемещения заряженных частиц через нагрузку и цепь. Для электрических приборов номинальное напряжение полагается обозначить в паспорте. Иногда оно указывается и в составе маркировки на передней панели корпуса (например, у счетчиков электроэнергии).

От чего зависит напряжение

Фиксируемый на участке электрической цепи показатель напряжения зависит от ряда факторов, например, от подсоединенной нагрузки (сопротивления). Также оказывают влияние характеристики вещества, из которого сделан проводниковый элемент, температура окружающего воздуха и самих компонентов сети.

Эффект Джозефсона

Так называется феномен сверхпроводящего тока, проходящего через слой диэлектрического материала малой толщины, изолирующий один сверхпроводящий предмет от другого. В научной работе деятеля, чьим именем назван эффект, было высказано предположение о том, что данное явление наблюдается только при использовании супертонкого слоя (значительно уступающего длине сверхпроводящей когерентности). Более поздние опыты продемонстрировали, что оно проявляет себя и при использовании куда более толстых слоев.

Применение данного феномена позволит производить высокоточные замеры напряжения, а также магнитных полей. Последнее делается возможным в силу огромной зависимости электротока, критичного для используемого в интерферометре соединения, от внешнего магнитного поля. Когда в джозефсонском переходе поддерживается константное напряжение, он может выступать в качестве генератора электромагнитного волнового излучения. Можно организовать и установку с противоположным, поглощающим эффектом. При этом как генерация, так и прием способны функционировать в частотном диапазоне, недоступном иным средствам.

Также ведутся исследования рассматриваемого эффекта и основанных на нем явлений переноса магнитного поля для передачи и накопления данных (квантовые компьютеры). Первый экспериментальный процессор такого типа был спроектирован японскими инженерами. В 2014 году работники физфака МГУ спроектировали микросхему для компьютера с использованием свойств сверхпроводников и данного эффекта.

Действующее значение напряжения

Значение электрического потенциала, имеющегося между двумя точками электросети, может быть определено по тому, какая работа была выполнена за некоторый временной отрезок, либо по выделенному количеству теплоты. В случае переменного напряжения поступают по-другому. Поскольку его характер колебаний имеет форму синусоидальной кривой, и максимальное значение показатель принимает на пике амплитуды (а при перемещении из плюсовой зоны кривой в минусовую напряжение нулевое), для вычислений применяют усредненный показатель. Именно его называют действующим, и он может быть приравнен к такому же значению постоянного напряжения.

Он меньше максимального допустимого показателя на величину, равную корню из двух от последнего (то есть примерно в 1,4 раза). У сети, имеющей номинальное напряжение 220 В, максимум, таким образом, будет равен 311 В. Эти показатели нужно учитывать, подбирая конденсаторы, диодные компоненты и другие подобные элементы для монтажа в ту или иную систему.

Синусоидальное напряжение с амплитудой 310 В эквивалентно постоянному, значение которого – 210 В

Определение величины напряжения

Выполняя электромонтажные работы, специалист сталкивается с разными типами напряжения. Например, розетки в квартирах и частных домах являются источниками переменного напряжения. Оно может быть понижено или повышено трансформатором, выпрямлено специальным устройством. Измерение напряжения трения производят в лабораторных условиях электрохимическим методом. Мастеру нужно знать об особенностях измерения разных видов напряжения.

Постоянное напряжение

Его можно измерить, используя магнитоэлектрические устройства. Сейчас в продаже можно найти высокоточные приборы, оснащенные цифровым дисплеем. Проще всего непосредственно подключить устройство к участку, на котором нужно провести измерения. При этом необходимо соблюдать следующие правила:

  1. Предельное значение должно превышать предполагаемый максимум. В случае, когда измерительные работы выполняются без знания этого параметра, полагается установить максимальный предел и постепенно снижать его.
  2. Учитывать полярность подсоединения. В противном случае у стрелочного прибора указатель наклонится в противоположную сторону, у цифрового – на экране высветится отрицательное число.

Лабораторный вольтметр

Переменное напряжение

В этом случае в ход идут измерительные приборы разных видов, за исключением магнитоэлектрических. Работают с такими аппаратами только посредством подключения к выходу выпрямителя.

Требования к измерительным приборам

Разобравшись, чем обычно измеряется напряжение, нужно понять, как решать проблему несоответствия прибора основополагающему требованию: достаточно высокому пределу измерения. Способы выхода из ситуации также зависят от тока, с которым работает мастер:

  1. При работе с постоянным током можно подключить внутреннее или внешнее дополнительное сопротивление. Еще один вариант – применять несколько сопротивлений для разных значений предела. Именно на этом принципе основано действие мультиметра.
  2. В случае переменного тока также можно подключить подходящее дополнительное сопротивление. Широко используют и трансформаторы напряжения.

Мультиметры снабжают режимами для измерения напряжения

Важно! Вольтметр, которым проводят измерения, должен иметь как можно более высокое сопротивление и низкий ток. Это нужно для минимизации влияния устройства на электросеть и потерь в кабелях, направляющихся к нему от источника питания.

Замеры разности потенциалов играют важную роль для отладки электросхем и электросетей. От правильно проведенных измерений зависит надежность функционирования техники, для их выполнения нужно знать о единицах измерения напряжения.

Видео

Читать «Электроника в вопросах и ответах» — Хабловски И. (?), Скулимовски В. — Страница 4

Ионизации сопутствует свечение газа, причем цветность свечения зависит от вида газа, а яркость — от напряженности электрического поля.

Какие токи существуют в электронике и как они используются?

В электронике, как и в электротехнике, используют постоянный и переменный ток (рис. 1.11). Постоянным называется ток, который не изменяется во времени. Переменный ток изменяется как по значению, так и по направлению, причем эти изменения могут иметь разную скорость. Переменный ток может быть регулярным (синусоидальным) и нерегулярным (соответствующим человеческой речи). Наипростейшей формой переменного тока является синусоидальное колебание.

Pис. 1.11. Примеры формы токов:

а — постоянный: б — переменный синусоидальный медленно и быстро изменяющийся; в — непериодический

В электронике постоянный ток чаще всего играет вспомогательную, но важную роль. Без источников постоянного тока не могло бы работать ни одно электронное устройство, так как и лампы, и транзисторы требуют питания постоянным током. Основной задачей электронных устройств является перенос и преобразование некоторой информации (сигналов звука, изображения, изменения некоторых физических величин и т. д.). В общем случае все эти сигналы переменные и могут быть представлены только переменными токами. При таком подходе постоянный ток можно считать лишь частным (предельным) случаем переменного. Большое значение в электронике имеют токи, которые резко меняются за относительно короткое время. Это — импульсные токи (колебания).

В каких единицах измеряется ток?

Ток измеряется в амперах [А]. В электронике часто пользуются в тысячу раз меньшей единицей — миллиампером [мА]. Токи, протекающие в транзисторных цепях, обычно имеют порядок нескольких сотен миллиампер. В мощных каскадах наблюдаются большие токи (единицы и сотни ампер).

В каких единицах измеряется напряжение?

Напряжение, определяющее разность потенциалов (чаще всего относительно «земли» или массы), измеряется в единицах, называемых вольтами [В]. В электронике часто пользуются в тысячу раз меньшей единицей — милливольтом [мВ] и в миллион раз меньшей единицей — микровольтом [мкВ]. В транзисторных устройствах обычно имеют дело с постоянными напряжениями от нескольких до 10–20 В и переменными напряжениями от милливольт до 10–20 В.

В каких единицах измеряется электрическое сопротивление?

Электрическое сопротивление, измеряется в омах [Ом). Один ом — это сопротивление цепи, в которой протекает ток в один ампер при напряжении, равном одному вольту. В электронике часто пользуются в тысячу раз большей единицей — килоомом [кОм] и в миллион раз большей единицей — мегаомом [МОм].

Что определяет закон Ома?

Закон Ома определяет зависимость между током и напряжением в цепи. Он гласит, что ток I, протекающий в цепи, пропорционален напряжению U и обратно пропорционален электрическому сопротивлению R, находящемуся в данной цепи.

Математически закон Ома выражается зависимостью

= U/RU = R·I или R = U/I.

При использовании этой зависимости следует помнить о размерности используемых единиц. Так, если ток выражается в амперах, а напряжение в вольтах, то сопротивление получаем в омах.

В каких единицах измеряется мощность электрического тока?

Мощность электрического тока измеряется в ваттах [Вт]. В электронике часто пользуются единицей, в тысячу раз меньшей, называемой милливаттом [мВт]. В электронных устройствах действуют чаще всего мощности от нескольких милливатт до нескольких десятков ватт. Мощность источников питания постоянного тока в большинстве случаев не превышает нескольких сотен ватт.

Математически мощность Р есть произведение тока на напряжение

Р = U·I

или с учетом закона Ома

Р = I2·R либо Р = U2/R.

Что мы называем источником напряжения?

Источником напряжения или точнее источником с постоянным выходным напряжением называется такой источник электрической энергии, который на своих внешних зажимах имеет постоянное, неизменное напряжение независимо от тока, потребляемого от этого источника.

Каждый источник обладает определенным внутренним сопротивлением и может быть представлен в виде последовательного соединения (рис. 1.12) идеальной ЭДС, выраженной в вольтах, и определенного внутреннего сопротивления Rг, выраженного в омах.

Рис. 1.12. Источник и внешняя цепь

Если к такому источнику подключить внешнюю цепь, то потребляемый ею ток будет идти через внутреннее сопротивление источника. На нем возникает падение напряжения тем большее, чем больше ток, — потребляемый внешней цепью. Напряжение на внешних зажимах источника равно разности ЭДС источника и падения напряжения на внутреннем сопротивлении. Поэтому внешнее напряжение может иметь постоянное значение, несмотря на изменения потребляемого тока, только тогда, когда внутреннее сопротивление источника близко к нулю. Именно такой источник будем называть источником напряжения.

Графическое изображение источника напряжения показано на рис. 1.13. На практике идеальные источники с постоянным напряжением не встречаются. Однако часто источники с внутренним сопротивлением, более чем в 10 раз меньшим сопротивлении нагрузки, можно приближенно считать источниками напряжения.

Рис. 1.13. Графическое изображение источника напряжения

Что мы называем источником тока?

Источником тока или точнее источником с постоянным выходным током называется такой источник электрической энергии, который отдаст во внешнюю цепь ток постоянного значения независимо от падения напряжения на этой цепи, т. е. независимо от электрического сопротивления внешней цепи. Отдаваемый источником ток может иметь постоянное значение только в том случае, когда внешнее сопротивление Rнпренебрежимо мало по сравнению с внутренним сопротивлением источника Rвн. Это бывает только тогда, когда внутреннее сопротивление источника бесконечно велико. Такой источник называется идеальным источником тока.

Графически источник тока представлен на рис. 1.14. Чаще на схемах не показывают внутреннее сопротивление Rвн либо вместо резистора, включаемого последовательно с собственно источником тока, изображают идеальный источник с проводимостью (величина, обратная сопротивлению), обозначаемой Yвн. Проводимость подключают параллельно источнику. На практике источниками тока часто считают источники, внутреннее сопротивление которых значительно больше сопротивления нагрузки, на которую работает данный источник.

Рис. 1.14. Графическое изображение источника тока:

а — переменного тока; б — постоянного тока

Что мы имеем в виду, когда говорим о согласовании источника с нагрузкой?

Если источник с некоторым внутренним сопротивлением нагрузить внешним сопротивлением, то окажется, что мощность, отдаваемая источником и выделяемая в нагрузке, будет зависеть от внешнего сопротивления. Максимальная мощность выделяется на нагрузке в том случае, когда ее сопротивление равно сопротивлению источника (рис. 1.15). Такое состояние называется согласованием нагрузки с источником.

Вольтметр. Измерение напряжения

на прошлых уроках мы с вами выяснили что электрический ток можно охарактеризовать такой физической величиной как сила тока прибор для измерения силы тока называется амперметр амперметр надо включать в разрыв электрической цепи и вы знаете еще есть правила по которым нужно этот амперметр включать сейчас мы не будем этого повторять лучше пойдем дальше я хотел бы начать урок не с того чтобы записывать тему урока а с небольшой демонстрации у меня вот здесь на столе приготовлено обычная настольная лампа лампочка от карманного фонаря они соединены одна за другой и выводы подключены вот к этой вилки которую я сейчас включу осветительную сеть для того чтобы было понятно что происходит давайте оставим место для тема урока и в рисунок даже не схему рисунок того что сейчас лежит у нас на столе и так оставляем не оставили темы вот большая лампочка вот и и патрон но и точнее цоколь вот выводы а вот маленькая лампочка от карманного фонарика вот и и цоколь эти две лампочки мы включаем одну за другой вот так смотрите вывод от цоколя этой большой лампы я подключаю к источнику тока у нас источником тока будет осветительная сеть поэтому я здесь просто напишу источник тока затем вот этот средний вывод большой лампе я присоединяю к цоколю маленькая лампа а средний вывод маленькой лампы присоединяю к источнику тока допустим здесь у нас положительный полюс здесь отрицательный но хочу сразу сказать что на самом деле у нас сеть переменного тока там 50 раз в секунду плюс и минус меняются местами но для этой задачи это обстоятельство не имеет значения нам проще рассуждать если у нас источник постоянного тока который течет все время в одну сторону и сейчас мы этот эксперимент с вами проведем и так две лампочки вот такое соединение называется последовательным мы соединяем последовательно здесь есть выключатель на настольной лампе он сейчас разомкнут я включаю эту электрическую цепь подключаю к источнику тока и замыкаю выключатель тут он не нарисован что мы видим и эта лампа горит ярко правда а эта лампа горит света от какой лампы больше вот от этой от этой света меньше ребята а сила тока в какой лампе больше сила тока одинаковая но несмотря на то что сила тока в этой лампе и в этой одна и та же почему-то эта лампа светит ярче а это светит тускло давайте это обстоятельство сейчас отметим на нашем рисунке светит ярко а эта лампочка светит тускло а сила тока одна и та же здесь сила тока примерно мы измеряли силу тока в этой лампочке на прошлом уроке у нас получилось помните там 026 ампера 028 ампера значит будем писать сила тока в этой лампе и равняется 0 мы например 3 ампера вот этот ток втекает в лампочку большую протекает по ней здесь поскольку заряды не накапливаются какой заряд входит в большой лампу такой и выходит и здесь сила тока будет та же самая заряда не накапливаются 0 3 ампер здесь сила тока тоже 0 3 ампер но почему-то эта лампа светит ярко а это лампа светит тускло значит есть какая-то разница в режимах работы этих двух ламп и вот оказывается эта разница определяется физической величиной которая является характеристикой поля и носит название электрическое напряжение давайте запишем наконец тема урока тема электрическое напряжение . единицы напряжение . вольтметры электрическое напряжение единицы напряжения вольтметр на сегодня два урока домашнее задание сразу по двум уроком будет таким конспект по учебнику перышкина параграф из 39 по 41 prograf и 39-41 далее с сайта нашего класса или сайта ришельевского лицея библиотеки или из библиотеки нашего класса скачайте пожалуйста задачник скачать задачник кирик 8 у него там название самостоятельные и контрольные работы по физике но я условно называем кирик 8 для 8 класса из этого задачника после того как вы его скачаете выполнить задание с номерами 5-6 достаточного уровня на странице ада и 2 высокого уровня эти задачи находятся на странице 38 а также задачи 56 достаточного уровня и один высокого уровня эти находятся на странице 40 это на завтра завтра у нас с вами тоже урок записали а теперь давайте попробуем разобраться в том какого же разница в этих двух ситуациях один и тот же ток то есть за каждую секунду через эту лампочку протекает три десятых кулона и через эту лампочку протекает три десятых кулонов электрического заряда раз сила тока три десятых ампера но здесь лампочка светится ярче а здесь она светится тускло а почему лампа светится вот эта лампа лампа накаливания мы говорили с вами что за это отвечает тепловое действие тока ток протекая через спираль электрической лампочки нагревает ее настолько сильно что она начинает светиться скажите пожалуйста когда электрический заряд перемещается по спирали на него действует какая-то сила на него действуют силы со стороны электрического поля которая создает источник тока это сила проталкивает электрические заряды через спираль эту и через спираль этой лампочке если на тело или на частицу в нашем случае этой электронной действует сила и тела при этом перемещается то мы можем сказать что сила это совершает работу эта работа здесь идет на нагрев нити и здесь идет на нагрев нити но раз здесь нет нагревается сильнее ярче светит лампа значит тут электрическая сила или как принято говорить электрическое поле или говорят еще электрический ток но на самом деле работа всегда привязаны к силе значит здесь совершается большая работа а здесь совершается меньшая работа хотя через эту спираль и через эту спираль прошел один и тот же электрический заряд каждую секунду три десятых кулона и так получается что здесь электрическая сила будем варить электрическое поле совершает большую работу по перемещению того же электрического заряда чем здесь похожего ситуацию мы можем встретить и принят на рассмотрение движения жидкостей вот давайте рассмотрим hydra динамическую аналогию мы уже с вами говорили о том что электрический ток можно уподобить течению воды проводник эта труба вода это электрические заряды и вот сейчас я с конструирует такое устройство сейчас мы выключим это и смотрите вот у нас баг в нем есть отверстие здесь вода это вода вытекает и пройдя достаточно большое расстояние по вертикали крутит крыльчатку турбинку вот такую она вращается значит поток воды совершает работу по вращению этой турбинки вот эта высота пусть будет аж большое дальше эта вода попадает похоже сосуд внизу тоже есть отверстие здесь вода тоже накапливается течет дальше и тут уже поблизости не на такой большой высоте они далеко мы располагаем вещи ладно турбинку это турбина вращается вот этим потоком воды это турбинка вращается этим же потоком воды потом эта жидкость накапливается у нас в каком-то бассейне вот так высота которую проходит вода перед маленькой дубинкой меньше обозначим ее аж малая аж большой больше h-moll и скажите пожалуйста если здесь протекает например один килограмм в секунду 1 килограмм в секунду и здесь протекает через поперечное сечение вот этой струи один килограмм секунду как вы думаете работа которую совершит вода вращая вот эту турбинку и работа которую совершит вода вращая вот эту турбинку будет одинаковая нет значит одна и та же масса воды один и тот же электрический заряд падая с разной высоты может совершать разную работу то есть электрическое поле можно охарактеризовать величиной которая является аналогом высоты с которой падает жидкость одно и то же количество в зависимости от того с какой высоты эта жидкость падает может совершать разную работу одно и то же количество электричества один и тот же электрический заряд проходя в электрическом поле через эту ламповый через эту лампу может совершать разную работу и он мы будем с вами говорить что напряжение между выводами этой лампочке больше чем напряжение между доме этой лампочке точно также как высота между вот этим сосудам и этой турбин кай больше чем высота между разность высот лучше сказать между этим сосудам и от турбин гай вот только нам нужно ещё дополнить эту картину тем что здесь есть здесь есть источник тока что делает источник тока он заставляет циркулировать электрические заряды по замкнутому контуру здесь мы можем сделать то же самое давайте возьмём отсюда воду и будем ее с помощью насоса закачивать самый верхний сосуд вот и у нас организовался таким образом замкнутый цикл здесь вода поднимается потом она падая совершают работу скажите пожалуйста какая сила здесь совершает работу сила тяжести совершенно вверх какая сила здесь совершает работу электрическая сила сила с которой электрическое поле действует на заряды а теперь внимание вопрос на засыпку какая сила совершает работу в насосе против силы тяжести сила давления создаваемого насосом совершает работу против силы тяжести и какая сила совершает работу по перемещению заряда против электрической силы мы называли эту силу сторонняя сила молодцы итак смотрите какая получается аналогию здесь работу совершает сила тяжести работу совершает сила тяжести а вот здесь начинает их у двух участках здесь и здесь а здесь работу совершает сила давления где бы это написать работу совершает сила давление создаваемое насосом здесь на этих участках работу совершает электрическая сила или будем говорить электрическое поле работу совершает электрическое поле а здесь в источнике тока работу совершает или сторонняя сила в источнике тока сторонняя сила совершает работу против электрической силы или против электростатической силы можно сказать вот здесь во внешнем участке цепи за пределами источника тока работу совершает электрическое поле здесь работу совершает сила тяжести а в насосе работу совершать против силы тяжести сила давления создаваемого насосом а теперь смотрите что если здесь пройдет построение один килограмм а 10 килограмм что можно сказать о работе силы тяжести она будет увеличиваться в 10 раз а если мы эту работу разделим на массу протекших воды будет то же самое потому что если массу увеличить в 10 раз той работы увеличивается в 10 раз помните формулу для работы силы тяжести mch во сколько раз увеличилась масса во столько раз увеличилось работа а если вы работу разделите на массу останется же аж который не зависит от массы а теперь смотрим сюда если допустим здесь электрический ток протекал не одну секунду прошло три десятых кулона а 10 секунд пройдет три кулона 10 раз больше но если мы разделим работу совершенную электрическим полем по перемещению 3 десятых кулона за секунду или 3 кулон за 10 секунд у нас получится одна и та же величина отношении работы электрического поля к величине заряда которые протекает между двумя точками электрической цепи вот этой и этой во внешней цепи отношении не зависит от того какой заряд протек это отношения является характеристика электрического поля которая создает электричка источник тока и вот именно эта величина и носит название электрического напряжения мог теперь пора записать формулу которая является определением этой физической величины электрическое напряжение или просто напряжение всегда задается между какими-то двумя точками как разность высот задается между какими-то двумя точками здесь одна здесь другая точно также электрическое напряжение задается между какими-то двумя точками электрической цепи можно задать здесь можно задать здесь можно задать здесь обозначается электрическое напряжение буквой u и как я только что сказал это физическая величина равна отношению работы электрического поля по переносу заряда между двумя точками электрической цепи к величине этого заряда работу мы обозначаем буквой а перенесенный заряд буквой p вот эта формула отвечает на вопрос что такое электрическое напряжение пояснит здесь а работа электрического поля по переносу заряда между двумя точками цепи между двумя точками цепи q величина перенесенного заряда величина перенесенного заряда эта формула а теперь давайте сформулируем словами напряжением я буду варить просто напряжением не буду говорить электрическим напряжением между двумя точками электрической цепи записываем напряжением а между двумя точками электрической цепи называется физическая величина равная напряжением между двумя точками электрической цепи называется физическая величина равная отношению работы электрического поля равна и отношению работы электрического поля по переносу заряда между этими точками отношению работы электрического поля по переносу заряда между этими точками к величине перенесенного заряда отношению работы электрического поля по переносу заряда между этими точками к величине перенесенного заряда теперь в каких единицах измеряется электрическое напряжение единицы измерения электрического напряжения единицы работы в каких единицах измеряется работа все в джоулях в джоулях электрический заряд в кулонах и так напряжение измеряется в джоулях на кулон но это настолько важная физическая величина что для нее выбрана специально единицы измерения она называется вольт обозначается большой буквой v и называется вольт в честь итальянского физика алессандро вольта я о нем уже говорил когда мы обсуждали с вами источники тока итак если вас спросят в каких единицах измеряется напряжение вы скажете в вольтах а если вас спросят а что такое 1 вольт чтобы ответить на этот вопрос давайте посмотрим на эту формулу смотрите если работа по переносу заряда в 1 кулон равна одному джоуль то 1 делить на 1 будет 1 то тогда напряжение между этими двумя точками равно 1 вольт поэтому запишем 1 вольт это такое напряжение между двумя точками электрической цепи 1 вольт это такое напряжение между двумя точками электрической цепи при котором для переноса заряда в 1 кулон при котором для переноса заряда в 1 кулон между этими точками для это такое напряжение между двумя точками электрической цепи при котором для переноса заряда в 1 кулон между этими точками полем совершается работа в 1 джоуль для переноса заряда в 1 кулон между этими точками полем совершается работа в 1 джоуль и вот что такое 1 вольт если вы почитаете надписи на этой лампочке то вы найдете 220 вольт а если вы почитаете надпись на этой лампочке здесь написано три с половиной вольта поэтому когда один кулон проходит через эту лампу он совершает работу 220 джоулей а когда тот же самый кулон проходит через эту лампу он совершает работу всего три с половиной джоуля понятное дело что эта лампочка должна светиться гораздо ярче чем эта лампочка и работу по переносу электрического заряда легко найти если вы знаете эту формулу чтобы найти работу электрического поля мацуда можем выразить ее нужно умножить заряд который прошел по электрической цепи на напряжение вот так можно рассчитать работу электрического поля мы говорим электрического поля мы говорим электрического тока но на самом деле эта работа электрической силы которая заставляет упорядочена двигаться носители зарядов в проводнике но теперь раз существует физическая величина то должен существовать и прибор для измерения этой физической величины понятное дело что он называется вольтметр вольтметр обозначается вот так вампир metris действий буква а вольтметре здесь it латинская буква в вольтметр но бывают и более мелкие единицы например милливольт и тогда прибор для измерения таких небольших напряжений обозначается вот так м латинская маленькая в милливольтметр миль или вольтметр ну и давайте вспомним что один милливольт это сколько вольт 1 делить на 10 3 одна тысячная или 10 в минус 3 степени вольт бывает очень маленькие напряжения которые можно измерять прибором называемым микро вольтметр вот выводы микро вольтметра вот его обозначение латинская греческая буквами латинская буква в микро вольтметр один микро вольт сколько это вольт 10 минус 6 1 миллион и 10 минус 6 вольт и наконец в линиях электропередач которые передают энергию между городами напряжения например в одесской области это 110 тысяч вольт электростанции иногда вырабатывает напряжение которое потом доводится до 550 750 тысяч вольт или кило вот такие огромные напряжения измеряются киловольт метрами обозначается кило вольтметр вот так латинская буква к латинская буква в кило вольтметр один киловольт это 1000 вольт или 10 в третьей степени вольт пожалуйста накаливания смотри какой умница ребята нить накаливания длине и значит большее расстояние проходит заряды под действием электрического поля значит работа больше поэтому больше действительно электрическое напряжение молодец чем длиннее и проводник тем при той же силе тока через него напряжение на его концах будет больше мы об этом ещё будем говорить с вами в дальнейшем а пока что как же выглядят эти замечательные приборы давайте посмотрим на несколько вольтметров которая есть у нас в кабинете физики вот самый обыкновенный школьный вольтметр какое максимальное напряжение можно измерять с помощью этого вольтметра 6 вольт а вот другие приборы вот вольтметр которые устанавливают на электрических счетах его надо ставить вертикально об этом говорит вот этот знак такой вот перпендикуляр его предел измерения 50 вольт вот вольтметр с пределом измерения 15 вольт видимо это вольтметр очень точный потому что у него смотрите зеркальная шкала это не случайно сделали вот еще вольтметр он интересен тем что он позволяет мерять напряжение в двух пределах от 4 до 15 вольт и от 15 до 50 для этого у него есть общий вывод он обозначен звездочкой вот сейчас я крупнее покажу идите звездочка нарисована вот и вывод на котором написано 15 и вывод на котором написано 50 это для того чтобы измерять напряжение до 15 вольт вы используете два вот этих выводов и два вот этих чтобы измерять напряжение более высокие теперь каким же образом нужно подключать вольтметр в электрическую цепь и мы говорили с вами что напряжение характеризует электрическое поле между двумя точками электрической цепи скажите пожалуйста вот этот вольтметр измеряет напряжение где между какими двумя точками электрической между своими клеммами точно также как амперметр измеряет силу тока протекающего через него точно также вольтметр измеряет напряжение между вот этими двумя точками электрической цепи поэтому если вы хотите измерить напряжение на каком-то потребителя например на электрической лампочки вы должны проводниками соединиться с выводами этой электрической лампочки давайте нарисуем схему измерения напряжения с помощью вольтметра вот например источник тока батарейка вот лампочка я хочу измерить напряжение на лампочки для этого вольтметр подключается прямо к лампочке можно подключить вот сюда мы можно подключить и сюда вот так измеряют напряжение на лампочки на каждом вольтметре есть выводы плюс и минус я вам чуть позже их покажу как нужно подключать вольтметр чтобы он правильно работал смотрите вот здесь на вольтметре написано плюс здесь минус здесь на источнике тока написано плюс и минус клемма вольтметра со значком плюс соединяется тем участкам цепи который присоединён к положительному полюсу источника тока клемма на которой написан знак минус соединяется по электрической цепи с тем полюсом источника тока на котором написан знак минус и последнее скажите пожалуйста а можно ли вольтметр подключать непосредственно к источнику тока да или нет амперметр ни в коем случае потому что амперметр он ведет себя как просто проводник амперметр своим присутствием не должен влиять на электрическую цепь вот например я могу здесь разорвать электрическую цепь и сюда включить амперметр и никто ничего не заметит если хороший амперметр тогда мы за но измерим и силу тока и напряжения на лампочки а вольтметр он измеряет напряжение между двумя точками электрической цепи вот между этой от и если я лампочку уберу что-то изменится ничего вольтметр устроен так что он практически не потребляет электрического тока ток через него не течет поэтому если у вас почти не течет если у вас хороший вольтметр то от того что вы его подключаете напряжение на выводах лампочки не меняется можете даже лампочку не подключать вы можете подключить вольтметр непосредственно к источнику тока и вы измерите на решение характеристику электрического поля между полюсами источника тока вот у меня есть несколько источников тока давайте мы сейчас с вами немножко поиграемся воспользуемся в нашем школьном вольтметром сейчас я соберу электрическую цепь которое сначала будет предназначено для измерения напряжения на электрической лампочки и так у нас есть вольтметр вот он пока в сторонку его подключим сначала электрическую лампочку вот источник тока вот электрическая лампочка подключаем без всяких переключателей что было проще электрическую лампочку прямо к источнику тока один полюс это у нас какой минус к одному выводу лампочки другой полюс в другому выводу лампочка светится все отлично а теперь мы хотим измерить напряжение на лампочки берем вольтметр смотрим где у него положительный где у него отрицательный полюс вот плюс вот минусы значит этот нужно подключить к отрицательному полюсу батарейки точнее с той стороны где отрицательный полюс вот включаем сюда а этот вывод включаем сюда вольтметр показывает напряжение около четырех вольт значит напряжение на лампочки около четырех вольт а теперь смотрите убираем лампочку она нас больше не интересует и попробуем измерить напряжение непосредственно на выводах батарейки смотрим больше четырех вольт почему так мы узнаем немного позже но во всяком случае мы видим что напряжение между выводами этой батареи 4,4 вольт а теперь возьмем какие-нибудь другие источники тока которые у нас есть я тут заготовил несколько разных например гальванические элементы вот один вот другой видите они имеют одинаковое внутреннее устройство но видите сильно различаются в размерах как вы думаете напряжение создаваемая каким источникам тока будет больше ребята если это источники у которых одинаково и внутреннее строение там протекает одна и та же химическая реакция там одни и те же вещества используются оказывается что они будут давать одно и то же напряжение например вот этот гальванический элемент сейчас я сделаю крупнее вот этот гальванический элемент создает напряжение это у нас минус минус к минусу привоз к плюсу создает напряжение порядка 1,35 четыре десятых а теперь возьмем такое же тут только маленький он устроен внутри точно так же ну просто более миниатюрный и вы видите что практически точно такое же напряжение значит напряжение создаваемая источником тока зависит от его устройство не важно как и он имеет размеры но большой источник тока больших размеров он способен просто большей электрический заряд через себя пропустить говорят он имеет большую электрическую емкость вот такой гальванический элемент это литиевый гальванический элемент вот тут можем увидеть значок + значит его мы подключаем к положительному полюсу а этот улицу и вы видите литиевый гальванический элемент создает напряжение чуть больше 3 вольт хотя это всего лишь гальванический элемент но там у нас другие химические процессы там происходит другая химическая реакция и поэтому напряжение на выводах этого источника тока будет другим пока перерыв нам еще предстоит сегодня встретиться отдыхать [музыка]

Тест Работа электрического тока 8 класс

Тест Работа электрического тока 8 класс с ответами. Тест включает 9 заданий.

1. Чему равна работа электрического тока на участке цепи?

1) U = IR
2) q = It
3) А = Uq
4) A = Fs

2. Как работа электрического тока на участке цепи выражается через силу тока в нем?

1) q = It
2) А = UIt
3) U = IR

3. Какие три прибора нужны для определения работы электрического тока?

1) Реостат, гальванометр, вольтметр
2) Вольтметр, аккумулятор, часы
3) Амперметр, аккумулятор, вольтметр
4) Вольтметр, амперметр, часы

4. В каких единицах выражают все величины для расчета работы электрического тока?

1) Вольтах, амперах, минутах
2) Вольтах, кулонах, часах
3) Амперах, омах, секундах
4) Вольтах, амперах, секундах

5. В каких единицах измеряют работу электрического тока? Чему она равна?

1) Джоулях; 1 Дж = 1 В·А·мин
2) Джоулях; 1 Дж = 1 В·Кл·с
3) Джоулях; 1 Дж = 1 В·А·с
4) Джоулях; 1 Дж = 1 В·А·ч

6. Сила тока в цепи 0,7 А, напряжение на одном из ее участков 50 В. Какую работу совершает электрический ток на этом участке за 10 мин?

1) 21 кДж
2) 350 Дж
3) 35 кДж
4) 2100 Дж

7. Работа, совершаемая в цепи электрическим током за 1 мин, равна 240 Дж. Какова сила тока в этой цепи, если напряжение на ее концах 80 В?

1) 0,005 А
2) ЗА
3) 0,05 А
4) 0,3 А

8. Сколько времени потребуется электрическому току, чтобы при напряжении 100 В и силе тока 0,2 А совершить в цепи работу 400 Дж?

1) 2 с
2) 20 с
3) 2 мин
4) 20 мин

9. Определите напряжение на участке цепи, в котором за 0,5 мин совершается работа, равная 60 Дж, при силе тока 0,1 А.

1) 120 В
2) 20 В
3) 12 В
4) 200 В

Ответы на тест Работа электрического тока 8 класс
1-3
2-2
3-4
4-4
5-3
6-1
7-3
8-2
9-2

| вопросы по электротехнике | Fiziku5

Вопросы. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Трансформаторы позволяют преобразовать переменный ток

Ответ Переменный одного напряжения в переменной ток другого напряжения при неизменной частоте

Ответ несимметричная нагрузка включена звездой

3) Электрические приборы, в которых ток образуется за счет движения электронов и «дырок», называется

Ответ Полупроводниковыми

4)Часть электропривода, осуществляющая преобразования электрической энергии в механическую

Ответ Электродвигатель

5) Основное применение диода- ВЫПРЯМЛЕНИЕ… переменного тока

6) Обрыв нейтрального провода четырёхпроходной системы является аварийным режимом, так как…на всех фазах приём энергии

Ответ Изменяется

7) Ток, изменяющийся по величине и направлению с течением времени называется…ПЕРЕМЕННЫМ

8) Машины, в которых скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля, называются синхронными

9) Электрическим током называется

Ответ Упорядоченное движение заряженных частиц

10) Прибор для измерения электрического напряжения

Ответ Вольтметр

11) Генератору мощностью 1000 кВт подключено установке с общей активностью мощностью 800 кВт. Коэффициент мощности генератора равен … (Номинальная (или реальная) мощность генератора рассчитывается она с учетом  коэффициента мощности cos . Cos —это отношение активной мощности к полной мощности: = P/ S. P = 800 кВт – активная мощность; S = 1000 кВт – полная мощность.

cos = P/ S = 800 / 1000 = 0,8)

Ответ cos = 0,8

12) Скорость вращения магнитного поля при частоте f=50 Гц для шестиполюсного двигателя равна … об/мин

13) Отношение мощности на входе трансформатора к мощности на выходе называется.

Ответ. КОЭФФИЦИЕНТОМ полезного действия.

14) Наибольшее влияние на индуктивность катушки оказывает

Ответ Число витков

15) Величина, служащая для количественной оценки электрического тока это

Ответ Сила тока

16) Активные вакуумные, газоразрядные и полупроводниковые элементы электрических цепей называются…приборами

Ответ Электронными

17) Материалы, обладающие большой магнитной проницаемостью называются… МАГНИТОМЯГКИМИ

Ответ: МАГНИТОМЯГКИМИ

18) Получение двух эксплуатационных напряжений возможны в ДВУХФАЗНЫХ… цепях переменного тока

Ответ: ДВУХФАЗНЫХ

19) Сопротивление лампы накаливания мощностью 100 Ватт и напряжение 220 В равна..Ом

 Ответ 484 (P = U 2 / R, отсюда R= U 2 / P = (220)2 / 100 = 48400 / 100 = 484 Ом)

20) Значение частоты переменного тока, если период составляет 0,02 сек равно 50… Гц

Ответ (f = 1/ T; f = 1/ 0.02 = 50 Гц)

21) Установите соответствие

1 Напряжение 3 Ом

2 Проводимость 4 Ампер
3 Сопротивление 2 Сименс

4 Сила тока 5 Ватт

5 Мощность 1 Вольт

22) Основной преобразователь энергии в магнитной цепи является явление ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ… индукции

Ответ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ

23) Установите соответствия типов трансформаторов

Масляные

Охлаждение

Броневые

Формамагнитопровода

Силовые

Назначения

24) Материалом для подложки микросхем служит

Ответ Алюминий

25) Трансформаторы, позволяющие плавно изменять напряжение на выходных зажимах

Ответ Автотрансформаторные

26) Сила тока лампы накаливания, если она включена в сеть напряжением 220В и имеет сопротивление 110 Ом равна…2 Ампера (I = U /R – закон Ома ; I — сила тока, Ампер; U – напряжение, Вольт; — сопротивление, Ом.)

27) Способы включения сглаживающих фильтров по отношению к нагрузке

Ответ Индуктивный — последовательный, емкостный – параллельно

28) Обрыв нейтрального провода четырехпроводной системы является аварийным режимом, так как..

Ответ На одних фазах приемника энергии напряжение увеличивается, на других уменьшается

29) Электронное устройство, предназначенное для увеличения амплитуды электронного сигнала

Ответ Усилитель

30) Коллекторные двигатели позволяют

Ответ Работать в цепях постоянного тока

31) Назначение коллектора машин постоянного тока это…

Ответ Выпрямление переменного тока

32) Полная потребляемая мощность нагрузки S=140кВт, а реактивная мощность Q=112кВт. Коэффициент мощности косинус φ в этой цепи равен

Ответ 0,6 ( φ = P/ S ; S = P2 – Q2 ; S2 = P2 – Q2

P2= S2 — Q2 = 1402 — 1122 = 19600 – 12544 = 7056 ; Получим P = 7056

P = 84; cos φ = P/ S = 84/ 140 = 0,6)

33) Соединение источников позволяющее увеличить напряжение

Ответ Последовательное

34) Установите соответствие между электронным устройством и его назначение

1 Инвертор 4 Преобразует переменное напряжение в постоянное

2 Триггер 1 Преобразует постоянный ток в переменной, требуемой частоты

3 Стабилизатор 2 Осуществляет логические операции вычислительных машин

4 Выпрямитель 3 Поддерживает постоянное напряжение

34) Коэффициент выражается в абсолютных … и относительных единицах

Ответ : абсолютных

35) В четырехпроводных электрических цепях источники и приемники соединяются по схеме…

Ответ ЗВЕЗДА

36) В трехфазной системе синусоидального тока ЭДС сдвинуты относительно друг друга на угол

Ответ 120 градусов

37) Счетчик электрической энергии измеряет

Ответ расход энергии за определённое время

38) Укажите свойства, не соответствующие последовательному соединению ветвей при постоянном токе

Ответ  Напряжение на всех электрических цепях одинаковое у полупроводников

39) В отличии от проводников удельное сопротивление полупроводников при нагревании

Ответ  уменьшается …

40) Соединение источников позволяющее увеличить напряжение, это ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ… соединение

41) Устройство, преобразующее электрическую энергию источника постоянного тока в энергию незатухающих колебаний это…ответ: колебательный контур

42) Коэффициент усиления выражается в децибелах …. и относительных единицах

Ответ: децибелах   (Коэффициенты усиления часто выражаются в логарифмических единицах – децибелах. Усилитель может состоять из одного или нескольких каскадов)

43) Значение частоты переменного тока, если период составляет 0.02 сек равно…50 Гц

(f = 1/T; f –частота, Гц – Герц; Т – период, с – секунда; f = 1/0,02 c = 50 Гц)

44) Если коэффициент трансформации К>1, то трансформатор называется…повышающим

45) Электрическая энергия передается по линиям электропередач с помощью высокого напряжения, потому что …

Ответ  Меньше потери при передаче энергии

46) Источником электрической энергии является

Ответ  Генератор

47) При соединении фаз потребителей «звездой» при U=380В фазное напряжение U=… 220 В

(при соединении звездой линейное напряжение в раз больше фазного напряжения. ; 380/1,73 = 220)

Ответ 220

48) Установите соответствие между способами возбуждения и схемами машин постоянного тока

Параллельное Независимое Последовательное Смешанное

49) Установите соответствие между типами трансформаторов и классификационными требованиями

Форма магнитопровода

Назначение

Охлаждение

50) Установите соответствие между элементами электрической цепи и их условно – графическим изображением

51) Укажите условно – графическое обозначение источника ЭДС на схемах замещения

Ответ 

52) Определите правильный ответ:

1.В каких единицах измеряется напряжение

Ответ Вольтах

2. Что измеряется в Омах?

Ответ Сопротивление

3. В каких единицах измеряется количество   электричества?

Ответ Кулонах

4.  Основная единица измерения силы тока?

Ответ Ампер

5. Что такое электрический ток?

Ответ направленное движение электронов.

6. В каких единицах измеряется мощность электрического тока?

Ответ Ваттах

7. Как называется прибор с помощью которого измеряют электрическое напряжение?

Ответ Вольтметр

8. С помощью какого прибора измеряют силу электрического тока?

Ответ Амперметра.

9. Каким прибором измеряют величину сопротивления?

Ответ Омметром

10. Из каких металлов состоит припой?

Ответ Свинец и олово

11.Под каким углом нужно заправлять жало электропаяльника?

 Ответ Примерно 45 градусов

12.Основную часть используемой людьми электрической энергии создают:

Ответ Тепловые электростанции

13)Натянутые на столбы телефонные провода гудят потом, что …

Ответ По ним  идёт переменный ток низкого напряжения

Вопрос 1.

Укажите

формулу, которая выражает главный закон электротехники – закон Ома.

(Тип: Одиночный выбор, Баллов: 1, Попыток: 1)

(+)

I = U : R

 

Вопрос 2.

Закончите предложение

Физический смысл электрической мощности заключается в том, что мощность это способность тока произвести работу за единицу времени

Вопрос 3.

Введите с клавиатуры число

(Тип: Заполнение пропусков, Баллов: 3, Попыток: 1)

 

Вычислите общее сопротивление цепи, изображенной на схеме, если

R1 = R2 = 10 Ом;

R3 = 20 Ом;

R4 = 30 Ом;

R5 = 10 Ом.

Общее сопротивление цепи = 7 (7.0/7,0/7.)Ом.

Вопрос 4.

Закончите предложение

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

При последовательном включении лампы накаливания и диода лампа горит вполнакала (лампа не горит/лампа горит в обычном режиме).

Вопрос 5.

Введите с клавиатуры число

(Тип: Заполнение пропусков, Баллов: 3, Попыток: 1)

Вычислить резонансную частоту контура, у которого

С = 0,01 мкФ,

L = 100 мкГн.

Резонансная частота контура = 159 (159,0/159.0/159.) КГц.

Вопрос 6.

Введите с клавиатуры число

Определите внутреннее сопротивление аккумулятора

(Тип: Заполнение пропусков, Баллов: 3, Попыток: 1)

При запуске двигателя от аккумулятора стартер потребляет ток 120 ампер. В это время напряжение на клеммах аккумулятора падает с 12,6 В до 10 В.

Внутреннее сопротивление аккумулятора = 0,02 (0.02/.02) Ом.

Вопрос 7.

Введите с клавиатуры число

Вычислить ток в первичной обмотке трансформатора

(Тип: Заполнение пропусков, Баллов: 3, Попыток: 1)

Напряжение первичной обмотки 220 В,

напряжение вторичной обмотки 22 В,

мощность в нагрузке трансформатора 2200 Вт.

Ток в первичной обмотке трансформатора = 10 (10,0/10.0/10.) А.

Вопрос 8.

Закончите предложение

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Трансформатор имеет стальной сердечник для того, чтобы усилить общий магнитный поток

Вопрос 9.

Закончите предложение

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Трансформатор имеет три вторичных обмотки: 5 В, 15 В и 36 В.

Чтобы получить 56 В, надо соединить обмотки последовательно

Вопрос 10.

Закончите предложение

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Ток в нейтральном проводе полностью симметричной 3-х фазной системы, соединенной «звездой», равен нулю

Вопрос 11.

Закончите предложение

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Если трансформатор подключить к постоянному напряжению, то сгорит первичная обмотка

Вопрос 12.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Для электроснабжения применяется не постоянный, а переменный ток, потому что напряжение переменного тока легче изменять

Вопрос 13. Укажите основное свойство диода

(Тип: Множественный выбор, Баллов: 1, Попыток: 1)

[+]

односторонняя проводимость

 

Вопрос 14.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Диоды применяются для преобразования переменного тока в постоянный

Вопрос 15.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Амперметр электромагнитной системы может измерять только постоянный ток

Вопрос 16.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Чтобы расширить пределы измерения постоянного тока магнитоэлектрическим амперметром, необходимо параллельно амперметру включить шунтирующее сопротивление

Вопрос 17.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Чтобы расширить пределы измерения постоянного напряжения магнитоэлектрическим вольтметром, необходимо последовательно с вольтметром включить добавочное сопротивление

Вопрос 18.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Чтобы расширить пределы измерения переменного тока амперметром электромагнитной системы, необходимо амперметр включить через измерительный трансформатор

Вопрос 19.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

В цепях переменного тока реактивные элементы – емкости и индуктивности уменьшают активную мощность

Вопрос 20.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

В трехфазной системе при соединении фаз «звездой» линейное напряжение Uл больше фазного Uф в 1,73 раза

Вопрос 21.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

В трехфазной системе при соединении фаз «звездой» нейтральный провод не прокладывается, когда нагрузка заведомо симметрична

Вопрос 22.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Домашние сетевые розетки подключаются между фазным и нейтральным проводами

Вопрос 23.

Укажите формулу для определения величины активной мощности переменного тока

(Тип: Одиночный выбор, Баллов: 1, Попыток: 1)

(+)

 

Вопрос 24.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Пусковой ток асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в 5…7 раз больше рабочего тока

Вопрос 25.

Выберите один правильный ответ в раскрывающемся списке

(Тип: Вложенные ответы, Баллов: 1, Попыток: 1)

Для защиты электрических систем от коротких замыканий и длительных перегрузок по току необходимо использовать и плавкие предохранители и тепловые реле

Электроизмерительные приборы

Постоянный ток № 2

Задание

Правильный ответ

Задание

Правильный ответ

1.  Установите соответствие

1.Б., 2.В., 3.Г.,4.А

Сколько законов Ома существует?

Два

2.  Определите прибор

Вольтметр

Определите тип электрической цепи

Разветвлённая

3.  Отклонение внешних условий от нормальных

Вызывает дополнительные погрешности

Сколько правил Кихгофа существует?

Два

4.  Допускаемая Основная погрешность электроизмерительного прибора определяет его

Класс точности

I=U/R — это формула

4.   

Закона Ома для участка цепи

Рассчитать

5. 

1,11 процента

Рассчитать

5. 

22 Ом

Установите соответствие

6. 

1.Б., 2.В., 3.Г.,4.А

Установите соответствие

6.   

1.Б., 2.В., 3.Г.,4.А

Рассчитать

7. 

0,1 А

Рассчитать

7. 

600,2 В

Установите соответствие

8. 

1.Г., 2.А., 3.В.,4.Б

Установите соответствие

8.   

1.Б.,2.А., 3.Г., 4.В.

Измерение, при котором искомое значение измеряемой величины определяют непосредственно из опытных данных называют

9.   

Прямым

Три условия протекания электрического тока в цепи, это наличие

9.   

Замкнутой цепи, разности потенциалов, свободных носителей заряда

Название части прибора

10.   

Винт

Определите тип магнитной цепи

10. 

Неразветвлённая

Электропривод

Магнитные цепи, микропроцессоры, электронные генераторы

Задание

Правильный ответ

Задание

Правильный ответ

1.  Электропривод бывает

Групповой, индивидуальный и многодвигательный

1. На

Рис. Б

2.  Определите

Электродвигатель

2. Буквой «Н» в магнитных цепях обозначается

Напряжённость магнитного поля

3.  Формула

Мощность на валу редуктора

3. Намагничивающую силу находят по закону

Полного тока

4.  Вместо

Температуры

4. На каком из рисунков представлена схема автогенератора LC — типа

Рис. Б

5.  Продолжительность включения измеряется в

Процентах

5. Мультивибраторами называют релаксационные генераторы

Периодически повторяющихся импульсов почти прямоугольной формы

6.  Реверсивный электропривод имеет вращение вала

В обе стороны

6. Вместо знака вопроса вставьте пропущенное слово

Процессор

7.  Пуск асинхронного короткозамкнутого двигателя возможен с помощью

Статорных сопротивлений

7. Интегральная характеристика, зависящая от частоты процессора, его разрядности, особенности архитектуры

Производительность

8.  От коротких замыканий силовая цепь защищается

Предохранителями

8. БИС представляет собой плоскую

Полупроводниковую пластину

9.  Тепловыми реле цепь защищена от

Перегрузки

9. Такт-это

Последовательных импульсов генератором тактовой частоты

10.  Формула

Амплитуда напряжения сети

10. Расшифруйте абривиатуру «ГЛИН»

Генератор линейно изменяющихся напряжений

Постоянный ток

Элементная база электронных устройств

Задание

Правильный ответ

Задание

Правильный ответ

Электрический ток это:

1.   

Направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля

Дырке проводимости приписывают положительный заряд

1.   

Равный по величине заряду электрона

Выберите формулу закона Ома для участка цепи

2.   

I= U/R

Определите структуру p – n – перехода при отрицательном смещении

2.   

Рисунок «в»

На схеме представлено:

3. 

Последовательное соединение сопротивлений

Определите

3. 

Эмиттер

Участки цепи, соединяющих два соседних узла называются

4.   

Ветвями цепи

При встречном движении дырок и электронов

4.   

Происходит их частичная рекомбинация

На схеме представлена:

5. 

Замкнутая электрическая цепь

На рисунке представлена

5. 

Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода

Алгебраическая сумма сил токов в узле электрической цепи

6.   

Равна нулю

На рисунке представлена

6. 

Структура тиристора

Общее сопротивление цепи равно:

7. 

1,2 Ом

Количество элементов и компонентов, содержащихся в 1 м3 объёма интегральной микросхемы, называют

7.   

Плотностью упаковки

8. Определите правильное соответствие

1.Г, 2.В, 3.А,4.Б

По своему функциональному назначению (интегральные микросхемы) делятся на

8.   

Цифровые и аналоговые

9.

Сила тока равна

9 А

Обозначение ИМС включает в себя

9.   

Четыре элемента

10.

А= U I t — это

Работа электрического тока

На рисунке представлена

10. 

Схема включения цифрового индикатора

Переменный ток №1

Переменный ток №2 (Тема 1.2)

Задание

Правильный ответ

Задание

Правильный ответ

Верно ли утверждение, что амплитуда это максимальное значение переменной э. д.с. (или напряжения или тока), которое достигается за один период

1.   

да

Ток, который периодически изменяется по величине и направлению называется

1.   

переменным током

Определите правильное соответствие

2. 

1.В., 2.А., 3.Г., 4.Б.

2. 

Схема получения переменной ЭДС

Верно ли утверждение, что

3. 

да

на рисунке представлена

3. 

схема получения переменной э. д.с. в проводнике

Вычислить

4. 

3140 Ом

Электродвижущая сила, изменяющаяся по синусоиде называется

4.   

синусоидальной

Вычислить

5. 

1592 Ом

Определить частоту тока если длительность одного периода переменного тока равна 1/ 500 секунд

5.   

500 Гц

Вычислить

6. 

25 Ом

Верно ли утверждение, что чем больше период переменного тока, тем меньше его частота

6.   

да

В данной схеме происходит

7. 

резонанс напряжений

Рассчитать период переменного тока, если частота равна 2000Гц

7.   

0,0005 сек.

Представлена схема устройства

8. 

трёхфазного простейшего трёхфазного генератора

На рисунке представлена

8. 

цепь переменного тока с активным сопротивление

Схема соединения обмоток генератора

9. 

звездой

Символом обозначают

9.   

индуктивное сопротивление

По данной формуле рассчитывают линейный ток

10.   

при соединении обмоток генератора треугольником

Полное сопротивление цепи обозначается

10.   

Z

Переменный ток № 3

Трансформаторы

Задание

Правильный ответ

Задание

Правильный ответ

Верно ли утверждение, что переменным током называют периодический ток, все значения которого повторяются через одинаковые промежутки времени, называемые периодом

1.   

да

Трасформатором называется статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования одного переменного напряжения в другое напряжение ….

1.   

Той же частоты

Значение переменной величины в какой –нибудь момент времени называется

2.   

Мгновенным значением

На рисунке представлена

2. 

Энергетическая диаграмма трансформатора

На рисунке представлен

3.   

График переменного тока

Минимальное количество обмоток, которое имеет трансформатор

3.   

Две

Электрические

4.   

Сдвигом фаз

По какой из формул

4. 

4

Что обозначает величина П/2 на графике

5. 

Ток I 2 опережает ток i1 на эту величину

На рисунке представлен

5. 

Однофазный трансформатор

Вычислить

6.   

25 Ом

Мощность вторичной обмотки трансформатора, обозначенная на щитке трансформатора и выраженная в вольт — амперах или киловатт — амперах называется

6.   

Номинальной мощностью

Отношение

называется

7.   

Коэффициентом мощности

Рассчитать

7. 

111000000 В

Установите соответствие

8. 

1.В, 2.Г.,3.А.,4.Б.

Установите соответствие

8. 

1.В.,2.А., 3.Г., 4.Б.

Вольтметр V измеряет

ет

9.   

Фазное напряжение

Установите соответствие

9. 

1.Б.,2.В., 3.А., 4.Г.

10.

Вычислить линейный ток I Л, если фазный ток I Ф равен 5 А

8, 66 А

Части сердечника, на которых располагаются обмотки, называются стержнями, а части, замыкающие их называются

10.   

Ярмом

Тест по Электротехнике Задание #1


Тест по Электротехнике

Задание #1

Вопрос:

В каких единицах измеряется напряжение электродвигателей?

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) A.Амперах


2) B.Кулонах
3) C.Вольтах
4) D.Герцах
5) E.Ньютонах

Задание #2

Вопрос:

В каких единицах измеряется напряжение электродвигателей?

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) A.Амперах


2) B.Кулонах
3) C.Вольтах
4) D.Герцах
5) E.Ньютонах

Задание #3

Вопрос:

Что такое электрический ток вырабатываемый генераторами?

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) А.Поток воды в реке


2) В.Поток ветра воздухе
3) С.Направленное движение электронов
4) D.Сила притяжения
5) Е.Деление атомов на электроны, протоны и нейтроны

Задание #4

Вопрос:

Что такое электрический ток вырабатываемый генераторами?

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) А.Поток воды в реке


2) В.Поток ветра воздухе
3) С.Направленное движение электронов
4) D.Сила притяжения
5) Е.Деление атомов на электроны, протоны и нейтроны

Задание #5

Вопрос:

С помощью какого прибора измеряют силу электрического тока электродвигателей?

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) А. Амперметр


2) В. Вольтметр
3) С. Ваттметр
4) D. Фазометр
5) Е. Кенетрон

Задание #6

Вопрос:

С помощью какого прибора измеряют силу электрического тока электродвигателей?

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) А. Амперметр


2) В. Вольтметр
3) С. Ваттметр
4) D. Фазометр
5) Е. Кенетрон

Задание #7

Вопрос:

Коллекторные двигатели позволяют:


Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) А.Уменьшить габариты двигателя


2) В.Уменьшить потери электрической энергии
3) С.Плавно менять скорость вращения ротора
4) D.Увеличить частоту вращения
5) Е.Уменьшить частоту вращения

Задание #8

Вопрос:

Коллекторные двигатели позволяют:


Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) А.Уменьшить габариты двигателя


2) В.Уменьшить потери электрической энергии
3) С.Плавно менять скорость вращения ротора
4) D.Увеличить частоту вращения
5) Е.Уменьшить частоту вращения

Задание #9

Вопрос:

Коллекторные двигатели используются:

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) А.В электроприводе станков


2) В. В стартерах автомобилей

3) С. В холодильниках


4) D. В устройствах электрического транспорта
5) E.На ветровых генераторах

Задание #10

Вопрос:

Коллекторные двигатели используются:

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) А.В электроприводе станков


2) В. В стартерах автомобилей

3) С. В холодильниках


4) D. В устройствах электрического транспорта
5) E.На ветровых генераторах

Задание #11

Вопрос:

Для преобразования переменного тока в постоянный ток используются-

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) А.Двигатели


2) В.Генераторы
3) C.Выпрямители
4) D.Нагревательные приборы
5) E.Осветительные приборы

Задание #12

Вопрос:

Для преобразования переменного тока в постоянный ток используются-


Достарыңызбен бөлісу:

Что такое электрический ток? | Хиоки

Что такое электрический ток? Разница между напряжением и током, разные типы тока и методы измерения тока

Обзор

Мы ежедневно используем мощность электричества, не задумываясь об этом. Вы можете обнаружить, что в электричестве есть немало того, чего вы не знали. Вам также может быть стыдно задавать вопросы о том, что, по вашему мнению, вы уже должны понимать. Не бойся! На этой странице представлены базовые знания об электрическом токе, а также простое введение в такие темы, как разница между током и напряжением, различные типы тока и методы измерения тока.

Прочитав его, вы должны иметь базовые представления об электрическом токе.

Что такое электрический ток?

Электрический ток относится к потоку электричества в электронной схеме и к количеству электричества, протекающему по цепи. Измеряется в амперах (А). Чем больше значение в амперах, тем больше электричества протекает в цепи.

Электричество легко визуализировать, если представить его как поток воды в реке. Частицы, называемые электронами, собираются вместе, и количество электронов, текущих каждую секунду, и есть ток.

Разница между напряжением и током

Напряжение — это еще один термин, который используется в отношении электронных схем примерно так же часто, как и ток. Напряжение измеряется в вольтах (В). Как и ток, напряжение также связано с потоком электронов в цепи. Ток относится к потоку электронов, а напряжение относится к величине силы, толкающей текущие электроны.

Чем выше напряжение, тем больше ток; более низкое напряжение означает более слабый ток.

Сопротивление — еще одно свойство, увеличивающее ток.Думайте о сопротивлении как о ширине, через которую проходят электроны. Чем больше сопротивление, тем меньше ширина, через которую должны проходить электроны, и, следовательно, тем меньше ток. Напротив, более низкое сопротивление увеличивает ширину, через которую могут проходить электроны, позволяя одновременно протекать большему току.

Если вы хотите, чтобы при данном значении сопротивления протекал больше тока, вы можете добиться этого, увеличив напряжение. Мощность обычно рассчитывается путем умножения силы тока (А) на напряжение (В), что дает результат, который выражается в ваттах (Вт).Таким образом, ток и напряжение совершенно разные, но оба являются важными элементами в мире электричества.

Постоянный ток и переменный ток

Термины «ток» и «напряжение» охватывают различные типы явлений, и можно сделать одно важное различие между постоянным и переменным током. Постоянный ток (DC) относится к току и напряжению, направление которых не меняется.

Типичным примером является электричество, вырабатываемое сухими элементами и литий-ионными батареями, используемыми в автомобилях.При постоянном токе напряжение всегда положительное (или всегда отрицательное), а ток всегда течет в одном и том же направлении. В результате устройство может не работать, если его батарея установлена ​​с перевернутыми полюсами.

Напротив, переменный ток (AC) относится к току и напряжению, направление и величина которых регулярно меняются с течением времени. Формы сигналов переменного тока различаются по форме, включая синусоидальные, прямоугольные, пилообразные и треугольные.

Электроэнергия переменного тока используется электросетью, например, в бытовых розетках. Однако большинство стандартных электронных устройств преобразуют его в постоянный ток с помощью своей внутренней схемы. Почему же тогда в электросети используется переменный ток?

Причина связана с трансмиссией. Сопротивление в линиях электропередач вызывает потери при передаче тока, но эти потери можно уменьшить, увеличив напряжение. Однако создать высоковольтный постоянный ток сложно, поэтому электричество передается как переменный ток, а затем трансформаторы понижают его до более низкого напряжения, прежде чем подавать на электрические устройства через электросеть.Затем эти устройства в большинстве случаев преобразуют переменный ток в постоянный с помощью своей внутренней схемы, чтобы его можно было использовать.

Методы измерения электрического тока

Для измерения электрического тока вам понадобится такой инструмент, как цифровой мультиметр. Функциональность зависит от продукта, но цифровые мультиметры могут выполнять различные измерения, в том числе не только ток, но также напряжение и сопротивление.

При измерении электрического тока цифровым мультиметром перед выполнением измерений необходимо настроить прибор на текущую функцию.Прибор будет иметь несколько единиц отображения, например мкА, мА и А, поэтому вам нужно будет выбрать диапазон измерения, который лучше всего соответствует измеряемому току.

При измерении тока подключите отрицательную клемму к розетке COM, а положительную клемму к розетке A на приборе, чтобы мультиметр был включен последовательно со схемой.

Будьте осторожны, чтобы не подавать напряжение, пока выбрана функция тока.Это может привести к повреждению прибора из-за протекания через него сверхтока. Фактически, в приборах используются предохранители для защиты своих цепей, но следует проявлять осторожность, поскольку перегрузка по току может повредить прибор. Некоторые цифровые мультиметры не имеют токовой входной клеммы, чтобы избежать этой опасности.

Использование цифрового мультиметра для измерения тока

Под током понимается поток электричества в электронной схеме, причем большие цифры указывают на большее количество электричества.Хотя ток отличается от напряжения, оба понятия важны, и необходимо понимать каждое из них.

Ток можно измерить с помощью цифрового мультиметра. Почему бы не попробовать измерить ток на основе информации, представленной на этой странице?

Как использовать

Сопутствующие товары

Узнать больше

Электрические измерения

Введение

В этом разделе будут обсуждаться электрические измерения. Это будет сделано с помощью простых экспериментов, которые вводят источник питания постоянного тока, мультиметр и упрощенный способ представления электрических цепей с помощью принципиальной схемы.

Масса и электрический заряд, массовый расход и электрический ток

Материя обладает рядом свойств, включая массу и электрический заряд. Масса, M (в килограммах, кг), является положительной величиной. Электрический заряд Q (измеряется в кулонах, Кл), с другой стороны, может быть как положительным, так и отрицательным. Чистый электрический заряд представляет собой сумму заряда положительно заряженных ионных ядер и отрицательно заряженных электронов. При обычных обстоятельствах положительный и отрицательный электрические заряды материи взаимно нейтрализуются, оставляя ее нейтральной.Увеличение чистого электрического заряда может происходить либо за счет увеличения количества положительного заряда, либо за счет уменьшения количества отрицательного заряда. Для обычных металлов ядра положительных ионов неподвижны, а электроны составляют «электрическую жидкость». При постоянном массовом расходе масса жидкости, протекающей по трубе, равна скорости массового расхода (или массового тока), умноженной на время. Точно так же для постоянных расходов заряда заряд Q , который течет через провод, равен скорости потока заряда (или электрического тока I , измеряемого в амперах, А), умноженному на время, t .

Резервуары и конденсаторы, давление и напряжение, насосы и источники питания

Воду часто хранят в резервуаре или водонапорной башне. Мы можем думать о резервуаре как о резервуаре с водой, находящейся под давлением. Когда два резервуара с разным давлением соединены трубой, разница давлений заставляет воду течь по трубе от резервуара с более высоким давлением к резервуару с более низким давлением. Точно так же электрический заряд может храниться в электрических резервуарах, называемых конденсаторами , , которые представляют собой металлические пластины, которые можно рассматривать как находящиеся под электрическим давлением, называемым напряжением.Когда две металлические пластины с разным напряжением соединяются проводом, разница напряжений заставляет электрический ток течь через провод от пластины с более высоким напряжением к пластине с более низким напряжением. Высокое давление воды может быть получено с помощью водяного насоса, прикрепленного к резервуару, который быстро заменяет любую используемую воду, так что давление воды не снижается. Электрический эквивалент водяного насоса может быть одним гальваническим элементом (обычным элементом D на 1,5 В), батареей гальванических элементов (автомобильный аккумулятор 12 В), источником питания и т. Д.

Трубы и провода, сопротивления, цепи

Вода легко течет внутри трубы, медленно течет через почву и совсем не течет через стенки трубы (если только давление в трубе не является достаточно высоким, чтобы вызвать разрыв трубы). Точно так же электрический заряд легко течет по металлическим проводам, медленно течет по смоченной бумаге (это свойство используется в электрофорезе, который используется для снятия отпечатков пальцев ДНК) и совсем не вытекает из материала, покрывающего провод, или от провода. в воздух (если напряжение на проводе не настолько велико, что вызывает электрический пробой).Оболочка имеет электрическое сопротивление на больше, чем провод. Когда мы подсоединяем шланг от резервуара высокого давления к резервуару низкого давления, сначала вода может течь легко. Однако в конце концов давления выравниваются, и поток не может возникнуть. Если нам нужен непрерывный поток через трубу, и у нас нет бесконечного количества воды в наших резервуарах, мы устанавливаем насос в трубу и рециркулируем воду, включая возвратную трубу, таким образом образуя замкнутый контур. То же самое мы делаем с электричеством, когда используем источник питания для подачи электрического тока через замкнутую электрическую цепь.

Прежде чем мы начнем, нам нужно рассмотреть несколько новых концепций, которые вам понадобятся для выполнения этой лабораторной работы.

Ток, напряжение и сопротивление

Хотя вы только начинаете изучать статические электрические заряды, когда эти же заряды движутся по цепи, они производят электрический ток, который является скоростью потока заряда. Единица измерения тока в системе СИ — ампер (А) = 1 кулон / сек.По соглашению направление тока — это направление потока положительного заряда, хотя в металлических проводниках ток возникает из-за потока отрицательного заряда (электронов) в противоположном направлении. Из-за сохранения заряда ток одинаков во всех точках однопетлевой цепи. В точке ветвления в цепи, где проводящий путь разделяется на два или более, общий ток в точке ветвления равен полному току из этой точки. Чтобы произвести эти движущиеся заряды, мы будем использовать либо аккумулятор, либо источник питания, который использует химическую или электрическую энергию, соответственно, для проталкивания этих зарядов по цепи.Обычно ток течет от положительной клеммы батареи или источника питания к отрицательной клемме. Для поддержания тока в цепи должен быть полный проводящий путь. Напряжение — это мера разности электрических потенциалов между двумя точками в цепи, а разность потенциалов между двумя точками в цепи вызывает протекание этих электрических токов. Единицей измерения потенциала в системе СИ является вольт (В). Поскольку электрическая сила является консервативной, сумма напряжений увеличивается и уменьшается вокруг любого замкнутого контура, она равна нулю.Сопротивление — это свойство элемента схемы (проводника) препятствовать прохождению тока. Сопротивление определяется где В, — напряжение на элементе схемы, а I — ток, протекающий через него. Если R постоянно, то же самое для всех V , то элемент схемы подчиняется закону Ома. Единицей измерения сопротивления в системе СИ является ом (Ом). Сопротивление резистивного элемента цепи изменяется в зависимости от температуры. Серия

и параллельные схемы

Два резистора R 1 и R 2 соединены последовательно, если весь ток, который проходит через R 1 , также проходит через R 2 .Следовательно, для двух последовательно соединенных резисторов ток с I 1 по R 1 такой же, как и ток с I 2 по R 2 , и этот ток такой же, как ток ток, I , который входит в последовательную сеть:

I = I 1 = I 2 .

Общее напряжение В в последовательной сети представляет собой сумму напряжений В, 1, и В, 2 на каждом резисторе.То есть

V = V 1 + V 2 .

Эквивалентное сопротивление R с из R 1 и R 2 последовательно определяется по формуле Два резистора R 1 и R 2 соединены параллельно, если напряжения В 1 и В 2 на каждом одинаковы и равны напряжению, В , через параллельную сеть.То есть

V = V 1 = V 2 .

Токи I 1 и I 2 через каждый из резисторов складываются, чтобы получить общий ток I , текущий в сеть и из нее:

I = I 1 + I 2 .

Эквивалентное сопротивление R p из R 1 и R 2 параллельно определяется выражением Это также можно записать как

Амперметр и вольтметры

Амперметры используются для измерения тока.Амперметр подключается последовательно к цепи, так что весь измеряемый ток течет через амперметр. Следовательно, амперметры должны иметь очень маленькое сопротивление, чтобы не изменять ток в цепи. Вольтметры используются для измерения напряжений. Вольтметр подключается параллельно в двух точках, между которыми должна быть измерена разность потенциалов. Следовательно, вольтметр должен иметь большое сопротивление, чтобы через него проходил очень небольшой ток.

Теперь мы проведем несколько экспериментов по измерению напряжений и токов в последовательных и параллельных цепях и наблюдению за линейными и нелинейными устройствами.

Аппарат

  • Источник питания постоянного тока 0-40 вольт
  • Трансформатор переменного тока на 6 вольт
  • Батарея (размер D)
  • Лампочка на 12 вольт и розетка
  • Резисторы 150 и 700 Ом
  • Голая нихромовая проволока (серебристого цвета) и изолированная медная проволока на блоке
  • Цифровой мультиметр

Процедура

Распечатайте лист для этой лабораторной работы.Этот лист понадобится вам для записи ваших данных.

Измерение напряжения

1

Блок питания является источником разницы напряжений. Найдите источник питания постоянного тока на лабораторном столе. Нажмите кнопку POWER On / Off в положение ON . Затем нажмите кнопку RANGE в положение IN (0,85 A) (это устанавливает источник питания в диапазон 0-35 В / 0-0,85 A). Поверните ручки регулировки напряжения и тока ADJUST против часовой стрелки до упора.Затем установите максимальный выходной ток для этого эксперимента, нажав кнопку CC Set и, удерживая ее, вращайте текущую ручку ADJUST по часовой стрелке, пока на дисплее AMPS не появится 0,20. Отпустите кнопку CC Set . Не перемещайте ручку текущей настройки ( CC Set ) после этой регулировки (если в лаборатории не даны инструкции). Теперь поверните ручку регулировки напряжения ADJUST по часовой стрелке до тех пор, пока на дисплее вольт не отобразится 5,0 вольт. Ключ для рисунка 2:
  • 1

    Светодиодный дисплей напряжения и тока
  • 2

    Регулировка напряжения
  • 3

    Текущая корректировка
  • 4

    Кнопка включения / выключения
  • 5

    Кнопка диапазона выходного тока: можно выбрать предел выходного тока от 0,85 до 1,5 А.
  • 6

    Кнопка постоянного тока: позволяет переключаться с выхода постоянного напряжения на выход постоянного тока.
  • 7

    Положительный выходной разъем
  • 8

    Выходной отрицательный разъем
  • 9

    Общий / заземляющий разъем

2

Мультиметр — это измерительное устройство, которое используется для измерения разности напряжений, электрических токов и электрических сопротивлений.Он также может измерять другие электрические свойства. См. Рис. 3. Вверху измерителя находится ЖК-дисплей (жидкокристаллический дисплей), посередине — переключатель функций / диапазона (или шкала), а внизу — четыре входных разъема.

Внимание:
Измеритель особенно чувствителен (и склонен к перегоранию предохранителя) при использовании входного гнезда 200 мА (см. 4 в ключе на Рисунке 3).

Чтобы измерить заданное количество, шкала должна быть в соответствующем положении, и должны использоваться соответствующие два входных разъема.Таким образом, при повороте шкалы для перехода от одного типа измерения к другому (например, от разности напряжений к электрическому току) может потребоваться также изменить входные разъемы. При перегрузке предохранитель может перегореть. Ключ для рисунка 3:
  • 1

    Переключатель функции / диапазона: выбирает желаемую функцию и диапазон.
  • 2

    Входной разъем COM: входной разъем заземления.
  • 3

    Входное гнездо V-Ω: входной разъем для напряжения, сопротивления, проверки диодов, целостности цепи, частоты и логики.
  • 4

    Входной разъем 200 мА: Входной разъем для токов до 200 мА, L x (индуктивность), C x (емкость).
  • 5

    Входной разъем 20 А: входной разъем для токов до 20 А.
  • 6

    Кнопка ВКЛ / ВЫКЛ: включает и выключает питание измерителя.
  • 7

    Кнопка HI / LO: выбирает высокий или низкий уровень запуска для измерения частоты.
  • 8

    Кнопка MAX: выбирает функцию удержания максимального показания.
  • 9

    Кнопка DC / AC: выбирает напряжение постоянного или переменного тока.
  • 10

    3-1 / 2-разрядный ЖК-дисплей с сигнализаторами

Осторожно:
Для защиты счетчик гудит при перегрузке; если гудит, отсоедините провода счетчика!

Чтобы защитить измеритель от перегрузки при измерении неизвестного напряжения или тока, сначала необходимо установить измеритель на максимальную шкалу для этой функции.Если показания недостаточно велики, чтобы дать по крайней мере три значащих цифры, шкалу следует переключить (если возможно) на такую, которая позволяет проводить точное измерение.

3

Чтобы включить мультиметр, нажимайте верхнюю левую кнопку на измерителе, пока на его циферблате не появится дисплей. Чтобы настроить мультиметр для измерения разницы напряжений постоянного тока, ΔV, сокращенно V на измерителе, переключите верхнюю правую кнопку на DC. Убедитесь, что на дисплее глюкометра отображается постоянный ток. Установите переключатель функций / диапазона в положение диапазона напряжения (В), а шкалу установите на 20 .Теперь измеритель настроен на считывание напряжений до 20 вольт постоянного тока. Подключите провода типа «банан-банан» к общему разъему (COM) и к разъему напряжения (V).

4

Подключите выводы мультиметра к клеммам + и — источника питания, как показано. См. Рисунок 4. Запишите показания напряжения на мультиметре (включая знак) и показания на измерителе источника питания.

5

Поменяйте местами положительный и отрицательный выводы на мультиметре и снова наблюдайте за показаниями напряжения на мультиметре (включая знак).Запишите различия.

6

Переключить провода на клеммах блока питания и записать показания напряжения на мультиметре (включая знак). Объясните значение изменения знака постоянного напряжения при замене проводов. Показания счетчика блока питания и мультиметра могут не совпадать. (Ваши часы и часы вашего партнера показывают одинаковое время? Вероятно, нет.) Ожидается, что мультиметр будет более точным.

7

Прикоснитесь к выводам мультиметра к концам батареи (ячейка D) и запишите напряжение.Переключите провода и запишите напряжение. Объясните значение изменения знака постоянного напряжения при замене проводов.

8

Включите мультиметр для измерения переменного напряжения. Возьмите трансформатор (который изменяет напряжение на стене с почти 120 вольт до более безопасного значения), подключите его и запишите напряжение переменного тока от трансформатора. Переключите провода измерителя и снова запишите напряжение переменного тока на мультиметре. Есть ли знак, связанный с переменным напряжением?

Отключите трансформатор.Отключите мультиметр от трансформатора.

Резисторы (линейное (омическое) устройство)

1

Уменьшите напряжение источника питания (по часовой стрелке до нуля вольт). Подключите источник питания к резистору 700 Ом на печатной плате. (Не перенастраивайте и не изменяйте текущую настройку.)

2

Установите источник питания на 1 вольт и запишите ток через резистор (подключив мультиметр последовательно в цепь для измерения тока).Повторите то же самое с источником питания, установленным на 2, 3, 4 и 5 вольт.

3

Используя Excel, нанесите ваши текущие точки данных по вертикали и разность напряжений по горизонтали на страницу рабочего листа Excel. Используйте Excel, чтобы найти наклон и интервал y для наилучшего соответствия вашим данным.

4

Если вы получите ожидаемые результаты, данные будут почти лежать на прямой линии, проходящей через начало координат:

I = ΔV / R.

Обратная величина наклона называется электрическим сопротивлением R .Сопротивление — это количественная мера нагрузки, так что при заданной разнице напряжений — чем больше сопротивление, тем меньше ток. Из обратного наклона ваших данных оцените R для вашего резистора 700 Ом.

5

Можете ли вы сделать вывод из ваших данных, что резистор является линейным устройством? Объяснять.

Лампочки (нелинейное устройство)

1

Посмотрите на внешние металлические соединения лампочки. Есть два соединения: участок резьбового участка и наконечник.Они внутренне связаны с нитью накала, что вы можете видеть. (Номинальные параметры лампочки обычно указываются где-то на самой лампочке. Если вы можете их найти, запишите их.) Нарисуйте схему лампы и нарисуйте схему (используя символ батареи), которую можно использовать для зажигания лампочка. Что нужно, чтобы зажечь лампочку?

Контрольно-пропускной пункт:
Пусть ваш технический специалист проверит вашу диаграмму.

2

Прежде чем продолжить, убедитесь, что источник питания все еще настроен на выходное напряжение 5 В.

Осторожно:
Это важно для предотвращения перегорания нити накала лампы.

3

Присоедините бананово-банановые провода к каждому разъему основания розетки. Возьмите другой конец одного из банановых выводов и подсоедините его к положительной клемме источника питания. (Оставьте другой вывод в покое.) Запишите, загорается ли лампочка. Запишите напряжение (и ток, если отображается) со счетчика источника питания.

4

Возьмите другой конец второго бананового штекера и также подсоедините его к положительной клемме источника питания . Запишите, горит ли лампочка. Запишите напряжение и ток, если таковые имеются, со счетчика источника питания.

5

Подключите лампочку к источнику питания. Запишите, загорается ли лампочка. Запишите напряжение и ток, отображаемые на измерителе источника питания. (Изменилось ли это теперь, когда лампочка загорелась? Если она не загорелась, обратитесь за помощью к инструктору лаборатории.) Если лампочка горит, мы говорим, что цепь замкнута.

6

Снимите провода банановой вилки с основания розетки и поменяйте их местами. Запишите напряжение и ток. Что случилось с лампочкой? Напряжение и ток отличаются от указанных в части 5?

7

Теперь проведем более количественное исследование свойств лампочки. УСТАНОВИТЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ НА НУЛЬ, но не выключайте питание. Не изменяйте текущую настройку ( CC Set ).Мы будем использовать мультиметр для измерения постоянного тока через лампочку в зависимости от приложенного напряжения. Для этого мы должны подключить мультиметр к лампочке, чтобы одинаковый ток проходил через оба. Это ваше первое измерение тока: поскольку при текущих настройках легко перегореть предохранитель, внимательно следуйте инструкциям.

8

Подключите схему, как показано на схеме на рисунке 5. Убедитесь, что подробная схема соответствует менее подробной.Установите мультиметр на шкалу постоянного тока с максимальным показанием. Это будет диапазон 20 А. Не забудьте подключить выводы к соответствующим розеткам.

Контрольная точка:
Не повышайте напряжение на блоке питания, пока ТА не проверит вашу цепь.

9

После того, как ваш ТА даст добро, переключите напряжение питания на 2 вольта. Запишите, горит ли лампочка.(Если это не так, обратитесь за помощью к своему инструктору по лаборатории.) Запишите показания напряжения на измерителе источника питания и текущее показание на мультиметре.

10

Включая вышеуказанные измерения для 2 вольт, измерьте ток и укажите относительную яркость для 2, 4, 6, 8, 10 и 12 В.

Осторожно:
Не превышайте 12 вольт.

11

В табличной форме на новом листе в Excel запишите показания напряжения на измерителе источника питания, текущие показания на мультиметре и то, что происходит с силой света лампочки для значений, указанных выше.

12

Используя рабочий лист Excel из шага 3 раздела «Резистор», постройте текущие точки данных по вертикали, а разность напряжений по горизонтали. Этот выбор осей сделан потому, что разность напряжений является независимой переменной; это вызывает ток. Не забываем промаркировать оси. Если вы получите ожидаемые результаты, данные не будут лежать на прямой линии: реакция (ток), вызванная разностью напряжений, не будет линейной. Это связано с тем, что в лампочке нагревается вольфрамовая нить.Найдите ссылку (учебник, веб-сайт и т. Д.) О вольфрамовой нити и ознакомьтесь с объяснением ее свойств.

13

Измерьте ток при ненулевом напряжении по вашему выбору, которое настолько низкое, что лампочка не загорается. Сила тока не должна быть нулевой. То, что лампочка не горит, не означает, что что-то не происходит; сила лампы накаливания не является точным способом изучения электричества. Этот ток можно считать с помощью измерителя источника питания.

Сопротивление различных материалов

1

Выключите источник питания и отсоедините все провода от оборудования и компонентов.

2

Теперь мы используем мультиметр для измерения сопротивления резистора 700 Ом. Внутри мультиметра есть небольшая батарея и цепь, обеспечивающая небольшую часть этого напряжения. Когда шкала и входные разъемы выбраны для измерения сопротивления, мультиметр подает небольшое количество напряжения батареи на исследуемый объект и измеряет ток через объект. Затем, используя

I = ΔV / R

, мультиметр преобразует ток в сопротивление, которое отображается.

3

Установите шкалу мультиметра на диапазон сопротивления 200 кОм.

4

Подключите два вывода мультиметра к резистору 700 Ом. Настройте шкалу мультиметра на диапазон сопротивления, отображающий наиболее значимые числа. Запишите показания мультиметра. Сравните это показание с результатом, определенным обратным наклоном вашего графика, и с номинальным значением 700 Ом.

5

Мультиметр в «режиме измерения сопротивления» теперь будет использоваться для измерения сопротивления нескольких различных объектов.Запишите эти сопротивления в таблицу, как требуется. Составьте таблицу, в которой перечислены материалы и их сопротивления в порядке увеличения сопротивления.
  • а

    Лампочка
  • б

    Голая серебристая нихромовая проволока
  • с

    Узкая (1 / 16-1 / 8 дюйма) линия графита (от двух до трех дюймов в длину), которую вы рисуете карандашом на листе бумаги (вам нужно нанести изрядное количество графита, чтобы получить приличные измерения.) Определите, как изменяется сопротивление при уменьшении вдвое расстояния между выводами мультиметра. (Не старайтесь быть очень точным.) Определите, как изменяется сопротивление при увеличении толщины линии (вы можете думать об этом как о расширении линии в направлении, перпендикулярном длине линии на бумаге).
  • д

    Ваше тело. Держите провода мультиметра пальцами, когда они высохнут. Повторите, смочив пальцы.
  • e

    Лист бумаги: используйте шкалу максимального сопротивления.Смочите бумагу и измерьте сопротивление во влажной области.
  • f

    Воздух: используйте шкалу максимального сопротивления. Держите провода на расстоянии примерно 1 мм друг от друга. Запишите, если сопротивление слишком велико или слишком мало для измерения.
  • г

    Изолированный медный провод: запишите, слишком ли высокое или слишком низкое сопротивление для измерения.
  • ч

    Резистор 150 Ом

Резисторы серии

1

Подключите резисторы 150 Ом и 700 Ом, как показано на Рисунке 6 (, они не должны быть подключены ни к чему другому! ).Они называются последовательными, потому что ток должен сначала пройти через один, а затем через другой. Ток встречает сопротивление каждого резистора, поэтому сопротивление сети должно увеличиваться, а ток — уменьшаться.

2

Измерьте и запишите сопротивление этой комбинации с помощью мультиметра в положении Ом.

3

Убедитесь, что напряжение источника питания установлено на ноль. Подключите источник питания к комбинации последовательных резисторов, как показано на рисунке 7.Установите блок питания на 5 вольт. С помощью мультиметра измерьте и запишите разность напряжений Δ В 700 и Δ В 150 на каждом резисторе, а также разность напряжений Δ В на комбинации.

4

Теперь установите напряжение блока питания на ноль. Отключите мультиметр от цепи.

5

ΔV = ΔV 700 + ΔV 150 или ΔV = ΔV 700 = ΔV 150

лучше представляют ваши данные?

6

Установив напряжение источника питания на ноль, подключите мультиметр последовательно с резисторами, как показано на рисунке 8.Теперь вы будете измерять ток между различными соединениями. Обязательно установите мультиметр на диапазон постоянного тока 200 мА и подключите провода мультиметра к правильным гнездам.

Контрольная точка:
Перед тем, как продолжить, попросите вашего ТА проверить правильность настройки: предохранитель может перегореть, если счетчик не подключен к нужным точкам в цепи.

7

Получив добро от ТА, включите источник питания и установите его на 5 вольт.Измерьте ток в проводе между двумя резисторами, проводе между резистором 700 Ом и источником питания и проводе между резистором 150 Ом и источником питания. Убедитесь, что эти три тока равны.

8

Измерьте и запишите ток, протекающий через два резистора. В таблице 4 запишите текущее показание мультиметра. Повторите эти действия для напряжений источника питания 2, 4, 6, 8, 10 и 12 вольт.

9

Когда вы закончите эти измерения, установите напряжение источника питания на ноль.Теперь используйте Excel для построения графика данных с током по вертикальной оси и напряжением по горизонтальной оси. Используйте Excel, чтобы найти наклон прямой линии, который лучше всего соответствует вашим данным, и запишите результат, включая единицы измерения.

10

Используйте закон Ома и наклон графика, чтобы рассчитать эквивалентное сопротивление, R с , двух последовательно соединенных резисторов в единицах Ом (Ом). Запишите свой результат.

11

Как это соотносится со значением двух резисторов, используемых в этой последовательной схеме?

Параллельные резисторы

1

Отключите питание от цепи сопротивления.Подключите два резистора (используя провода типа «банан-банан»), как показано на схеме на Рисунке 9. Резисторы считаются подключенными параллельно, потому что они обеспечивают параллельные пути для прохождения тока. При заданном напряжении от источника питания чистый ток должен возрасти, а значит, нагрузка (сопротивление) должна снизиться.

2

Измерьте и запишите сопротивление резисторов 150 и 700 Ом, подключенных параллельно мультиметру в положении Ом.

3

Установив напряжение источника питания на ноль, подключите его к комбинации параллельных резисторов, как показано на рисунке 10.Отрегулируйте блок питания на 5 вольт. Установите мультиметр на измерение не менее 5 вольт и используйте его для измерения разницы напряжений Δ В на комбинации и на каждом резисторе. Запишите значения. Есть ли разница между Δ V , Δ V 700 и Δ V 150 ?

4

ΔV = ΔV 700 + ΔV 150 или ΔV = ΔV 700 = ΔV 150

лучше представляют ваши данные?

5

Выключите источник питания и подключите мультиметр для измерения тока, как показано на рисунке 11.Обязательно установите диапазон на измерителе на 20 А. При необходимости его можно будет изменить позже. Используйте соответствующие гнезда на измерителе.

Контрольная точка:
Попросите инструктора лаборатории проверить правильность настройки: предохранитель может перегореть, если измеритель не подключен к нужным точкам в цепи.

6

После того, как ваш ТА даст добро, включите источник питания и установите на 5 вольт .

7

С помощью мультиметра измерьте и запишите токи I 150 и I 700 , протекающие через каждый резистор, и общий ток I , протекающий через источник питания.

8

Когда вы закончите эти измерения, установите напряжение источника питания на ноль и отключите мультиметр от цепи.

9

I = I 150 + I 700 или I = I 150 = I 700

лучше представляют ваши данные?

10

Продолжите параллельную сеть резисторов.Установив напряжение источника питания на ноль, подключите мультиметр для измерения полного тока I , протекающего через источник питания. Установите мультиметр на диапазон постоянного тока 200 мА.

Контрольная точка:
Перед тем, как продолжить, попросите инструктора лаборатории проверить правильность настройки: предохранитель может перегореть, если измеритель не подключен к нужным точкам в цепи.

11

Получив добро от ТА, включите источник питания и установите его на 2 вольта.

12

В таблице 5 запишите текущее показание мультиметра. Повторите эти действия для напряжений источника питания 4, 6, 8, 10 и 12 вольт.

13

Используйте Excel для построения графика данных с током по вертикальной оси и напряжением по горизонтальной оси. Используйте Excel, чтобы найти наклон прямой линии, который лучше всего соответствует вашим данным, и запишите результат, включая единицы измерения.

14

Используйте закон Ома и наклон вашего графика, чтобы вычислить эквивалентное сопротивление, R p , двух резисторов, включенных параллельно, в единицах Ом (Ом).Запишите свой результат.

15

Как это соотносится с результатом, описанным во введении к лабораторной работе, для параллельного добавления двух резисторов?

Авторские права © 2013-2014 Advanced Instructional Systems Inc. и Техасский университет A&M. Части из Университета штата Северная Каролина. | Кредиты

Основы измерения электроэнергии

Основные измерения электроэнергии

Понимание выработки электроэнергии, потерь мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим.Ниже приведен обзор основных измерений электрической и механической мощности.

Электрический ток, напряжение и сопротивление

Любое обсуждение электричества неизбежно приводит к электрическому току, напряжению и сопротивлению. Эти концепции показаны ниже на рисунке 1. Электрический ток — это сам поток электричества, который измеряется в единицах, называемых амперами (A). Напряжение — это сила, которая заставляет электричество течь, и измеряется в единицах, называемых вольтами (В или U). Сопротивление выражает сложность, с которой течет электричество, и измеряется в единицах, называемых омами (Ом).

На рисунке ниже эти взаимосвязи показаны в виде электрических цепей. В электрической цепи электрический ток проходит через различные типы нагрузки, включая сопротивление, индуктивность и емкость, от положительной полярности источников питания, таких как батареи, а затем возвращается к отрицательной полярности источника питания. Нагрузка — это термин, обычно используемый для обозначения чего-то, что получает электричество от источника питания и действительно работает (обеспечивает свет, в случае лампочки).


Рисунок 1 — Основные элементы электрической схемы
Мощность

Электрическая энергия может быть преобразована в другие виды энергии и использована.Например, его можно преобразовать в тепло в электронагревателе, в крутящий момент в двигателе или в свет люминесцентной или ртутной лампы. В таких примерах работа, которую электричество выполняет за определенный период (или затраченная электрическая энергия), называется электрической мощностью. Единица измерения электрической мощности — ватт (Вт). 1 ватт эквивалентен 1 джоуля работы, выполняемой за 1 секунду.

В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов. Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение.Умножив напряжение на соответствующий ток, можно определить мощность.

Постоянный ток (DC) Мощность

Постоянный ток, или постоянный ток, относится к системам питания, в которых используется одна полярность напряжения и тока, однако амплитуда может изменяться (циклическая или случайная).


Рисунок 2 — Базовая схема, показывающая напряжение и ток с источником постоянного напряжения
Закон Ома

При расчете электрических цепей используется ряд формул, но именно закон Ома показывает наиболее фундаментальную взаимосвязь: соотношение между электрическим током, напряжением и сопротивлением.Закон Ома гласит, что электрический ток течет пропорционально напряжению. Ниже показана формула для выражения отношения между током (I) и напряжением (U).

Согласно этой формуле, ток (I) уменьшается при увеличении значения R и, наоборот, ток (I) увеличивается при уменьшении значения R. R здесь представляет собой сопротивление (или электрическое сопротивление). Другими словами, мы видим, что по мере увеличения или уменьшения сопротивления (R) ток течет с большей или меньшей легкостью.Эту формулу можно переписать, как показано ниже. Если известны два значения: ток, напряжение и сопротивление, вы можете получить оставшееся значение.

Мощность постоянного тока (DC) P (W) определяется умножением приложенного напряжения (U) на ток I (A), как показано выше. В приведенном ниже примере количество электроэнергии, определяемое предыдущим уравнением, извлекается из источника питания и потребляется сопротивлением R (в омах) каждую секунду. По закону Ома формулу можно переписать следующим образом:

Электрические цепи постоянного тока поддерживают постоянный ток и напряжение без циклических изменений ни в одном из них.Таким образом, получить мощность постоянного тока (P) с полученной формой волны, приведенной ниже, несложно.

Переменный ток (AC) Мощность

Электропитание, обычно используемое в Японии, работает от 100 В переменного тока. Эти 100 В представляют собой напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (СКЗ).

100 В от настенных розеток воспринимаются как чистые синусоидальные волны, как показано на рисунке ниже. Мы можем видеть, что полярность меняется циклически, и что напряжения постоянно колеблются.Волны переменного напряжения имеют чистые синусоидальные волны, как график на рисунке 3, а также множество других волн, таких как искаженные волны, такие как обычные формы, такие как треугольная и прямоугольная волна. Чтобы определить размер этих волн переменного тока и напряжения, нам нужны значения, соответствующие одному стандарту. Поэтому используется среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение), которое было получено на основе постоянного тока и напряжения.


Рисунок 3 — Циклы изменения полярности переменного напряжения синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы
Среднеквадратичное значение (СКЗ)

Среднеквадратичное значение чаще всего используется при выражении значений переменного тока и напряжения и измеряется в единицах Арм.В приведенном выше примере 100 В — это напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (СКЗ).

Простое среднее значение синусоиды равно нулю, поэтому требуется другое уравнение. Вот почему используется среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение), которое было установлено на основе постоянного тока и напряжения. Он основан на количестве работы, выполняемой определенным количеством постоянного тока и напряжения, и выражает — используя те же значения, что и постоянный ток и напряжение — величину переменного тока и напряжения, которые выполняют такой же объем работы.

Если теплотворная способность при подаче напряжения постоянного тока на резистор такая же, как теплотворная способность при подаче переменного тока другой формы волны, действующее значение этого напряжения переменного тока будет таким же, как и для напряжения постоянного тока.

Например, теплотворная способность при приложении постоянного напряжения 100 В к резистору 10 Ом такая же, как теплотворная способность при подаче переменного тока 100 В на тот же резистор. Концепция среднеквадратичного значения для электрического тока такая же.


Рисунок 4 — Равная теплотворная способность между сигналами постоянного и переменного тока

Теплотворная способность — это объем выполненной работы, поэтому по следующей формуле мощность рассчитывается как теплотворная способность.

В качестве примера на следующей диаграмме показаны колебания мощности в зависимости от времени, когда на резистор 10 Ом подается постоянный ток 1 А и переменный ток 1 Ампер.


Рисунок 5 — Зависимость мощности от времени при постоянном и переменном токе

Поскольку при постоянном токе нет колебаний значения тока, значение мощности остается постоянным 10 Вт.Однако, поскольку значение тока постоянно колеблется с переменным током, значение мощности колеблется со временем. То, что эти два типа мощности (теплотворная способность) равны, равносильно утверждению, что средние значения Pdc и P1 — Pn равны. Это выражается нижеприведенной формулой.


Здесь резистор (R) постоянный, поэтому им можно пренебречь. Следующее выражает результирующую взаимосвязь между постоянным током и переменным током.

Делая интервал между I1 и In как можно меньшим в этой формуле, в конечном итоге Irms дает квадратный корень из площади части, заключенной в форме волны, деленной на время.Это выражается нижеприведенной формулой.

Важно знать, что постоянный ток 1 А выполняет ту же работу, что и переменный среднеквадратичный ток 1 Ампер. При постоянном и установившемся постоянном токе вы можете получить значение мощности, просто умножив ток на напряжение.

Однако переменный ток не так прост, как постоянный, из-за разницы фаз между током и напряжением. Ниже приведены три типа питания переменного тока.Обычно мощность и потребляемая мощность относятся к активной мощности.

Питание в системах переменного тока

Как и в случае постоянного тока, значение мощности (мгновенное значение мощности) в определенный момент времени для переменного тока может быть получено путем умножения напряжения и тока для этого момента времени.

При переменном токе, поскольку и ток, и напряжение периодически меняются, значения мощности также постоянно меняются. Это показано на следующей диаграмме.

В качестве энергии в секунду мощность может быть получена из среднего значения мгновенной энергии, то есть площади участка, заключенного в форме волны, по времени. Формула выглядит следующим образом:

Например, если к резистору приложен ток 1 А и напряжение 100 Ом, как показано ниже, мощность станет 100 Вт при вычислении по приведенной выше формуле.

При подаче тока и напряжения на резистор результирующие формы сигналов показаны на Рисунке 6 ниже.


Рисунок 6 — Отсутствие разности фаз в чисто резистивной нагрузке

Считается, что ток и напряжение находятся «в фазе» по полярности и времени, когда формы тока и напряжения проходят через нуль. Ток и напряжение всегда совпадают по фазе, когда нагрузка состоит только из сопротивления.

Когда нагрузка имеет катушку в дополнение к сопротивлению, происходит фазовый сдвиг между сигналом напряжения и тока. Это отставание называется разностью фаз, как показано на рисунке 7.


Рисунок 7 — Разности фаз, представляющие индуктивную и емкостную нагрузку

Разность фаз обычно выражается как Φ (фи), а единица измерения — радианы, но часто указывается в градусах.В приведенном ниже примере точка A начинается из точки P и делает один оборот по окружности круга O. Расстояние между точкой A и прямой линией, проходящей через центр O и точку P (красная линия) как ось Y и ∠AOP (φ), поскольку ось X дает синусоидальную волну ниже.


Рисунок 8 — Синусоидальная волна с фазой

На рис. 9 показаны кривые тока и напряжения, сдвинутые по фазе на 60 °. При рассмотрении положения на окружности напряжения (u) и тока (i) в соответствии с приведенным выше примером, ∠uoi постоянна в каждый момент времени.Угол этого ∠uoi указывает величину разности фаз между напряжением (u) и током (i).


Рисунок 9 — Синусоидальные волны напряжения и тока с разностью фаз

Три типа нагрузки цепи переменного тока показаны на рисунке 10. Как показано ниже, разность фаз между током и напряжением зависит от типа нагрузки.


Рисунок 10 — Фазовое и векторное представление цепей переменного тока с резистивной, индуктивной или емкостной нагрузкой

Для фаз ток может отставать от напряжения или опережать.Ток отстает на 90 °, когда нагрузка состоит только из индуктивности, и опережает на 90 °, когда только емкость. Когда существуют все три типа, разность фаз колеблется в соответствии с соотношением размеров каждого компонента. Затем давайте посмотрим на мощность, когда есть разность фаз между током и напряжением.

Электропитание переменного тока с разностью фаз

Когда существует разность фаз между током и напряжением, происходит мгновенное изменение энергии, как показано на рисунке 11.

Когда ток или напряжение равны 0, мгновенная мощность становится равной 0.Поскольку полярности тока и напряжения в промежутках между ними меняются, мгновенная мощность становится отрицательной. Мощность — это среднее значение мгновенной энергии, поэтому мощность становится меньше, чем когда ток и напряжение совпадают по фазе (пунктирная линия).


Рисунок 11 — Мгновенная энергия, когда напряжение и ток имеют разность фаз

Треугольник мощности и коэффициент мощности

Цепи переменного тока, содержащие емкость, индуктивность или и то, и другое, содержат активную и реактивную мощность.Треугольник мощности, показанный на рисунке 12, помогает проиллюстрировать потребление энергии в индуктивной или емкостной цепи. Треугольник мощности представляет собой прямоугольный треугольник, показывающий соотношение четырех основных элементов, активной мощности, реактивной мощности, полной мощности и коэффициента мощности.


Рисунок 12 — Треугольник мощности показывает соотношение активной и реактивной мощности.

Активная мощность

Активная мощность (P) — это истинная мощность, которую устройство потребляет и выполняет реальную работу в электрической цепи.Активная мощность рассчитывается ниже в ваттах (Вт).

Реактивная мощность

Реактивная мощность (Q) — это мощность, которая не потребляется устройством и передается между источником питания и нагрузкой. Реактивная мощность, которую иногда называют мощностью без мощности, забирает мощность из цепи из-за фазового сдвига, создаваемого емкостными и / или индуктивными компонентами. Этот фазовый сдвиг уменьшает количество активной мощности для выполнения работы и усложняет расчет мощности.Реактивная мощность рассчитывается ниже и выражается в реактивных вольт-амперах (ВАр). В цепи постоянного тока нет реактивной мощности.

Полная мощность

Полная мощность (S) — это гипотенуза треугольника мощности, состоящая из векторного сложения активной мощности (P) и реактивной мощности (Q). Расчет полной мощности представляет собой умножение действующего напряжения на среднеквадратичный ток с единицей измерения вольт-ампер (ВА).

Коэффициент мощности

При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Φ).Это определяется как коэффициент мощности «смещения» и подходит только для синусоидальных волн. Для всех других форм сигналов (несинусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как мощность в ваттах, деленная на полную мощность в амперах напряжения. Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных, с использованием квалификатора λ (лямбда).

Коэффициент мощности (λ) увеличивается или уменьшается в зависимости от величины разности фаз (φ). Рисунок 13 иллюстрирует это явление.


Рисунок 13 — Коэффициент мощности при различных разностях фаз

Для идеальных синусоидальных волн ток и напряжение совпадают по фазе, полная мощность и активная мощность становятся равными, а коэффициент мощности равен 1. Коэффициент мощности уменьшается по мере увеличения разности фаз; коэффициент мощности составляет 0,5 (активная мощность равна 1/2 полной мощности) при разности фаз 60 ° и 0 при разности фаз 90 °. Коэффициент мощности 0 означает, что ток течет к нагрузке, но она не работает.

Векторное отображение переменного тока

Временной сдвиг между напряжением и током называется разностью фаз, а Φ — фазовым углом. Смещение по времени в основном вызвано нагрузкой, на которую подается питание. Как правило, разность фаз равна нулю, когда нагрузка является чисто резистивной. Ток отстает от напряжения, когда нагрузка индуктивна. Когда нагрузка емкостная, ток опережает напряжение.


Рисунок 14 — Сдвиг фаз между напряжением и током при чисто индуктивной или емкостной нагрузке

Векторный дисплей используется для четкого отображения зависимости величины и фазы между напряжением и током.Положительный фазовый угол представлен углом против часовой стрелки по отношению к вертикальной оси.


Рисунок 15. Векторная диаграмма показывает соотношение амплитуды и фазы между напряжением и током

Системы питания переменного тока

Питание

переменного тока может быть однофазным или многофазным. Однофазное электричество используется для питания обычных бытовых и офисных электроприборов, но для распределения электроэнергии и подачи электричества непосредственно на оборудование более высокой мощности почти повсеместно используются трехфазные системы переменного тока.

Однофазные электрические схемы

Существуют две распространенные схемы подключения для однофазных цепей. Наиболее распространена однофазная двухпроводная схема. Другой — однофазная трехпроводная схема, обычно встречающаяся в бытовых приборах.

Однофазная 2-проводная система (1P2W)

Обеспечивает однофазное питание переменного тока по двум проводам. Самая простая система, она используется при подключении источников питания ко многим электрическим устройствам, например, бытовой электронике.При подключении ваттметра к однофазной двухпроводной системе необходимо учесть несколько моментов перед подключением.


Рисунок 16. Различные схемы подключения однофазной двухпроводной системы

Влияние паразитной емкости

При измерении однофазного устройства влияние паразитной емкости на точность измерения можно минимизировать, подключив токовый вход прибора к стороне, которая ближе всего к потенциалу земли источника питания.


Рисунок 17. Схема подключения для минимизации паразитной емкости
Влияние измеренных амплитуд напряжения и тока

Когда измеряемый ток относительно велик, подключите клемму измерения напряжения между клеммой измерения тока и нагрузкой. Когда измеренный ток относительно невелик, подключите клемму измерения тока между клеммой измерения напряжения и нагрузкой.


Рисунок 18 — Схема подключения при относительно большом измеряемом токе

Двухфазная трехпроводная система (1P3W)

Обеспечивает однофазное питание переменного тока по трехпроводным проводам.Однофазная трехпроводная система является наиболее распространенной системой распределения электроэнергии. Электроэнергия, подаваемая в большинство домохозяйств, поставляется с использованием этой системы. В следующем примере требуются два ваттметра для измерения двух напряжений (U1, U2) и двух токов (I1, I2).


Рисунок 19 — Трехпроводная система с разделением фаз

Трехфазные электрические схемы

В отличие от однофазных систем, каждый проводящий провод в трехфазном источнике питания пропускает переменный ток той же частоты и амплитуды напряжения относительно общего эталона, но с разностью фаз в одну треть периода.Трехфазные системы имеют преимущества перед однофазными, что делает их пригодными для передачи энергии и в таких приложениях, как асинхронные двигатели.

Характеристики трехфазных систем
  • В сбалансированной системе сквозной ток и напряжение на каждой фазе имеют разность фаз 120 °.
  • Напряжение линии — это напряжение, измеренное между любыми двумя линиями в трехфазной цепи.
  • Фазное напряжение — это напряжение, измеренное на нагрузке в фазе
  • .
  • Линейный ток — это ток через любую одну линию между трехфазным источником и нагрузкой.
  • Фазный ток — это ток через любой компонент трехфазного источника или нагрузки.
  • При соединении треугольником линейное напряжение совпадает с фазным напряжением. Для синусоидальных волн линейный ток в √3 раз больше фазного тока.
  • При соединении звездой линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения, а токи такие же.
  • Трехфазные источники питания могут передавать в три раза больше мощности, используя всего в 1,5 раза больше проводов, чем однофазные источники питания (т.е.е., три вместо двух). Таким образом, соотношение емкости к материалу проводника увеличивается вдвое.
  • Трехфазные системы также могут создавать вращающееся магнитное поле с заданным направлением и постоянной величиной, что упрощает конструкцию электродвигателей.

До сих пор мы обсуждали, что источник питания и нагрузка соединены двумя проводниками. Это известно как однофазная двухпроводная система. При питании от переменного тока существует однофазное и трехфазное питание, доступны следующие системы электропитания.Трехфазное питание может использоваться в трех- или четырехпроводной конфигурации в звездообразном или треугольном режиме.

Диаграммы на Рисунке 20 показывают источник и нагрузку в конфигурации треугольником или звездой (WYE).


Рисунок 20. Конфигурации трехфазного треугольника и звезды (WYE)

Теорема Блонделя

При обсуждении измерения мощности с помощью ваттметров часто ссылаются на теорему Блонделя при определении правильного метода подключения ваттметров и количества, необходимого для наиболее точного измерения.Теорема утверждает, что мощность, подаваемая в систему из N проводников, равна алгебраической сумме мощности, измеренной N ваттметрами. Кроме того, если общая точка находится на одном из проводов, счетчик этого проводника может быть удален, и потребуется только N-1 счетчик.

Трехфазное соединение звездой (3P4W)

Измерение относительно просто, если объектом измерения является трехфазная 4-проводная система. Как показано на схеме ниже, трехфазный 4-проводный включает в себя подключение ваттметров к каждой фазе на основе нейтрального проводника.Получите мощность для каждой фазы, измерив напряжение (фазное напряжение) и ток (фазный ток) для каждой фазы с помощью разных ваттметров. Суммирование даст значение мощности трехфазного переменного тока. Для измерения трехфазной 4-проводной мощности требуется три ваттметра.


Рисунок 21 — Трехфазное соединение звездой (3P4W)

Полная мощность, активная мощность и реактивная мощность для трехфазной мощности — это сумма каждой фазы.

Трехфазный треугольник, два ваттметра (3P3W)

Измерение в трехфазной трехпроводной системе немного сложнее, поскольку нейтральный проводник, который использовался в качестве основы для трехфазной четырехпроводной системы, отсутствует и фазное напряжение невозможно измерить.Измерение в трехфазной трехпроводной системе включает получение значения мощности трехфазного переменного тока с использованием метода, называемого методом 2-ваттметра.

Применяя теорему Блонделя и используя метод двух ваттметров, мы можем получить значения мощности трехфазного переменного тока. Схема подключения метода двух ваттметров и векторная карта показаны ниже.

Вывод теоремы Блонделя приводится ниже.

Приведенный выше расчет показывает, что мы можем получить значения мощности трехфазного переменного тока из значений мощности в двух линиях и значений тока в двух фазах.Поскольку этот метод требует контроля только двух значений тока и двух напряжений вместо трех, установка и конфигурация проводки упрощаются. Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и низкая стоимость установки делают его подходящим для производственных испытаний, при которых требуется измерить только мощность или несколько других параметров.

Другими словами, для измерения трехфазной мощности мощность может быть получена путем измерения мощности для каждой фазы и вычисления общей мощности.Для метода двух ваттметров уравнение показано ниже.

Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

Существует еще один метод измерения при трехфазной трехпроводной системе: измерение трех напряжений и трех токов (3V3A). Как и метод двух ваттметров, этот метод измеряет ток фазы T и линейное напряжение между R и S. Ниже представлена ​​схема подключения.


Рисунок 22 — Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

Поскольку метод трех напряжений и трех токов (3V3A) измеряет ток фазы T, он позволяет увидеть баланс токов между фазами, что было невозможно при использовании метода двух ваттметров.Для инженерно-исследовательских и опытно-конструкторских работ трехфазный

Трехпроводный метод

с использованием трех ваттметров лучше всего, поскольку он предоставляет дополнительную информацию, которая может использоваться для балансировки нагрузки и определения истинного коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока. Измеряются все три напряжения (R — T, S — T, R — S).

Векторный дисплей измерений трехфазного переменного тока

Мы будем использовать трехфазную систему Y «звезда», чтобы проиллюстрировать концепцию трехфазного векторного дисплея.В звездообразной системе напряжения и токи каждой фазы смещены на 120 °. Нейтральная точка Y-системы находится в центре, где все напряжения и токи теоретически равны нулю.

При проведении измерений в звездообразной системе, где присутствует физический нейтральный провод; напряжения будут измеряться относительно этой нейтральной точки, это называется «фазным напряжением». При проведении измерений в звездной системе, где физический нейтральный провод отсутствует; напряжения будут измеряться относительно друг друга, это называется «линейное напряжение» или «соединение треугольником».Разводка треугольником образует равносторонний треугольник с интервалом между напряжениями 60 градусов, в отличие от проводки звездой, где напряжения изменяются на 120 градусов. Величина линейных напряжений в √3 раз выше фазных напряжений. Токи в звездной системе всегда измеряются последовательно относительно нейтральной точки, при этом угловые измерения относительно векторов напряжения обозначаются Φ. Рисунок 23 иллюстрирует взаимосвязь между измерениями напряжений при соединении треугольником и звездой с помощью векторной диаграммы.


Рисунок 23 — Векторная диаграмма измерений трехфазного треугольника и звезды.

Измерение трехфазного коэффициента мощности

Общий коэффициент мощности для 3-фазной цепи определяется суммированием общего ватта, разделенного на общее измерение в ВА.

Используя метод двух ваттметров, сумма общих ватт (W1 + W2) делится на измерения VA. Однако, если нагрузка несимметрична (фазные токи разные), это может привести к ошибке при вычислении коэффициента мощности, поскольку в расчете используются только два измерения ВА.Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, будет получен ошибочный результат. Поэтому для несимметричных нагрузок лучше всего использовать метод трех ваттметров, так как он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.

При использовании метода трех ваттметров в приведенном выше расчете коэффициента мощности используются все три измерения ВА.

Гармоники

Гармоники относятся ко всем синусоидальным волнам, частота которых является целым кратным основной волны (обычно это синусоидальный сигнал линии электропередачи с частотой 50 Гц или 60 Гц или от 0 до 2 кГц для вращающихся машин).Гармоники — это искажение формы нормального электрического тока, обычно передаваемого нелинейными нагрузками. В отличие от линейных нагрузок, где потребляемый ток пропорционален и следует форме волны входного напряжения, нелинейные нагрузки, такие как двигатели с регулируемой скоростью, потребляют ток короткими резкими импульсами. Когда основная волна и последующие гармонические составляющие объединяются, формы волны искажаются, и возникает интерференция.


Рисунок 24 — Искаженные формы сигналов состоят из нескольких гармонических составляющих

Гармоники

необходимо контролировать, поскольку они могут вызвать аномальный шум, вибрацию, нагрев или неправильную работу устройств и сократить их срок службы.Внутренние и международные стандарты, такие как IEC61000-3, существуют для контроля гармоник. Поэтому инженерам необходимо обнаруживать гармоники и оценивать их влияние на компоненты, системы и подсистемы в приложении. Размер и разность фаз следует измерять не только для основной частоты, но и для каждой более высокочастотной составляющей. Высокоточные анализаторы мощности могут измерять гармоники до 500-го порядка.

Для вращающихся машин основные амплитуды являются единственными составляющими, которые эффективно способствуют вращению оси, все остальные гармонические составляющие приводят к потерям в виде тепла и вибрации.

Измерение гармоник

Используя режим измерения гармоник, можно измерить размер и разность фаз для каждой основной частоты, а также гармоники для каждого градуса, включенного в ток, напряжение и мощность. Например, в случае основной частоты (основной составляющей) 50 Гц третья составляющая составляет 150 Гц, пятая составляющая 250 Гц и так далее, и возможно измерение до 500-й составляющей на частоте 2,5 кГц.


Рисунок 25. Сумма нечетных гармонических составляющих в искаженный сигнал

Для отображения результатов измерения гармоник анализатор мощности может отображать размер каждого градуса, как показано на рисунке 26 ниже, или отображать такие параметры, как размер, соотношение содержания и фаза в списке.


Рисунок 26 — Гистограмма, показывающая зависимость энергии гармоник от порядка

Заключение

При измерении мощности необходимо учитывать множество факторов, включая входную мощность, КПД инвертора, КПД, гармоники и коэффициент мощности. Эти измерения включают сложные уравнения, поэтому большинство компаний используют анализаторы мощности для автоматического получения результатов.

Прецизионный высокочастотный анализатор мощности — важный инструмент для измерения как механической, так и электрической мощности.Его функции анализа и показания могут помочь улучшить работу и даже продлить срок службы двигателя. Выбор подходящего анализатора и его правильная реализация требуют знаний; однако при правильном использовании данные анализатора мощности предоставят точные и очень ценные данные.

Ампера и электрические стандарты

Два открытия в области физики конденсированного состояния, получившие Нобелевскую премию, эффект Джозефсона [32] Брайана Д. Джозефсона в 1962 году и QHE [33] Клауса фон Клитцинга в 1980 году обеспечили значительные улучшения в как поддерживаются и распространяются вольты и омы СИ.В этом разделе описывается раннее превращение этих двух эффектов в стандарты внутреннего напряжения и сопротивления, значения которых при надлежащих условиях эксплуатации зависят только от фундаментальных констант природы.

1.4.1 Эффект Джозефсона

В 1962 году Брайан Джозефсон, аспирант Тринити-колледжа в Кембридже, Англия, предсказал [32], что электроны могут туннелировать парами (куперовскими парами) между двумя сверхпроводниками, разделенными тонким изолирующим барьером. (слабое звено или переход Джозефсона).Приложенное постоянное напряжение В, через барьер будет генерировать переменный ток с частотой f = 2 эВ / h , где e — элементарный заряд, а h — постоянная Планка. И наоборот, приложенный переменный ток частотой f будет генерировать постоянное напряжение В n (см.) При квантованных значениях.

, где n — целое число, а значение 2 e / h составляет приблизительно 483.6 МГц / мкВ. Джозефсон написал докторскую диссертацию. докторскую диссертацию по этой теории [34], получившую в 1973 г. долю Нобелевской премии по физике.

Структура джозефсоновского перехода облучается микроволнами с энергией hf , создавая постоянное напряжение В n на переходе.

Андерсон и Роуэлл [35] представили первую экспериментальную проверку теории, наблюдая постоянный ток (сверхток) через туннельный барьер без приложенного постоянного напряжения. Затем Шапиро [36] получил ступени постоянного напряжения В, n по формуле.(1) с помощью высокочастотных микроволн для генерации переменного тока частотой f через сверхпроводники (см. Пример). Кларк [37] показал в 1968 году, что значение 2 e / h , полученное из измерений эффекта Джозефсона, не зависит от материала с точностью до 1 части из 10 8 , применяя одно и то же микроволновое излучение к парам разнородных джозефсоновских переходов и сравнение переходных напряжений. В 1968 году Паркер, Лангенберг, Дененштейн и Тейлор [38] сравнили с помощью потенциометра джозефсоновские напряжения переходов, состоящих из пяти различных сверхпроводящих материалов и различных комбинаций тонкопленочных туннельных переходов или точечных контактов с 1.018 В, насыщенные стандартные ячейки Weston [22], калиброванные NBS. Они получили значение 2 e / h с дробной неопределенностью в одно стандартное отклонение 3,6 × 10 −6 . Finnegan et al. [39] уменьшили эту неопределенность до 1,2 × 10 −7 в 1971 году.

Последовательность шагов постоянного напряжения, генерируемых решеткой джозефсоновских переходов.

На фундаментальных основаниях Блох [40] и Фултон [41] утверждали, что уравнение. (1) должно быть точным. Использование нуль-детекторов сверхпроводящего квантового интерференционного устройства (SQUID) в начале 1970-х годов позволило протестировать это на нескольких частях в 10 9 [42, 43], и, таким образом, эффект Джозефсона имел очевидный потенциал для использования в качестве напряжения стандарт [44].К началу 1970-х сотрудники NIST создали потенциометрическую систему измерения в Гейтерсбурге, которая сравнивала постоянное напряжение джозефсоновского перехода от 2 мВ до 10 мВ со стандартными ячейками 1,018 В с точностью до 10 −8 [45, 46]. Международные сравнения в 1971-72 годах между NMI, включая NBS, BIPM, Национальную физическую лабораторию (NPL) в Великобритании, Национальный исследовательский совет (NRC) в Канаде, Национальную измерительную лабораторию (NML) в Австралии и Physikalisch-Technische. Bundesanstalt (PTB) в Германии обнаружил, что измеренные значения 2 e / h согласуются друг с другом с точностью до 2 × 10 −7 [47].

Эти результаты NMI предложили курс на принятие значения 2 e / h для использования в поддержании единиц напряжения. США были первой страной, сделавшей это, и значение 2 e / h , которое будет использоваться в NBS, было выбрано для предотвращения разрыва при преобразовании NBS из стандартных ячеек в эффект Джозефсона [48]. NBS начала поддерживать и распространять вольты США на основе эффекта Джозефсона в июле 1972 года, используя систему измерения 10 мВ с погрешностью 2 × 10 -8 [46].Вскоре после этого Консультативный комитет по электроэнергии CIPM рекомендовал значение K J − 72 = 483 594 ГГц / В, которое приняли все страны, кроме США, Франции и Советского Союза.

Во многих приложениях джозефсоновские переходы, несомненно, были лучшими эталонами, чем стандартные элементы, которые чувствительны к условиям окружающей среды, могут сдвигать значения при транспортировке и могут дрейфовать в несколько раз 10 −8 в год. Типичный эталонный выходной сигнал от 5 мВ до 10 мВ ранних устройств Джозефсона, созданный из нескольких переходов, требовал как очень низкого баланса напряжений, так и масштабирования в 100 раз, что серьезно ограничивало точность измерения 1.Стандартные элементы 018 В.

Затем, в 1977 году, Левинсон [49] показал, что несмещенные джозефсоновские переходы спонтанно вырабатывают квантованные постоянные напряжения при облучении микроволнами, открывая путь к успешным решеткам джозефсоновских переходов. К. А. Гамильтон, Р. Л. Каутц, Ф. Л. Ллойд и другие из отдела электромагнитных технологий NBS в Боулдере начали разработку и совершенствование стандартов Джозефсона, основанных на последовательных массивах переходов, работающих при почти нулевом смещении постоянного напряжения [50, 51]. В другом месте Tsai et al.[52] в 1983 г. обнаружили, что константа пропорциональности между напряжением и частотой равна по крайней мере 2 × 10 –16 для двух разных типов джозефсоновских переходов.

К 1985 году в NBS [53] и PTB [54] работали стабильные 1-вольтовые решетки с переходом через ноль, с использованием около 1500 переходов и радиочастотных полей от 70 до 90 ГГц. Массивы с выходным напряжением на уровне 1 В вскоре стали использоваться в НМИ по всему миру [55, 27]. К 1989 году в NIST было произведено 19 000 переходов, матрица на 12 В [56].Широкое использование решеток джозефсоновских переходов в национальных лабораториях стандартов и более точные определения SI 2 e / h привели CCE к рекомендации [57] нового точного общепринятого значения для постоянной Джозефсона:

K J − 90 = 483 597,9 ГГц / В,

(2)

, что на 8 × 10 −6 дробно больше обычного значения 1972 года. Новое значение было принято во всем мире 1 января 1990 года и стало новой основой для U.S. Legal Volt. Это определение K J − 90 является представлением текущего напряжения, основанным на идеальном стандарте напряжения Джозефсона. CCE предположил, что стандартное значение имеет относительную стандартную неопределенность 0,4 мкВ / В. По соглашению, эта погрешность не включается в погрешности представления вольта, поскольку любое отклонение от вольта СИ будет согласованным между различными лабораториями, использующими стандарт эффекта Джозефсона.

1.4.2 Квантовый эффект Холла

В классическом эффекте Холла ток частиц с зарядом q и скоростью v проходит через устройство, помещенное в магнитное поле с перпендикулярной составляющей плотности магнитного потока B .Сила Лоренца qvB отклоняет проводящие заряды к одной стороне устройства. В результате перераспределение заряда создает электрическое поле E на устройстве. В состоянии равновесия сила кулоновского отталкивания qE противостоит силе Лоренца. Электрическое поле генерирует напряжение Холла, пропорциональное B , перпендикулярно как магнитному потоку, так и протеканию тока.

QHE наблюдается только в том случае, если проводящие частицы (обычно электроны) ограничены двумерным слоем внутри устройства с помощью потенциала, который ограничивает их движение вне плоскости.В целочисленном QHE их можно рассматривать как независимые ферми-частицы и, таким образом, при низкой температуре они образуют двумерный электронный газ (2DEG). Этот 2DEG обозначен голубой областью полупроводникового устройства, показанной на вставке. И снова сила Лоренца, возникающая в результате приложенного магнитного поля, равна кулоновской силе, создавая напряжение Холла В H на устройстве и продольное напряжение В x вдоль устройства; однако здесь напряжение Холла больше не прямо пропорционально плотности магнитного потока B .

График, показывающий напряжение Холла В H и продольное напряжение В x для устройства квантованного сопротивления Холла с плотностью магнитного потока B и постоянным током I . Схема такого устройства, изображенная на вставке, показывает выравнивание плотности потока перпендикулярно плоскости устройства.

Колебания напряжения происходят в напряжении В x , когда приложенный ток I поддерживается постоянным, а плотность магнитного потока B изменяется.Серия плато постоянного напряжения возникает в сигнале В, H для тех областей B , где В x является небольшим. Поперечное сопротивление со значением R H определяется как отношение квантового напряжения Холла В H на устройстве, деленное на ток I , проходящий через устройство, и, таким образом, имеет постоянную величину. значение вдоль плато. Например, для двух плато на рисунке измеренные значения QHR составляют около 6 453.2 Ом и 12 906,4 Ом в широком диапазоне плотностей магнитного потока.

Клаус фон Клитцинг обнаружил целочисленный квантовый эффект Холла [58] в ночь с 4 на 5 февраля 1980 года в лаборатории высокопольных магнитов Института Макса Планка в Гренобле, Франция. Он сразу понял, что это открытие имеет значение для метрологии сопротивления, из-за его предыдущего опыта в качестве летнего студента в PTB. Фон Клитцинг связался с Фолькмаром Косе в PTB, чтобы организовать калибровку его эталонных резисторов.Результаты с погрешностью в одно стандартное отклонение около 10 −5 R H были объявлены на международной конференции в июне 1980 г. и опубликованы [33] в августе. В 1985 году он получил Нобелевскую премию по физике. Ландвер, его наставник, написал отчет [59] о событиях, приведших к открытию.

Экспериментально обнаружено, что плато имеют значения сопротивления

, где i — целое число, а h / e 2 — около 25 812.8 Ом. и = 2, 3 и 4 плато обозначены. Роберт Лафлин, один из лауреатов Нобелевской премии по физике 1998 г. за развитие понимания дробного КЭХ, дает элементарный вывод [60] уравнения. (3).

Это фундаментальное свойство возникает из-за того, что заряды, движущиеся в скрещенных магнитных и электрических полях, подчиняются уравнению движения: qv x B z = qE y , где q — заряд, а v x — скорость в направлении, перпендикулярном каждому полю. E y можно записать как производную электрического потенциала V y по направлению y , которое является направлением измерения напряжения Холла. Потом,

∫VminVmaxdVy = ∫VminVmaxvxBzdy.

(4)

Интеграл слева — это просто напряжение Холла, которое представляет собой сопротивление Холла, деленное на общий ток. С двумерной плотностью тока J = ev x N S , вставленной с правой стороны, интегрирование дает уравнение R H = B / eN S , где N S — это плотность проводящих электронов внутри 2DEG.Это уравнение является классическим результатом, который предсказывает линейную зависимость между сопротивлением и плотностью магнитного потока B . В КЭХ вблизи центров плато все разрешенные состояния заполнены и существует энергетическая щель на следующий уровень. Уравнение (3) найдено по следующим причинам: (а) электроны в 2DEG совершают циклотронные орбиты вокруг линий магнитного потока и занимают состояния на уровне Ландау; (б) максимальное количество состояний на единицу площади n s на заполненном уровне Ландау составляет n s = eB / h ; и (c) N S = i n s .

Работники национальных метрологических лабораторий быстро начали изучать эффект. Погрешность измерения R H необходимо было уменьшить на несколько порядков. К августу 1980 г. М. Э. Кейдж, Б. Ф. Филд и Р. Ф. Дзюба из NBS проводили эксперименты [61] с Р. Вагнером в Военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, округ Колумбия, сначала с использованием магнита Биттера, пока не был установлен сверхпроводящий магнит 13 Тл. Как и фон Клитцинг, они использовали кремниевые полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (Si MOSFET), у которых есть досадный недостаток, заключающийся в том, что статическое электричество может пробить оксидный слой, делая устройство бесполезным.

В 1982 г. Д. Цуй и Х. Штормер (лауреаты Нобелевской премии 1998 г. и Лафлин за дробный квантовый эффект Холла) пригласили сотрудников NIST в Bell Labs в Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси. Их устройства с гетеропереходом GaAs / AlGaAs, сделанные А. Госсардом, были лучше, чем Si MOSFET, из-за меньшей эффективной массы электронов в 2DEG и более широких плато. Эти устройства и усовершенствования в системе измерения позволили провести первые прецизионные измерения R H с погрешностью 2 × 10 −7 R H [62].

Кейдж, Филд и Дзюба начали мониторинг группы из пяти резисторов с проволочной обмоткой 1 Ом (среднее значение которых было законным в США) в NBS с точки зрения квантованного сопротивления Холла R H с использованием сверхпроводящего тока 8 Т магнит, поставляемый Bell Labs. В 1983 году Цуй, Стормер и Госсард также предоставили NIST свои лучшие устройства на основе GaAs / AlGaAs с целочисленным эффектом. Методика потенциометрического измерения QHR [63] и методы масштабирования сопротивления были усовершенствованы, что позволило NBS контролировать U.S. Законный Ом с точностью до дробной величины 1,5 × 10 −8 [29]. В течение 5 лет, предшествовавших 1988 г., измерения Кейджа, К. Т. Вандегрифта и Дзюбы показали, что законный ом США уменьшался на частичную величину, по крайней мере, на 5,3 × 10 -8 в год. Допустимые сопротивления резисторов в других странах также дрейфовали с аналогичной скоростью.

Относительные погрешности значений SI для h и e в то время составляли примерно 1 × 10 −6 , поэтому h / e 2 нельзя было определить без абсолютных электрических стандартов. связаны с величинами СИ.Поэтому в NIST наилучшее значение SI [28] R H было получено с использованием вычисляемой конденсаторной цепи (описанной в разделе 2.3). Полученная реализация SI для R H имела неопределенность 2,4 × 10 -8 . NPL в Соединенном Королевстве [64] и NML в Австралии [65] также получили значения SI R H с относительной стандартной неопределенностью 6,7 × 10 −8 и 6,2 × 10 −8 , соответственно.

CCE рассмотрел эти и другие данные, рекомендуя принять новую константу для поддержания сопротивления [57].Точное условное значение постоянной фон Клитцинга в 1990 г.

R K − 90 = 25 812,807 Ом,

(5)

был принят всеми НМИ 1 января 1990 года и стал новой основой для Юридического Ома США. CCE предположил, что стандартное значение имеет относительную стандартную неопределенность 0,2 мкВ / В. Опять же, по соглашению, эта погрешность не включается в погрешности представления ома, поскольку любое смещение от SI-ома будет согласованным между различными лабораториями, использующими стандарт QHE.

CCE также выпустил набор технических руководств [66] для обеспечения надежных измерений R H , поскольку было обнаружено, что значения могут зависеть от таких параметров, как температура устройства [67], приложенный ток. [68] и электрические контакты к 2DEG [69]. При соблюдении технических рекомендаций было продемонстрировано, что значение R H не зависит от устройства до дробной величины не более 3,5 × 10 −10 [70, 71].

Единица мощности — Как обсуждать

Единица мощности

Какие бывают единицы мощности?

  • Вольт (В)
  • Ампер (А)
  • Ом (Ом)
  • Ватт (Вт)
  • Децибел милливатт (дБм)
  • Децибел Вт (дБВт)
  • фарад (н)
  • Энрике (Х)
  • симен (S)
  • Кулон (C)

Какие единицы используются для измерения мощности?

Ватт (обозначение: Вт) — это единица измерения мощности.В Международной системе единиц (СИ) это определяется как единица, производная от 1 джоуля в секунду, и используется для количественной оценки скорости передачи энергии.

Что такое мощность и какая единица измерения мощности?

В физике мощность — это скорость работы или скорость передачи тепла или электричества. Единицы измерения мощности в системе СИ — ватты, но единицы измерения в граммах и сантиметрах очень точны. В британской системе единицами измерения мощности являются фут-фунты в секунду или лошадиные силы.

Что такое стандартная единица мощности?

Стандартная единица измерения мощности — ватты (сокращенно Вт), что равняется одному джоуля в секунду. Скорость работы равна потреблению энергии, поскольку сила a передает одну единицу энергии, когда она выполняет одну единицу работы.

Какие блоки питания подходят?

  • Вольт (В) Вольт — это электрическая единица измерения напряжения.
  • Ампер (А) Ампер — это электрическая единица электрического тока.
  • Ом (Ом) Ом — единица измерения электрического сопротивления.
  • Ватт (Вт) Ватт — это электрическая единица электрической энергии.
  • Децибел милливатт (дБм) Децибел милливатт или дБм — это единица измерения электрической энергии, измеряемая по логарифмической шкале на основе 1 мВт.

В каких единицах измеряется мощность?

блоков питания. Мощность измеряется в энергии (джоулях), деленной на время. Единица измерения мощности в системе СИ — ватты (Вт) или джоули в секунду (Дж / с).Власть — это скаляр, у нее нет направления.

Какие единицы мощности в физике?

В физике мощность — это скорость работы или теплопередачи, количество энергии, переданной или преобразованной за единицу времени. Поскольку у него нет направления, это скаляр.

Что такое единицы мощности?

Измерение силы — это энергия, разделенная на время. В системе СИ единица мощности — ватты (Вт), что соответствует одному джоуля в секунду. Другими единицами измерения мощности являются эрги в секунду (эрг / с), лошадиные силы (л.с.), метрические лошадиные силы (л.с. (PS) или лошадиные силы (CV)) и фунт-футы в минуту.

По какой формуле рассчитывается мощность?

Мощность часто обозначается как (Вт) и измеряется в ваттах. Общая формула для мощности: W = V x I или W = I 2 x R или W = V 2 / R. Другие основные формулы для мощности: I = W / V или I = (W / R) 2.

Какая основная единица вязкости?

Следовательно, единицей вязкости является ньютон-секунда на квадратный метр, которая обычно выражается как паскаль-секунда в единицах СИ. Вязкость жидкостей быстро уменьшается с повышением температуры, а вязкость газов увеличивается с повышением температуры.

Как измеряется вязкость в единицах?

Формула для измерения вязкости довольно проста: вязкость = напряжение сдвига / скорость сдвига. Результат обычно выражается в сантипуазах (сП), что составляет 1 мПа · с (миллипаскали секунды). Напряжение сдвига — это сила на единицу площади, необходимая для смещения одного слоя жидкости относительно другого.

Что такое единица вязкости CGS?

Наиболее часто используемой единицей измерения динамической вязкости является единица CGS, сантипуаз (сП), что эквивалентно пуазу (P).

Что такое CPS для вязкости?

Вязкость смеси является мерой гидравлического сопротивления технологической жидкости. Вязкость обычно указывается в сантипуазах (сП), но также может быть указана в других стандартных отраслевых измерениях.

Какие различные единицы мощности называются

Пояснение: Ватты (Вт) — это единица измерения мощности в системе СИ. Он исходит из базовых единиц СИ. Скорость — это скорость, с которой движется объект.

Что такое все единицы СИ?

единица СИ.(Единицы) любая единица, принятая для международного использования в Международной системе единиц и используемая в настоящее время для всех научных и большинства технических целей. Существует семь основных единиц измерения: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела и моль, а также две другие единицы: радианы и стерадианы.

Что такое единица СИ для мощности, равной джоулям в секунду?

В системе СИ единицей мощности является ватт (Вт), что соответствует одному джоуля в секунду. Другими единицами измерения мощности являются эрг в секунду (эрг / с), мощность (л.с.), метрическая мощность (л.с. (PS) или лошадиные силы (CV)) и фунт-фут в минуту.

В каких единицах измеряется мощность?

Ватт (Вт) — производная единица мощности в системе СИ. Он исходит из базовых единиц СИ. Скорость — это скорость, с которой движется объект. #v = расстояние / время = d / t #.

Какие требуются различные единицы мощности

Некоторые из наиболее распространенных единиц мощности — эрг в секунду (эрг / с), фунт-фут в минуту, дБм, количество калорий в час или килокалорий в час, мощность в лошадиных силах (PS), BTU в час (БТЕ / час).Единицы преобразования энергии.

Какие единицы электричества?

Единицы электроэнергии используются для измерения количества энергии, потребляемой домом. Единицы энергии измеряются в киловатт-часах (кВтч). Таким образом, одна единица электроэнергии соответствует одному киловатт-часу (кВтч) потребляемой электроэнергии.

Как рассчитать мегаватт?

Мегаватт (МВт) — единица мощности. Опишите скорость, с которой цикл потребляет или производит энергию в данный момент.Один мегаватт равен одному миллиону ватт. Формула для расчета мегаватт-часов: мегаватт-часы (МВтч) = мегаватты (МВт) x часы (ч).

Как рассчитать мощность?

Расчет производительности. Формула для расчета мощности: W (джоули в секунду) = V (джоули на кулон) x A (кулоны в секунду), где W — ватты, V — вольты, а A — ток. На практике энергия — это энергия, генерируемая или потребляемая за секунду.

Что такое преобразование мощности?

Во всех областях электротехники преобразование энергии — это процесс преобразования электрической энергии из одной формы в другую.Преобразователь мощности — это электрическое или электромеханическое устройство для преобразования электрической энергии.

Стандартные единицы физики мощности

В Международной системе единиц (СИ) единицей мощности является ватт (Вт), что соответствует одному джоулю в секунду. Другими распространенными и традиционными измерениями являются лошадиные силы по сравнению с лошадиными силами, механическая мощность примерно эквивалентна ваттам.

Какая формула мощности в физике?

Уравнение мощности: P = Вт / т.P означает мощность (в ваттах), W означает выполненную работу (в джоулях) или потребленную энергию (в джоулях), t означает время (в секундах).

Какая формула силы?

Единица измерения электрической мощности — ватты. Он рассчитывается следующим образом: Мощность = Ток * Напряжение {\\ displaystyle {\ ext {Power}} = {\ ext {Current}} * {\ ext {Voltage}}} P = IE {\\ displaystyle P = IE} .

От чего зависит мощность от физики?

Мощность — это скалярная величина. Это зависит не только от общего объема проделанной работы, но и от того, сколько времени потребуется на ее выполнение.Чем меньше времени вы тратите на конкретную задачу, тем выше ваша производительность. Мощность — это скорость выполнения работы или передачи энергии за единицу времени.

Какова формула физики?

Возможно, наиболее известные физические уравнения относятся к энергии: E = mc 2. В этом уравнении E представляет энергию, m представляет массу, а c представляет скорость света в вакууме (около 186 000 миль / сек или 3×108. метров) .. / Second Это уравнение разработал ученый Альберт Эйнштейн.

Какие единицы измерения мощности используются:

Ватт (символ: Вт) — это единица измерения мощности. В Международной системе единиц (СИ) это определяется как единица, производная от 1 джоуля в секунду, и используется для количественной оценки скорости передачи энергии. В основных единицах СИ ватт обозначается как кг⋅м 2 с -3. Глиняные скамейки названы в честь Джеймса Ватта, шотландского изобретателя 18 века.

Что означают вольт, ампер, ом и ватт?

Все эти единицы измерения связаны между собой электрическими отношениями, известными как закон Ома и закон Ватта.Закон Ома говорит им, что сопротивление равняется вольтам, разделенным на амперы, в то время как закон Уоттса говорит им, что ватты равны вольтам x амперам. С помощью этих двух основных формул вы можете вычислить, чтобы найти 2 неизвестных значения, если вы знаете 2.

Какие единицы используются для измерения мощности в энергии?

Тепловая энергия объекта измеряется в джоулях. Эта единица является результатом других основных единиц, таких как масса, время и длина. Устройство названо в честь Прескотта Джоуля. Калорийность также является мерой тепла.

Какая метрическая единица измерения энергии?

Джоуль (Дж). Это основная единица энергии в метрической системе или позже в более полной форме Международной системы единиц (СИ). В основном это измеряется в метрах, килограммах и секундах.

В каких единицах измеряются работа и энергия?

Стандартной единицей измерения энергии и работы в физике является джоуль, который обозначается символом J. В механике 1 джоуль — это энергия, передаваемая при приложении силы в 1 Ньютон к объекту и прохождении расстояния C .перемещается на 1 метр. Еще одна единица энергии, которую вы, возможно, нашли, — это калории.

В каких единицах выражается энергия?

Единица работы энергии или количество тепла, выделяемого при приложении силы в один Ньютон на расстоянии одного метра. Один джоуль эквивалентен одному ватту мощности, передаваемой или высвобождаемой за одну секунду. Имперские единицы используют британские тепловые единицы (БТЕ) ​​для выражения энергии.

Какие единицы используются для измерения мощности в электричестве?

Электрические единицы измерения.Стандартными единицами измерения напряжения, тока и сопротивления для электрических измерений являются вольты, амперы и омы.

Что такое электрические измерения?

Электрические измерения. Электрические измерения — это методы, устройства и расчеты, используемые для измерения электрических величин. Электрические измерения могут быть выполнены для измерения электрических параметров системы.

Что такое электрическая мера?

Электрическая единица — это единица измерения, используемая для описания свойства в электрической цепи.Примерами некоторых из наиболее распространенных типов электрических единиц являются кулон, который используется для измерения заряда, ампер, который используется для измерения электрического тока, и вольт, который используется для измерения напряжения.

Какие единицы измерения мощности используются в жизни?

Мощность — это работа, совершаемая за одну секунду, или переданная энергия, поэтому единицами измерения являются джоули в секунду, Дж / с. Он используется так часто, что получил собственное название ватт (Вт).

Что является важным фактором при измерении звука?

Еще одним важным и легко измеряемым фактором является объем или объем.Они измеряют громкость (также называемую звуковой мощностью или звуковым давлением) в единицах, называемых децибелами.

Как измеряется электрическая мощность за один час?

Ампер-час — единица электрического заряда. Это мера электрического тока за один час. Используемое сокращение — мАч. Эта единица измерения электрической энергии используется для измерения некоторых батарей, гальванического оборудования и рентгеновских лучей. Киловатт-час — это количество энергии, потребляемой в час. Один киловатт равен 1000 ватт.

Как измеряется сила звука?

Если вы используете логарифмическую шкалу децибел, если высота звука составляет 80 децибел, и вы добавляете еще 10 децибел, высота звука в десять раз громче и примерно в два раза громче для ваших ушей. Иногда используются разные версии децибел.

Какие единицы используются для измерения мощности в движении?

Ватт (Вт) — производная единица мощности в системе СИ. Он исходит из базовых единиц СИ. Скорость — это скорость, с которой движется объект.v = время в пути = d t.

Какая единица СИ используется для измерения мощности?

В системе СИ единицей мощности является ватт. Ватт (Вт) — производная единица мощности в системе СИ. Он исходит из базовых единиц СИ. Скорость — это скорость, с которой движется объект. v = время в пути = d t.

Что вы называете единицей электроэнергии?

Ампер-час — единица электрического заряда. Это мера электрического тока за один час. Используемое сокращение — мАч. Этот блок питания используется для измерения некоторых батарей, гальванических систем и рентгеновских лучей.

Как измеряется мощность двигателя?

Информацию о неметрических источниках питания можно найти здесь. Мощность: рабочая лошадка может поднять 550 фунтов на 1 фут за 1 секунду или 1 лошадиную силу в воздухе. Двигатели измеряются в лошадиных силах. Двигатель мощностью 10 лошадиных сил может сделать работу в десять лошадиных сил.

Какие единицы измерения мощности используются в науке?

Электроэнергия измеряется в ваттах и ​​киловаттах. Электричество измеряется в ваттах. Он назван в честь Джеймса Ватта, изобретателя паровой машины.Ватт — это единица измерения электрической энергии, эквивалентная одному амперу при давлении в один вольт. Ватт — это небольшая мощность.

Как единица мощности в системе СИ связана с работой?

Таким образом, мощность равна работе, разделенной на время (P = Вт / т). Согласно шотландскому изобретателю Джеймсу Ватту (1736-1819), единицей мощности в системе СИ является ватт (Вт). Усовершенствования Уоттса в паровом двигателе помогли разжечь промышленную революцию. По иронии судьбы, сам Ватт придумал термин «мощность», чтобы описать преимущества своего парового двигателя.

Какая единица измерения производства энергии в системе СИ?

Единица СИ: Единица измерения мощности в системе СИ — Вт. Это количество энергии, вырабатываемой при потреблении одного джоуля энергии за одну секунду. Единица W очень мала, часто используются более крупные единицы, такие как кВт и МВт. 1 кВт = 1000 Вт и 1 МВт = 1000 кВт. В настоящее время наиболее часто используемой единицей является СИ.

Что такое единица энергии и работы в физике?

Как вы измеряете энергию и работу? Стандартной единицей измерения энергии и работы в физике является джоуль, который обозначается символом J.В механике 1 джоуль — это энергия, передаваемая, когда к объекту прикладывается сила в 1 Ньютон и он проходит расстояние в C. перемещается на 1 метр.

Что такое мощность и что такое мощность в химии

Что делать с тем, насколько быстро выполняется работа. Формула потенции приведена ниже. Производительность = работа / время. P = Вт / т. Единство власти. Стандартной метрической единицей измерения является джоуль, а стандартной метрической единицей измерения времени являются секунды, поэтому стандартной метрической единицей измерения мощности является джоули в секунду, определяемые как ватты и называемые ваттами.Пример отработан.

Какая единица измерения мощности — джоуль в секунду в системе СИ?

По действующим стандартам, единица измерения мощности в системе СИ составляет не более одного ватта, обозначается символом W). Один джоуль в секунду также равен одному ватту. Интересно, что название было сохранено в честь Джеймса Ватта, который изобрел конденсатор для парового двигателя. Он также ввел термин «власть» — старейшая единица силы.

Какой пример единицы мощности в системе СИ?

В системе СИ единица мощности — ватты (Вт), что эквивалентно джоулям в секунду (Дж / с).Иногда мощность автомобилей и других машин выражается в лошадиных силах (л.с.), что примерно соответствует ваттам.

Какая единица измерения электрической мощности в метрической системе?

Это скорость, с которой выполняется задача или как быстро выполняется конкретная задача. Это единица, производная от метрической системы. Единица измерения электрической мощности — ватты. Один ватт — это один джоуль работы в секунду на объекте.

Что такое мощность и какая единица измерения мощности в науке

Вы можете определить мощность как скорость, с которой выполняется работа, это работа, которая выполняется в единицах времени.Единица измерения мощности в системе СИ — ватты (Вт), что эквивалентно джоулям в секунду (Дж / с). Иногда мощность автомобилей и других машин выражается в лошадиных силах (л.с.), что примерно соответствует ваттам. Какая средняя доходность?

Какой пример единицы мощности?

Вы можете определить мощность как скорость, с которой выполняется работа, это работа, которая выполняется в единицах времени. Единица измерения мощности в системе СИ — ватты (Вт), что эквивалентно джоулям в секунду (Дж / с). Иногда мощность автомобилей и других машин выражается в лошадиных силах (л.с.), что примерно соответствует ваттам.

Какая единица измерения мощности является стандартной метрической?

P = Вт / т. Стандартная метрическая единица измерения мощности — ватт. Как ясно из уравнения мощности, единица мощности равна единице работы, деленной на единицу времени. Следовательно, один ватт равен одному джоулю в секунду.

Как в расчетах измеряются единицы мощности?

1 Расчет мощности. Математически производительность — это результат работы, проделанной с течением времени. 2 блока питания. Мощность измеряется в энергии (джоулях), деленной на время.3 работы и ■■■■■■■■■. Когда вы проходите милю, ваше тело движется по инерции, которая измеряется после того, как работа сделана. 4 Средняя производительность. 5 Немедленно ■■■■■■■■■.

Что такое мощность и какова единица измерения мощности в электричестве

В физике электрическая мощность — это мера скорости, с которой электрическая энергия передается через электрическую цепь в единицу времени. Обозначается буквой P и измеряется в системе СИ. Единица мощности — один ватт или один джоуль в секунду.Электричество обычно поступает из таких источников, как электрические батареи, и вырабатывается электрическими генераторами.

Что такое СИ для единицы мощности?

В системе СИ единицей мощности является ватт (Вт), что соответствует одному джоуля в секунду. Другими единицами измерения мощности являются эрг в секунду (эрг / с), мощность (л.с.), метрическая мощность (л.с. (PS) или лошадиные силы (CV)) и фунт-фут в минуту.

Что такое мощность и какая единица измерения мощности в математике

Мощность — это величина, которая зависит от времени.Что делать с тем, насколько быстро работа сделана. Формула потенции приведена ниже. Стандартная метрическая единица работы — джоуль, а стандартная метрическая единица времени — секунда, поэтому стандартная метрическая единица измерения мощности — джоуль / секунда, определяемая как ватт и сокращенно обозначаемая как ватт.

Какое определение мощности в математике?

Хорошая производительность — это объем проделанной работы за время, необходимое для ее выполнения. На другом уроке они узнали, что работа — это движение объекта под действием силы.Они вычисляют работу, умножая силу на расстояние, которое проходит объект. В форме уравнения работа = сила x смещение.

Что такое мощность и в каких единицах измерения мощности

Мощность измеряется в энергии (джоулях), деленной на время. Единица измерения мощности в системе СИ — ватты (Вт) или джоули в секунду (Дж / с). Власть — это скаляр, у нее нет направления. Мощность часто используется для описания мощности машины.

Что такое стандартная единица измерения

Система СИ, также известная как метрическая система, используется во всем мире.Система СИ состоит из семи основных единиц: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), кельвин (K), ампер (A), моль (моль) и кандела (CD.). ).

Какая основная единица измерения?

Метрическая система — это основная система единиц, используемая в науке. Каждая единица считается размерно независимой от других. Эти измерения представляют собой единицы измерения длины, массы, времени, силы тока, температуры, количества вещества и интенсивности света.

Какие разные единицы измерения используются?

Стандартизация единиц измерения.Единицы измерения обычно используют Международную систему единиц (СИ) в качестве основы для сравнения. Система определяет семь основных единиц измерения: килограмм, метр, кандела, секунда, ампер, кельвин и моль.

Что такое основная единица измерения?

В метрической системе каждый основной тип единицы измерения (длина, вес, вместимость) имеет базовую единицу измерения (метр, грамм, литр). Преобразование выполняется быстро путем умножения или деления на коэффициент 10. Десятичную точку очень легко переместить вправо (для маленьких префиксов) или влево (для больших префиксов).

Используемая стандартная единица мощности

Стандартная метрическая единица работы — джоуль, а стандартная метрическая единица времени — секунда, поэтому стандартной метрической единицей мощности является джоуль / секунду, определяемая как ватты и сокращенно обозначаемая как ватты.

Что такое стандартная единица мощности в химии

Единица измерения мощности Стандартная метрическая единица работы — джоули, а стандартная метрическая единица времени — секунды, поэтому стандартная метрическая единица мощности — джоули в секунду. как ватты и сокращенно обозначается как ватты.

Как в химии используются единицы давления?

В химии обычно давление выражается в атмосферах или торр: торр и миллиметры ртутного столба (мм рт. Ст., Определяемые как разница в высоте барометра ртутного столба в один миллиметр при 0 ° C) почти равны. Другая единица измерения давления, используемая в метеорологии, — бар: 1 бар = 105 Н / м 2 = Торр = атм.

Какая единица измерения мощности является стандартной метрической?

Стандартная метрическая единица измерения — джоули, а стандартная метрическая единица времени — секунды, поэтому стандартной метрической единицей измерения мощности являются джоули в секунду, определяемые как ватты и сокращенно обозначаемые как ватты.Q1. Одна 60-ваттная лампочка горит 24 часа в сутки, а другая 60-ваттная — всего 12 часов.

Сколько ответов на разгадку кроссворда?

Кроссворд нашел 20 решений для кроссвордов Power Unit. Решатель кроссвордов находит ответы на американские кроссворды, английские кроссворды, общие кроссворды и загадочные кроссворды. Введите время реакции или реакцию образца для получения наилучших результатов.

Когда в последний раз видели единицу силы в кроссворде?

Кроссворд из четырех букв в последний раз видели 21 ноября 2020 года.Они думают, что вероятный ответ на это предложение — WATT. Ниже вы найдете все возможные ответы на этот индекс, отсортированные по рангам.

Сколько джоулей в единице мощности?

Единица мощности равна 1 джоуль в секунду мощности, рассеиваемой при токе 1 А, проходящем через резистор сопротивлением 1 Ом.

Какая единица измерения мощности паровой машины?

Шотландский инженер и изобретатель, чьи усовершенствования паровой машины привели к его широкому использованию в промышленности (17361819) единица мощности, равная 1 джоуль в секунду, рассеиваемая мощность 1 ампера тока, протекающего через резистор сопротивлением 1 Ом Спасибо решатель кроссвордов для вашего визита.

Какая единица измерения используется для измерения электрической мощности?

Электричество — это показатель того, насколько быстро энергия потребляется в течение определенного периода времени. В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, единицей измерения энергии является джоуль, а единицей измерения времени является секунда.

В какой единице обычно измеряется электрическая мощность?

Наиболее распространенной единицей измерения счетчика электроэнергии является киловатт-час, количество энергии, потребляемое киловаттной нагрузкой за один час, или 3 600 000 джоулей.Некоторые поставщики энергии вместо этого используют мегаджоули SI.

Как называется единица электрической мощности?

Электрическая энергия — это скорость, с которой электрическая энергия передается по цепи в единицу времени. В системе СИ единица мощности — один ватт, один джоуль в секунду.

Какая единица используется для выражения электрической мощности?

Один киловатт (кВт) равен тысяче (10 3) ватт. Эта единица измерения часто используется для выражения мощности двигателей и мощности электродвигателей, инструментов, машин и нагревательных устройств.Это также обычно используемая единица измерения выходной мощности электромагнитного излучения радио- и телевизионных станций.

Какая формула кинетической энергии?

Формула для расчета кинетической энергии (KE): KE = x mv 2. Где m обозначает массу, меру количества вещества в объекте, а v обозначает скорость объекта или скорость, с которой он движется. .

Какие уравнения для кинетической энергии?

Формула кинетической энергии определяет соотношение между массой объекта и его скоростью.Уравнение кинетической энергии: KE = * m * v², где: m — масса, v — скорость.

Как преобразовать кинетическую энергию в скорость?

Кинетическая энергия объекта определяется массой объекта, а также скоростью, с которой он движется. Уравнение для расчета кинетической энергии: кинетическая энергия = 1/2 мв 2, где m — масса объекта (в кг), а v — скорость объекта (в м / с).

Что такое кинетическая энергия и скорость?

Кинетическая энергия объекта — это энергия, которую он получает от своего движения.В ньютоновской (классической) механике, которая описывает макроскопические объекты, движущиеся со скоростью, составляющей небольшую часть скорости света, кинетическая энергия (E) массивного движущегося тела может быть вычислена как половина его массы (m), умноженная на квадрат его скорости. (v): E = ½mv2.

В каких единицах измеряется ток?

Единицей измерения тока является ампер, который описывает количество заряда, протекающего в секунду. По этой причине усилители также можно описать как кулоны в секунду.По сути, ток — это мера количества электронов, которые проходят через определенную точку каждую секунду.

Какая основная единица измерения электрического тока?

Ампер (А) — это основная единица СИ для измерения электрического тока. Его можно определить как количество электрического заряда или количество электронов, которые проходят через точку в цепи за одну секунду. Один ампер равен * 1018 электронам, проходящим одну точку в секунду или один кулон в секунду.

Что такое единица СИ для AMP?

Ампер (символ единицы СИ: символ измерения СИ: I), часто сокращенно обозначаемый как ампер, является единицей СИ для измерения электрического тока (символ величины: I, i) и является одной из семи единиц основной СИ.Он назван в честь Андре Мари Ампера (1775-1836), французского математика и физика, считающегося отцом электродинамики.

Единица энергии

Поскольку энергия определяется работой, единица энергии в системе СИ такая же, как и единица работы, джоуль (Дж), названная в честь Джеймса Прескотта Джоуля и его экспериментов с механическим эквивалентом тепла. Проще говоря, 1 джоуль соответствует 1 ньютон-метру в основных единицах СИ.

Какая основная единица энергии?

Базовая единица энергии — джоуль, но обычно ее называют ватт-часом или киловатт-часом.Энергия бывает разных форм и часто выражается в нескольких единицах. Входящая сила — это количество энергии в единицу времени. Мощность — это мощность потребляемой энергии.

Как называется единица энергии?

Поскольку энергия определяется работой, единица энергии в системе СИ такая же, как и единица работы Джоуль (Дж), названная в честь Джеймса Прескотта Джоуля и его экспериментов с механическим эквивалентом тепла.

Что представляет собой единица энергии?

Единицей энергии, используемой в атомной физике, физике элементарных частиц и физике высоких энергий, является электрон-вольт (эВ).Один эВ равен × 10-19 Дж. В спектроскопии единица измерения см -1 = эВ используется для представления энергии, поскольку энергия обратно пропорциональна длине волны уравнения. При обсуждении производства и потребления энергии часто используются единицы баррель нефтяного эквивалента и тонны нефтяного эквивалента.

Какие единицы используются для измерения энергии?

В физике и химии до сих пор обычной практикой является измерение энергии в атомном масштабе не в системе СИ, а в практических единицах, электрон-вольтах (эВ).Хартри (единица атомной энергии) часто используется в расчетах.

ампер, ватт и вольт: руководство по измерению мощности

Вероятно, вы читаете эту статью с электронного устройства. По определению, это означает, что вы используете электричество для его просмотра. Это может быть электричество от сети или просто аккумулятор, подключенный к вашему компьютеру или телефону. Если вы используете питание от сети, электричество поступает на ваше устройство переменным током, обычно называемым переменным током.Однако, если оно поступает от аккумуляторной батареи, ваше устройство получает питание в виде постоянного или постоянного тока. Хотя вы, вероятно, встречали эти термины в повседневном использовании энергии, большинство людей не понимают, что они означают.

Вы используете энергию для разных целей в повседневной жизни. Эти виды использования включают освещение, запуск промышленных машин, развлечения, обучение и т. Д. Периодически ваша энергетическая компания отправляет вам счета за потребленную электроэнергию.Вот когда пригодится лучшее понимание измерения энергии.

В этой статье мы рассмотрим различные единицы измерения выходной энергии и энергопотребления. Мы включим очень базовую разбивку значений единиц, используемых в этом процессе. Основные единицы измерения — амперы, ватты и вольт. Вы можете встретить эти термины на этикетках аккумуляторов, источников питания, схемах устройств, описаниях продуктов и в других местах. Ниже приводится базовое, но подробное объяснение этих различных измерений.

Вт

Возможно, вы слышали, что энергетическая компания указывает мощность в единицах, называемых ваттами. Итак, что такое ватт? Это обозначение, используемое для измерения энергии. Проще говоря, это устройство, которое расскажет вам о количестве энергии, которое устройство использует при работе от электричества. Большинство производителей электроприборов наносят эту цифру на упаковку прибора. Если его нет на упаковке, вы можете поискать его в инструкции по эксплуатации оборудования.

Например, лампочка с маркировкой 25 Вт потребляет 25 Вт из вашей линии электропередачи, когда вы ее включаете.Количество используемой энергии также измеряется с учетом других факторов, таких как время. Например, у нас могут быть ватт-часы и киловатт-часы. Ватт-час — это мера того, сколько электроэнергии потребляет электроприбор за заданное время. Обозначение таймфрейма обычно час.

Например, вы можете ожидать, что прибор с маркировкой 300 Вт будет потреблять примерно такое количество электроэнергии, если оставить его включенным на час. Точно так же киловатт-час (кВтч) — это знакомый вам символ.Это цифра, которую ваша энергетическая компания использует для выставления счетов. В вашем счете эта единица будет использоваться для указания общего количества энергии, потребляемой всеми вашими приборами. Киловатт представляет 1000 ватт. Следовательно, киловатт-час — это составная единица, равная 1000 ватт мощности, выдерживаемой в течение часа. Такие устройства, как посудомоечные машины, потребляют в среднем 500 кВтч в год. С другой стороны, мегаватт эквивалентен 1000 киловатт или миллиону ватт. Вы используете такую ​​мощность для питания крупных предприятий, таких как фабрики или города.

Ампер

Термин «сила тока» используется для определения силы электрического тока. Чтобы лучше понять, как все это работает, нужно также знать о напряжении. Мы обсудим напряжение как давление в колодце электричества, которое проходит в вашем доме. Следовательно, мы можем рассматривать ампер как единицу электрического тока, необходимую для работы прибора. С общей точки зрения, более крупные приборы потребляют большую силу тока.

Следовательно, как указано выше, ампер — это просто измерение тока, используемого конкретным устройством.Устройства с большей мощностью работают быстрее и лучше. Однако это будет стоить вам дороже с точки зрения электричества. Чтобы уменьшить свои счета за электричество, вам нужно будет пересмотреть свои приборы и выяснить, какие из них вы можете отказаться. Для достижения аналогичного результата вы также можете рассмотреть возможность использования приборов с более низким номинальным током.

При физическом поражении электрическим током сила тока является фактором, определяющим, насколько опасно событие. Поскольку вы точно не знаете, какой ток проходит через них, вам непременно следует стараться держаться подальше от открытых источников питания.В худшем случае — поражение электрическим током.

Вольт

Мы только что обсудили ампер как единицу измерения силы тока, необходимой конкретному устройству для работы. Чтобы ток мог добраться до нужного места, ему нужна транспортная единица. Следовательно, напряжение — это мера силы, необходимой для передачи тока в ампер против сопротивления используемого материала. Проще говоря, напряжение — это мера давления электричества.

Как показывает опыт, напряжение всегда должно быть постоянным.Слишком высокое напряжение приведет к перегрузке ваших устройств при подключении. Если вы видите, что свет в вашем доме тускнеет, это обычно связано с недостаточным напряжением, чтобы протолкнуть ток в лампочки.

В большинстве электроустановок есть автоматический выключатель. Они позволяют определенному количеству тока проникать в ваш дом для питания ваших бытовых устройств. Если сила тока превышает номинальную для автоматического выключателя, он отключает ток. Это жизненно важно для защиты ваших устройств и домашней проводки.

Как электричество попадает в ваш дом

Электроснабжение приходит к вам домой от электросети через два 120-вольтовых провода, которые обеспечивают общую мощность 240 вольт. Электроэнергия поступает в ваш дом через мачту и главные служебные кабели (или, в некоторых случаях, подземные кабели). По пути он проходит через счетчик электроэнергии, который записывает ваше общее использование. Как только он входит в ваш дом, начальная остановка подачи электроэнергии — это ваша сервисная панель.

Как определяется сила тока в вашем доме?

Размер блока питания в вашем доме определяет количество устройств, которые вы можете использовать одновременно.Блок питания на 200 ампер позволит вам использовать несколько устройств одновременно. Однако 60 ампер может быть недостаточно для одновременной работы электрического водонагревателя, плиты и фена. Чтобы измерить вашу электрическую сеть, исследуйте основные компоненты системы электроснабжения вашего дома — кабель, кабелепровод, счетчик, панель и главный автоматический выключатель — чтобы определить, какой из них имеет наименьшую силу тока. Самый низкий рейтинг — это общий рейтинг источника питания вашего дома.

Дополнительная информация об измерениях

Как вы уже прочитали, важно понимать, сколько энергии потребляют ваши устройства.Если у вас есть дом или коммерческая недвижимость в Фредерике, штат Мэриленд, вы можете связаться с Wenbrooke Services для получения дополнительной информации. Мы предлагаем отличные услуги электроснабжения, охлаждения и отопления на всей территории округа Грейтер-Фредерик. У нас есть опыт и подготовка, чтобы понять, как ватты, амперы и вольт работают вместе, чтобы дать вашему дому достаточно энергии.

В Wenbrooke Services мы также предлагаем услуги, связанные с заменой проводки, генераторами, планами технического обслуживания и аварийными поломками. Фактически, мы предоставляем полный спектр электрических и солнечных услуг.Вы даже можете связаться с нами, если вам нужны услуги по отоплению или охлаждению, такие как ремонт, техническое обслуживание или установка. Наши специалисты обладают высокой квалификацией, чтобы предоставить надежный совет и помощь. Чтобы узнать больше обо всех способах, которыми мы можем вам помочь, позвоните нам сегодня.

6.4 Электрические измерительные приборы — знакомство с электричеством, магнетизмом и схемами

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

К концу раздела вы сможете:
  • Опишите, как подключить вольтметр в цепь для измерения напряжения
  • Опишите, как подключить амперметр в цепь для измерения тока
  • Опишите использование омметра
Закон

Ома и метод Кирхгофа полезны для анализа и проектирования электрических цепей, предоставляя вам значения напряжения, проходящего тока и сопротивления компонентов, составляющих цепь.Для измерения этих параметров требуются инструменты, и эти инструменты описаны в этом разделе.

Вольтметры и амперметры постоянного тока

В то время как вольтметры измеряют напряжение, амперметры измеряют ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях на самом деле являются вольтметрами или амперметрами (рисунок 6.4.1). Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дает более полное представление о применениях последовательного и параллельного подключения.

(рисунок 6.4.1)

Рисунок 6.4.1. Датчики уровня топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств. Эти единицы пропорциональны количеству бензина в баке и температуре двигателя. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Измерение тока с помощью амперметра

Для измерения тока через устройство или компонент амперметр подключается последовательно с устройством или компонентом.Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. Рисунок 6.4.2, где амперметр обозначен символом A.)

(рисунок 6.4.2)

Рисунок 6.4.2 (a) Когда амперметр используется для измерения тока через два резистора, подключенных последовательно к батарее, один амперметр подключается последовательно с двумя резисторами, потому что ток через два резистора в серии. (b) Когда два резистора соединены параллельно с батареей, три метра или три отдельных показания амперметра необходимы для измерения тока от батареи и через каждый резистор.Амперметр подключается последовательно к рассматриваемому компоненту.

Амперметры должны иметь очень низкое сопротивление, доли миллиома. Если сопротивлением нельзя пренебречь, установка амперметра в цепь изменит эквивалентное сопротивление цепи и изменит измеряемый ток. Поскольку ток в цепи проходит через измеритель, амперметры обычно содержат предохранитель для защиты измерителя от повреждения слишком высокими токами.

Измерение напряжения с помощью вольтметра

Вольтметр подключается параллельно к любому устройству, которое он измеряет.Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. Рисунок 6.4.3, где вольтметр обозначен символом V.)

(рисунок 6.4.3)

Рисунок 6.4.3 Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (В) помещается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между положительной клеммой и отрицательной клеммой аккумулятора или источника напряжения.Невозможно подключить вольтметр напрямую через ЭДС без учета внутреннего сопротивления батареи.

Поскольку вольтметры подключаются параллельно, вольтметр должен иметь очень большое сопротивление. Цифровые вольтметры преобразуют аналоговое напряжение в цифровое значение для отображения на цифровом индикаторе (рисунок 6.4.4). Недорогие вольтметры имеют сопротивление порядка, тогда как высокоточные вольтметры имеют сопротивление порядка. Значение сопротивления может варьироваться в зависимости от того, какая шкала используется на измерителе.

(рисунок 6.4.4)

Рисунок 6.4.4 (a) Аналоговый вольтметр использует гальванометр для измерения напряжения. (b) Цифровые счетчики используют аналого-цифровой преобразователь для измерения напряжения. (Фото а и б: Джозеф Дж. Траут)

Аналоговые и цифровые счетчики

В лаборатории физики вы можете встретить два типа измерителей: аналоговые и цифровые. Термин «аналоговый» относится к сигналам или информации, представленной непрерывно изменяющейся физической величиной, такой как напряжение или ток.Аналоговый измеритель использует гальванометр, который по сути представляет собой катушку провода с небольшим сопротивлением в магнитном поле с прикрепленной стрелкой, указывающей на шкалу. Ток течет через катушку, заставляя катушку вращаться. Чтобы использовать гальванометр в качестве амперметра, параллельно катушке помещают небольшое сопротивление. У вольтметра большое сопротивление ставится последовательно с катушкой. Цифровой измеритель использует компонент, называемый аналого-цифровым (аналого-цифровым) преобразователем, и выражает ток или напряжение как серию цифр и, которые используются для запуска цифрового дисплея.Большинство аналоговых счетчиков было заменено цифровыми.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.8

Цифровые счетчики способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые счетчики, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Омметры

Омметр — это прибор, используемый для измерения сопротивления компонента или устройства. Работа омметра основана на законе Ома.Традиционные омметры содержат внутренний источник напряжения (например, аккумулятор), который подключается к проверяемому компоненту, создавая ток через компонент. Затем для измерения силы тока использовался гальванометр, а сопротивление вычислялось по закону Ома. Современные цифровые измерители используют источник постоянного тока для пропускания тока через компонент, и измеряется разность напряжений на компоненте. В любом случае сопротивление измеряется по закону Ома, где известно напряжение и измеряется ток, или известен ток и измеряется напряжение.

Интересующий компонент должен быть изолирован от цепи; в противном случае вы будете измерять эквивалентное сопротивление цепи. Омметр никогда не следует подключать к «активной» цепи, к которой подключен источник напряжения и через нее протекает ток. Это может повредить глюкометр.

Кандела Цитаты

Лицензионный контент CC, конкретная атрибуция

  • Загрузите бесплатно по адресу http://cnx.org/contents/[email protected] Получено из : http://cnx.org/contents/[email protected] Лицензия : CC BY: Attribution
.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *