Что значит «вольт-ампер»? — МосЭлектриК

На названии электроприбора или на паспорте электроаппарата можно видеть обозначение V*A (вольт-ампер) или kV*A(киловольт-ампер). Гораздо привычнее для нас слово Ватт или килоВатт, ведь Вольт умножить на Ампер, это вычисление мощности: Ватт=Вольт х Ампер. В этом нужно немного разбираться, чтобы понимать, как это отреагирует электропроводка в квартире. Да и электропроводка в доме тоже рассчитывается с пониманием таких базовых величин. Конечно, при расчетах можно заказать вызов электрика на дом для консультаций, в услуги электрика такая работа входит. Но не всем нужно, чтобы пришел электрик на дом и объяснил эти понятия, т. к. электрик возьмет за это оплату.

Обозначение мощности Ватт (Вт) верно для расчета мощности лампочки накаливания.

Но это не всегда точно отражает реальную, полную мощность, необходимую для работы того или иного электроприбора, для того, чтобы электропроводка в квартире была в безопасности. Часто фирмы производители указывают не совсем корректную информацию на электроприборах, например: потребляемую активную мощность 2700Watt указанную на стиральной машине электрик профессионал может поставить под сомнение. Особенно это становится важно, когда электропроводка в доме на пределе возможности.

 

Ведь мощности разные: полная (выражается в вольт-амперах), активная (выражается в ваттах), реактивная (выражается в варах). Значения у них различаются, где немного, а где и существенно. А что делать, если нужно реальное и точное знание мощности? И где оно может пригодиться? Можно до установки мощного электроприбора заказать услуги электрика, и когда придет электрик на дом подробно обо всем расспросить, но не у всех на это есть ресурсы.

А ведь это очень нужно в некоторых случаях.

Конечно, если электропроводка в квартире не очень нагружена, для расчета потребляемой мощности освещения — ламп накаливания, все просто – это Ватт = Вольт х Ампер. А если рассмотреть что-то посложнее? Скажем, бытовую технику, радиоаппаратуру? Бывает такое что электропроводка в доме на пределе возможности из за подключенных электрообогревательных приборов, электрощит почти гудит.

При оценке нагрузки и подборе проводов, когда выполняется прокладка кабеля по подключению компьютерного, торгового, промышленного оборудования, при электромонтаже двигателей, трансформаторов, необходимо все точно рассчитать. Мощности большие. В этом случае нужен вызов электрика для консультаций. Вызов электрика в таких случаях спасает от неприятностей в будущем. Особенно, когда просчитывается электропроводка в доме, к тому же деревянном, да и электропроводка в квартиренуждается в безопасности.

А для расчетов номиналов электропроводки по подключению источников бесперебойного питания (ИБП) для компьютеров, ИБП серверов, ЦОДов (ЦОД – центр обработки данных) крупных фирм и банков, когда прокладка кабеля с особенностями, — тем более. Тут еще и ответственность высокая. Вызов электрика обязателен.

Разные мощности.

Характеристика мощности электроприборов в ваттах отличается от характеристики в вольт-амперах, особенно с конденсатором на входе, и вот почему:

• При работе какого-либо электрооборудования выполняется полезная (активная) работа, к примеру, электродвигатель приводит в действие механизм деревообрабатывающего станка, на это затрачивается определенная энергия во столько-то Ватт (активная мощность в Ваттах).
• Но и сам двигатель на себя затрачивает определенное количество электроэнергии, которая передается электромагнитным полям цепи (для создания магнитного поля, магнитного потока, работы конденсаторов, на тепловую энергию) —  реактивную мощность, измеряемую в варах (var).

Полная мощность.

Соответственно, полная электрическая мощность, потребляемая деревообрабатывающим станком, будет состоять из потребляемой электродвигателем «на свои нужды» реактивной мощности и активной мощности, отдаваемой механизму станка.

То есть все, что взято станком из электропроводов на вводе. И прокладка кабеля к станку должна быть продумана. Лучше вызвать электрика для рассчета сечения жилы с учетом длинны кабеля до закупки материала.

И такая мощность в Российской Федерации, как и в Международной системе единиц (СИ), называется полной и измеряется в вольт-амперах (В*А  или V*A).

При необходимости подключить электрооборудование и рассчитать полную мощность для правильного монтажа электропроводки вы можете позвонить нам и вызвать электрика профессионала. В услуги электрика входит и составление сметы по подключению мощного электрооборудования. Если это не предприятие, то вызов электрика на дом можно заказать в удобное время.

У нас есть грамотные электрики.

Скалин Евгений.

Разница между ВА и Вт

Электрика, как и многие другие области технических направлений, изобилует собственной терминологией, зачастую малопонятной даже людям, знакомым с одноименным разделом физики по школьной программе. Именно оттуда мы узнали про вольты и амперы, с ваттами и киловаттами нас ближе познакомили платежки ЖКХ, но многие термины остаются загадкой, особенно для дилетантов или тех, кто не блистал в школе знаниями по физике.

Наверно каждому из владельцев того или иного электрического устройства при изучении паспорта на него доводилось сталкиваться с разночтениями. В одном случае потребляемая прибором мощность обозначается Вт (ватты), в другом ВА (вольт-амперы). Почему используются разные единицы измерения, и в какой мере они соответствуют друг другу, попробуем разобраться ниже.

Для начала познакомимся с понятиями реактивных и активных мощностей. Активная потребляемая мощность идет целиком на выполнение определенной работы, неважно будет ли это нагрев электрическим чайником воды, перемещение вентилятором воздуха либо освещение лампочкой накаливания комнаты. Измеряется потребляемая активная мощность в ваттах и киловаттах (1 кВт = 1000 Вт). Однако в реальных электрических сетях с переменным током приходится учитывать еще и реактивную мощность, порождаемую нелинейными нагрузками, она не участвует в выполнении полезной работы, тем не менее, дополнительно нагружает сеть. Поэтому конечная потребляемая мощность потребителя электрической энергии (полная мощность) представляет собой алгебраическую сумму активной и реактивной мощностей, а измеряется она в вольт-амперах.

Каким образом ватты связаны с вольт-амперами?

Итак, мы выяснили, что в ВА измеряется полная мощность (S), равная произведению 1 ампера, протекающего через зажимы входных контактов на 1 вольт измеренного на них напряжения. В ваттах и киловаттах измеряется активная потребляемая электрическая мощность (P) и связаны эти два вида мощности коэффициентом мощности, именуемым cos ϕ. Зависимость мощностей достаточно простая:

cos ϕ = P/S,

из нее понятно, что активная мощность всегда меньше либо равна полной (cos ϕ ≤ 1). Таким образом, из приведенной выше формулы понятно, что активную мощность можно всегда определить по формуле:

P = cos ϕ · S

и таким образом перевести вольт-амперы в ватты.

Совпадать величины активной и реактивной мощности будут при чисто активной нагрузке, например для ламп накаливания или ТЭНов водонагревателей, имеющих коэффициент мощности практически равный 1.

В зависимости от оборудования величина cos ϕ может колебаться в широких пределах, причем за удовлетворительное значение принято считать величину коэффициента мощности в 0.65 – 0.8. Уметь перевести ВА в ватты необходимо для того, чтобы реально оценить мощность того или иного прибора. К примеру, если рассматривать характеристику ИБП (источника бесперебойного питания) с заявленной мощностью 1000 ВА и вольтамперной характеристикой 60%, в ваттах такой источник питания обычно способен выдавать не более 600 ватт. При подсчете нагрузки также необходимо учитывать и характеристики всех ее составляющих, поскольку суммарное превышение нагрузки в ваттах выше 600 Вт делают такой источник бесперебойного питания непригодным для использования.

Кроме того значения полных мощностей в вольт-амперах необходимо учитывать при расчете электрических сетей. Именно полная мощность требует обеспечения необходимой их пропускной способности и должна быть учтена при расчетах сечений кабелей и проводов, допустимых номиналов защитной автоматики.

Смотрите также другие статьи :

Сфера применения кабелей ПВС

Сегодня не утихают споры по поводу можно ли использовать его для стационарной прокладки электропроводки. Прямых запретов на использование кабеля ПВС для прокладки стационарных линий электропитания со стороны ПЭУ не существует, это «развязывает руки» сторонникам такого решения.

Подробнее…

вольт ампер | Советы электрика

08 Март 2012 База знаний электрика, Новости, Советы специалиста

Иногда на электроприборах встречается обозначение с буквами V*A или вольт ампер. Что это означает?

В обозначении присутствует и буква обозначения напряжения- V и буква обозначения тока- А. Встречаются и русские буквы, тогда пишется например: 100 В*А. Между буквами ставится не звездочка, а точка, знак умножения.

Конечно, самые внимательные уже догадались что если напряжение умноженное на ток то конечно же это обозначение…

Мощности!

Однако мы привыкли что мощность электрического тока измеряется в ваттах, киловаттах и т.д., а здесь почему то какие то вольт ампер…

Дело в том, что мощность  как понятие бывает активная (Р), реактивная (Q) и полная (S),

Активная мощность измеряется в ваттах (Вт)

Реактивная в варах (var)

Полная мощность S выражается в вольтамперах (В*А)

Полная мощность измеряется в цепях переменного тока и она всегда больше чем активная и реактивная.

То есть у любой нагрузки полная мощность в любом случае выше чем активная.

Не буду вдаваться в дебри теории электротехники, объясню как я понимаю понятие полной мощности.

Вот смотрите.

Под понятием мощности подразумевается выполнение какой либо активной (полезной) работы, например электродвигатель вращает лопасти вентилятора.

На вращение лопастей электродвигатель затрачивает ну например 90 Вт- представьте бытовой вентилятор.

Но для того, что бы сам электродвигатель работал, он потребляет еще дополнительную энергию- реактивную, которая нужна для создания магнитного потока, вращающегося магнитного поля, для работы электроннных компонентов- конденсаторов и т.д.

Реактивная энергия не затрачивается на выполнение полезной работы и она не может быть превращена в активную энергию и при следующих изменениях магнитного поля она возвращается в сеть.

Поэтому полная мощность вентилятора будет больше 90 ватт на величину потребления реактивной мощности и составит 100

вольт ампер или около того.

Или взять для примера силовой трансформатор.

По принципу действия он передает мощность но при этом понижает/повышает напряжение и ток в зависимости от назначения.

На корпусе трансформатора в таблице с техническими данными всегда указывается значение полной мощности в киловольт*амперах (kV*A).

Но оказывается трансформатор передает не всю потребляемую мощность.

Часть энергии он затрачивает опять же на создание магнитного потока в магнитопроводе, на поддержание магнитного поля и т.д.

То есть часть потребленной энергии трансформатор затрачивает на себя, родимого, а вот оставшуюся энергию- передает (трансформирует) дальше.

Потребляемая трансформатором энергия- это и есть полная мощность, а вот передаваемая энергия- активная мощность.

Поэтому знайте: вольт ампер это означает полную мощность электроприбора и обозначается только при переменном токе.

Узнайте первым о новых материалах сайта!

Просто заполни форму:

 

 

Теги: вольтамперы, полная мощность

Разница между ВА и Вт? . Статьи компании «ТОО «КазГерм-Проект»»

Так почему же, указывают мощность и в Вольт-Амперах (ВА) и Ваттах (Вт)?

Активная мощность ИБП измеряется в Ваттах (Вт), а полная или номинальная мощность ИБП измеряется в Вольт Амперах (ВА).

Вольт-ампер (ва) / Киловольт-ампер (кВА) – единица мощности переменного тока и рассчитывается как произведение действующих значений тока в цепи (в амперах) и напряжения на ее концах (в вольтах).

Ватт (вт) / Киловатт (кВТ) – мощность, при которой за 1 секунду совершается работа равная 1 джоулю. Ватт измеряется мощностью постоянного электрического тока силой 1 А при напряжении 1 вольт.

Только часть полной мощности ИБП (в ВА) участвует в совершении работы. Остальная мощность переходит в тепло. 
Исходя из выше сказанного, полная и активная мощность – разные физические величины.

Cos «фи» или коэффициент мощности это отношение активной мощности к полной. Его максимальное значение равно единице. 

Пример: 
Полная мощность ИБП APC Smart-UPS RT 5000 ВА 230 В (SRT5KXLI) равна 5 кВА, а активная 4,5 кВт. Коэффициент мощности ИБП равен 0,9. Следовательно, использовать данный ИБП необходимо с нагрузкой не более 4,5 кВт.

На самом деле, все что действительно нужно знать, это что у электронных устройств, таких как компьютеры и ИБП, номиналы в ваттах и ВА могут значительно отличаться. Причем последний всегда больше. Отношение двух номиналов называют «коэффициентом мощности» и записывают обычным числом (например, 0,8) или процентом (80%). Именно этот коэффициент важен при выборе ИБП для конкретных целей.

В линейке АРС Schneider Electric Smart UPS On-Line последнего поколения реализован ряд новаторских возможностей, призванных обеспечивать максимально эффективное использование энергии. Модели номиналом 6 кВА (6000 ВА) и больше имеют единичный коэффициент мощности, то есть и ваттах номинал у них такой же (6000 ВА соответствует 6000 Вт). ИБП Smart-UPS On-Line этого поколения меньших номиналов имеют коэффициент мощности не ниже 0,9. И всей линейке присвоен рейтинг Energy Star™.

Разница между значениями 0,8 или 0,9 и единицей (1,0) может показаться не такой уж большой; однако если учесть, что дополнительные ватты позволяют защищать дополнительные нагрузки и сочетаются с большей продолжительностью автономной работы, нетрудно видеть, что новое поколение Smart-UPS On-Line обеспечивает повышение уровня готовности при экономии средств.

 

Разница между вольтами и ваттами — Разница Между

Разница Между 2021

Ключевое отличие: Вольт и Ватт являются единицами измерения. Вольт (В) — это производная единица измерения напряжения для СИ. Вольт измеряется с помощью вольтметра. Ватты (Вт), с другой стороны, это п

Содержание:

Ключевое отличие: Вольт и Ватт являются единицами измерения. Вольт (В) — это производная единица измерения напряжения для СИ. Вольт измеряется с помощью вольтметра. Ватты (Вт), с другой стороны, это производная от СИ единица измерения мощности. Ватт назван в честь шотландского инженера Джеймса Ватта. СИ обозначает Международную систему единиц, которые являются международно признанными и используемыми единицами измерения.

Вольт и Ватт являются единицами измерения. Вольт (В) — это производная единица измерения напряжения для СИ. Вольт измеряется с помощью вольтметра. Ватты (Вт), с другой стороны, это производная от СИ единица измерения мощности. Ватт назван в честь шотландского инженера Джеймса Ватта. СИ обозначает Международную систему единиц, которые являются международно признанными и используемыми единицами измерения.

Один вольт определяется как «разница в электрическом потенциале на проводе, когда электрический ток в один ампер рассеивает один ватт мощности», по существу, напряжение. Напряжение — это электрический потенциал между двумя разными точками. Его также можно использовать для обозначения разницы в электрической потенциальной энергии единичного испытательного заряда, переносимого между двумя точками. Напряжение может представлять источник энергии, или оно может представлять потерянную, использованную или накопленную энергию.

Напряжение — это давление, проталкивающее электроны в цепи. Два пути требуют напряжения для того, чтобы ток проходил через них. Напряжение также является общей энергией, необходимой для перемещения небольшого электрического заряда между двумя точками. Напряжение определяется таким образом, что отрицательно заряженные объекты притягиваются к более высоким напряжениям, тогда как положительно заряженные напряжения притягиваются к более низким напряжениям.

Один ватт определяется как «скорость, с которой выполняется работа, когда скорость объекта поддерживается постоянной на уровне одного метра в секунду против постоянной противодействующей силы в один ньютон». С точки зрения электромагнетизма, один ватт — это «скорость, с которой работа сделано, когда один ампер (A) тока протекает через разность электрических потенциалов в один вольт (V) ». По сути, ватт является мерой мощности.

Мощность — это скорость, с которой энергия используется или потребляется. Это скорость, с которой работа выполняется. По сути, мощность — это энергия, используемая во времени. (P = Дж / с). Например, если вы выполняете 100 джоулей за одну секунду, используя 100 джоулей энергии, мощность составляет 100 Вт. Ватт равен одному джоулю в секунду. Другой единицей мощности является киловатт (кВт), где один кВт равен 1000 Вт.

зачем парильщику Омы, Вольты, Ватты и Амперы?

Электронные сигареты эволюционировали от примитивных устройств, всем внешним видом напоминающие традиционную сигарету, до широко-настраиваемых девайсов. И теперь у парильщика два пути: пользоваться наборами для новичков и любителей, или стать профессиональным вейпером. Последние получают от процесса несоразмерно больше впечатлений, подобно тому, как фотограф-профи снимает настоящие шедевры там, где любитель на мыльнице фотографирует только обычную малоприметную картинку.

Для создания шедевра приходится не только запасаться надлежащими устройствами, но и обзавестись базовыми знаниями, как все устроено. В случае с вейпингом, основа основ – закон Ома.

Зачем электронной сигарете «сопротивляться»?

Сопротивление (Ом Ω) – основная характеристика спирали. Чем сильнее сопротивление, тем меньше тока пропускает намотка и тем меньше пара выдает спираль. Зато именно при сопротивлении до 3 Ом парильщик получает максимум вкуса.

За счет того, что при низком оме тока проходит больше, спираль нагревается сильнее. Таким образом, низкое сопротивление – залог быстрого накала намотки, высокой степени испарения жидкости и, соответственно, отличных облаков пара. 

Эта характеристика зависит от:

• Толщины сечения и длины проволоки — чем спираль длиннее и толще, тем сопротивление больше.
• Материала. Если взять одинаковые по длине, числу витков и ширине намотки, но одна из которых будет канталовой, а другая – из нержавеющей стали, то у второй сопротивление всегда ниже.

Выбирать уровень сопротивления стоит, исходя из желаемых впечатлений. Сабомные (т.е. низкоомные) испарители генерируют много тепла. За счет этого испаряется больше жидкости, и пара получается много.

Это красиво и ароматно, но есть минусы. Согласно все тому же закону Ома, аккумулятор начинает работать в экстремальных для себя условиях, и при неправильных настройках или при отсутствии защиты батарейного блока, он может потечь, перестать работать или даже взорваться. Как минимум, в разы быстрее «садится» батарея и расходуется заправка, а испарителя хватает всего на 2-3 дня. Несмотря на риск, профессионалы гоняются именно за низким Омом.

Высокий Ом предлагает минимальный риск:

• Намотка меньше нагревается, лучше отдает вкус,
• Экономно расходуется жидкость,
• Вырастает срок службы аккумулятора и самого испарителя.

Напряжение и мощность на страже больших облаков пара

Чем выше напряжение (Вольт), тем больше пара. С появлением модов со встроенной платой и возможностью ее настройки появилась опция VV (variable voltage, варивольт). При известных показателях сопротивления пользователь высчитывает оптимальное напряжение и вручную выставляет это значение, чтобы в результате получить нужную мощность.

Спираль с низким сопротивлением и аккумулятор с большим напряжением дают гарантию, что на выходе получится много пара. К слову, увеличить количество пара можно также путем использования параллельных спиралей. Площади для испарения в таком случае получается больше, но и нагреваются витки лучше.

Мощность (Ватт) показывает, сколько энергии расходует плата за определенную единицу времени. В продвинутых платах появился инструмент Вариватт. WV — это режим, при котором электронная сигарета самостоятельно делает замер сопротивления испарителя в атомайзере. Исходя из полученной цифры, плата вычисляет, сколько для желаемой мощности нужно подать напряжения.

Резюме:

1. Мощность и напряжение должны соответствовать типу спирали, адекватно сочетаться. Если намотка рассчитана на 1,8 Ом, аккумулятор выдает 3,7 Вольт, то хорошая затяжка получится уже при 7,3 Ватт. Понижая омы, сохранить баланс поможет повышение мощности.
2. Чем больше Ватт способен выдать мод, тем пригодней он для сабомных клиромайзеров, и тем объемнее пар он сгенерирует.

Что нужно парильщику знать об Амперах?

Сила тока (Ампер) вычисляется согласно знаменитой формуле I=U/R, где U – напряжение, а R – мощность. Понимание принципа токоотдачи пригодится парильщику при выборе подходящего аккумулятора для мода электронной сигареты. В случае съемных батарей, производитель мода обычно рекомендует пользователю ставить т.н. промышленные аккумуляторы с токоотдачей около 30 А. Это нужно, чтобы боксмод мог выдавать заявленный уровень мощности.

Еще одно обозначение, знакомое парильщику — mAh на аккумуляторе, что значит количество миллиамперов в час, или, говоря проще, емкость батареи. Чем больше указана цифра, тем большую автономность она обеспечит электронной сигарете.

В погоне за объемами пара многие забывают о технике безопасности, что может привести к опасной ситуации. Без соответствующих навыков и знаний категорично не рекомендуем самостоятельно проводить модификацию устройств.

Определение ампера. Величины ватт, вольт и ампер

Ампер-час (сокращенное обозначение а. ч) является единицей измерения электрической емкости гальванического элемента или аккумулятора.

Что же представляет собой эта единица измерения и почему она так называется?

Ампер (сокращенное обозначение а), как известно, является единицей измерения силы электрического тока. Под электрическим током подразумевается движение электричества (упорядоченное движение электронов) по проводнику. Чем большее количество электричества протекает через поперечное сечение проводника в секунду, тем больше ток в проводнике. Для измерения количества электричества имеется специальная единица — кулон (сокращенное обозначение к). Один кулон содержит вполне определенное количество электричества. Если через поперечное сечение проводника протекает в одну секунду один кулон электричества, то величина тока в этом проводнике равна одному амперу» Следовательно, по величине тока можно легко определить, какое количество электричества протекло по проводнику в течение любого времени.

Если при токе в 1 а в каждую секунду протекает через проводник 1 к электричества, то в течение 1 мин при том же токе будет протекать 60 к (1 кх60 сек), а в течение часа — 3 600 к. Таким образом, мы можем сказать, что 1 ампер-час равен 60 ампер-минутам, или 3 600 ампер-секундам, или 3 600 кулонам.
Как видим, электрическую емкость можно было бы выражать и в кулонах, но кулон является очень небольшой единицей и поэтому ею неудобно пользоваться на практике: пришлось бы иметь дело с очень большими числовыми выражениями.
Поэтому для практических измерений электрической емкости принята более крупная единица— ампер-час. В этих единицах всегда выражается емкость гальванических элементов и аккумуляторов.

Удобство пользования ампер-часом в качестве единицы измерения электрической емкости заключается еще и в том, что простым перемножением величины разрядного тока (выраженной в амперах) на время разряда (выраженное в часах) сразу определяется количество отданного элементом электричества. Допустим, что элемент разряжался в течение 100 час. током в 0,1 а. Следовательно, за это время элемент отдал количество электричества, соответствующее емкости 0,1X100=10 а-ч. Так мы всегда можем подсчитать, какую емкость отдал элемент, питавший лампы радиоприемника в продолжение всего времени своей работы.

У радиолюбителей может возникнуть вопрос: а каким образом определяют емкость элементов при их изготовлении на заводе, т. е. до их разряда?
Чтобы ответить на этот вопрос, вспомним, что причиной возникновения электрической энергии в элементе является растворение цинка во время электрохимической реакции, происходящей внутри элемента.

Знаменитым ученым Фарадеем был установлен закон, который гласит, что определенному количеству растворенного во время электрохимической реакции вещества соответствует строго определенное количество образовавшегося электричества и что это количество электричества зависит от природы растворенного вещества.

То количество вещества, какое необходимо растворить во время электрохимической реакции для получения одного кулона электричества, называется электрохимическим эквивалентом данного вещества.

Дли разных веществ величина электрохимического эквивалента будет различная, но строго определенная. Например» электрохимический эквивалент цинка равен 0,341, меди 0,329, серебра 1,118 мг (миллиграмма) и т. д.

Таким образом, чтобы получить 1 к электричества, необходимо растворить во время электрохимической реакции 0,341 мг цинка. Отсюда ясно, что для получения электричества в количестве 1 а – ч, равного 3 600 /с, теоретически нужно растворить цинка
0,341 . 3 600 = 1 228 мг – 1,228 г.
На практике расход цинка на один ампер-час получается в несколько раз больший. Объясняется это, во-первых, невозможностью полностью использовать весь цинк в элементе, поскольку по мере растворения отрицательного электрода начинает возрастать внутреннее сопротивление элемента. Поэтому, когда.растворится примерно половина или несколько больше половины цинка, элемент становится уже неработоспособным и считается окончательно разряженным. Во-вторых, не весь цинк, из которого состоит электрод, принимает участие в электрохимической реакции.

Повышенный расход цинка объясняется еще и тем, что он всегда содержит некоторое количество вредных примесей, как, например, железо или свинец. Такие примеси вместе с цинком образуют в самом электроде маленькие элементики, внутри которых все время будет протекать ток. Следовательно, в этих местах отрицательного электрода все время будет происходить растворение цинка независимо от того, замкнут или разомкнут сам элемент. Поэтому примеси являются одной из основных причин повышенного расхода цинка и электролита, увеличивают саморазряд гальванического элемента и вызывают резкое снижение его емкости и срока хранения.

Учитывая все эти факторы, завод может заранее определить, сколько нужно взять цинка, а также электролита и деполяризатора, чтобы собрать элемент определенной емкости.

Нужно иметь в виду, что емкость элементов не является величиной строго постоянной. Наоборот, она может значительно меняться в ту и другую сторону в зависимости от величины и разрядного тока, конечного разрядного напряжения, а также от способа разряда — непрерывного или прерывистого.

В заводском паспорте каждого элемента указывается величина сопротивления нагрузки, через которое рекомендуется разряжать данный элемент. Разделив напряжение элемента на это сопротивление, мы определим допустимую величину разрядного тока данного элемента. Однако при этом нужно учитывать еще и внутреннее сопротивление элемента. Если разряжать совершенно свежий элемент таким током вплоть до напряжения 0,7 в, то, по заводским данным, элемент отдаст полную свою емкость.

От элемента можно, конечно, потреблять ток и значительно больший, чем нормальный, в особенности при прерывистом разряде, но в этом случае элемент имеет меньшую емкость. Наоборот, если разряжать элемент током меньше предельного, притом с частыми и продолжительными перерывами, то он будет иметь емкость, несколько большую гарантируемой заводом.

На рис. 1 приведена кривая, показывающая изменение величины емкости в зависимости от разрядного тока у обычного сухого элемента при разряде его до одного и того же конечного напряжения. Как видно, с увеличением разрядного тока емкость значительно уменьшается. Так, например, если при разрядном токе в 0,1 а емкость элемента составляет 50 а ч, то при увеличении разрядного тока в два раза емкость уменьшается почти до 40 а. ч, а при токе в 0,5 а она снижается до 30 а ч что составляет лишь половину паспортной емкости элемента.

Такую картину мы наблюдаем при разряде элемента до конечного напряжения 0,7 в.
К сожалению, применяя гальванические элементы для питания радиоприемника, вообще невозможно использовать их полную емкость, потому что в этих условиях эксплуатации можно разрядить элементы только до 0,9 в; при падении рабочего напряжения у каждого элемента ниже 0,9 в батарею уже приходится заменять новой. Между тем если элементы будут разряжаться током предельной силы, то рабочее напряжение у них может сравнительно быстро упасть ниже 0,9 в и поэтому их придется заменить новыми, не использовав и половины их емкости.

Наглядной иллюстрацией сказанного может служить рис. 2, на котором приведена кривая изменения рабочего напряжения при непрерывном разряде сухого элемента с марганцево-воздушной деполяризацией. Элемент разряжался током, указанным в заводском паспорте, до конечного напряжения 0,7 е.

Как видно из этой кривой, уже на десятые сутки рабочее напряжение у элемента стало меньше 0,9 в, а примерно на 17-е сутки оно снизилось до 0,8 в и дальше кривая напряжения идет почти на этом же уровне, медленно снижаясь до 0,7 в.

Таким образом, при беспрерывном разряде элемента током, указанным в его заводском паспорте, уже после использования одной трети емкости рабочее напряжение у элемента падает ниже 0,9 в. Поэтому остальную емкость мы не можем использовать для питания радиоприемника. будут питать лампы приемника, но такая нагрузка для них будет чрезмерной, в особенности для блоков БНС-100, емкость которых значительно меньше емкости элементов 6С МВД.

Поэтому выгоднее и в первом и во втором случаях батарею составлять из трех-четырех параллельных групп элементов, не взирая на то, что по заводским данным от этих элементов можно потреблять ток до 250 ма.

Все сказанное здесь относительно емкости гальванических элементов в одинаковой мере относится и к анодным батареям. Убедительнее всего это подтверждает рис. 3, на котором приведены четыре кривые, характеризующие изменение величины емкости одной и той же батареи БАС-80 при разряде ее различными токами и до разных конечных напряжений.

Для большей наглядности сравним показания крайних характеристик (кривые верхняя и нижняя). Первая снята для случая наиболее глубокого разряда батареи (до напряжения 48 б), а вторая — для случая минимального разряда (до напряжения 70 в).

Из сопоставления их видим, что при одной и той же величине тока, допустим. 10 мау в первом случае батарея имеет емкость 1 а- чу а во втором — только 0,5 а ч. Этот пример показывает, насколько важно для получения большей емкости, а следовательно, и для продления срока службы батареи добиться возможности разряда ее до более низкого конечного напряжения и при нормальной величине тока.

При использовании гальванических батарей для питания радиоприемников редко соблюдается первое требование. Обычно радиолюбители для питания анодов ламп приемника применяют одну батарею напряжением 80 в. При таком напряжении приемник вначале работает удовлетворительно. Однако при понижении напряжения батареи до 70—65 в громкость и качество приема падают. Радиолюбитель считает, что анодная батарея уже полностью разрядилась, и поэтому заменяет ее новой, не использовав доброй половины ее емкости-Между тем нужно лишь присоединить последовательно к такой полуразряженной батарее дополнительную батарею с напряжением 20 или 40 в, и тогда первая батарея может еще работать до наступления полного разряда, т. е. до напряжения 48—42 в. Только после этого разрядившуюся батарею выключают. При этом дополнительная батарея может быть еще использована.

Не следует также к приемнику, нормально требующему, допустим, анодного напряжения 120 в, присоединять полностью две 80-вольтовые батареи, соединенные последовательно и дающие напряжение 160 в. При таком повышенном напряжении, во-первых, нарушается рабочий режим ламп, а, во-вторых, сильнее разряжаются батареи. В таких случаях выгоднее поступать так: вначале включить в приемник только полторы батареи, а затем, после понижения ее напряжения, подсоединить к ней и резервную половину второй батареи. Когда у такой батарей напряжение понизится до 85—80 в, то обе батареи окажутся разряженными полностью и их придется заменить новыми.

Применяя такое комбинированное соединение батарей, можно добиться максимального использования их емкостей. У большинства батарей типа БАС имеются промежуточные выводы (от середины или одной трети батареи), что позволяет легко осуществлять различные варианты соединения между собой двух или нескольких батарей для получения разной величины напряжения.

Итак, мы видим, что недостаточно знать величину емкости элемента или батареи, но нужно еще уметь возможно полнее использовать эту емкость для питания радиоприемника.

Спижевский И.И., Бурлянд В.А. – Хрестоматия радиолюбителя 1957

Современному комфорту нашей жизни мы обязаны именно электрическому току. Он освещает наши жилища, генерируя излучение в видимом диапазоне световых волн, готовит и подогревает пищу в разнообразных устройствах вроде электроплиток, микроволновых печей, тостеров, избавляя нас от необходимости поиска топлива для костра. Благодаря ему мы быстро перемещаемся в горизонтальной плоскости в электричках, метро и поездах, перемещаемся в вертикальной плоскости на эскалаторах и в кабинах лифтов. Теплу и комфорту в наших жилищах мы обязаны именно электрическому току, который течёт в кондиционерах, вентиляторах и электрообогревателях. Разнообразные электрические машины, приводимые в действие электрическим током, облегчают наш труд, как в быту, так и на производстве. Воистину мы живём в электрическом веке, поскольку именно благодаря электрическому току работают наши компьютеры и смартфоны, Интернет и телевидение, и другие умные электронные устройства. Недаром человечество столько усилий прилагает для выработки электричества на тепловых, атомных и гидроэлектростанциях — электричество само по себе является самой удобной формой энергии.

Как бы это парадоксально не звучало, но идеи практического использования электрического тока одними из первых взяла на вооружение самая консервативная часть общества — флотские офицеры. Понятно, пробиться наверх в этой закрытой касте было сложным делом, трудно было доказать адмиралам, начинавшим юнгами на парусном флоте, необходимость перехода на цельнометаллические корабли с паровыми двигателями, поэтому младшие офицеры всегда делали ставку на нововведения. Именно успех применения брандеров во время русско-турецкой войны в 1770 году, решившими исход сражения в Чесменской бухте, поставил вопрос о защите портов не только береговыми батареями, но и более современными на тот день средствами защиты — минными заграждениями.

Разработка подводных мин различных систем велась с начала 19-го века, наиболее удачными конструкциями стали автономные мины, приводимые в действие электричеством. В 70-х гг. 19-го века немецким физиком Генрихом Герцем было изобретено устройство для электрической детонации якорных мин с глубиной постановки до 40 м. Её модификации знакомы нам по историческим фильмам на военно-морскую тематику — это печально известная «рогатая» мина, в которой свинцовый «рог», содержащий ампулу, наполненную электролитом, сминался при контакте с корпусом судна, в результате чего начинала работать простейшая батарея, энергии которой было достаточно для детонации мины.

Моряки первыми оценили потенциал тогда ещё несовершенных мощных источников света — модификаций свечей Яблочкова, у которых источником света служила электрическая дуга и светящийся раскалённый положительный угольный электрод — для использования в целях сигнализации и освещения поля боя. Использование прожекторов давало подавляющее преимущество стороне, применивших их в ночных сражениях или просто использующих их как средство сигнализации для передачи информации и координации действий морских соединений. А оснащённые мощными прожекторами маяки упрощали навигацию в прибрежных опасных водах.

Не удивительно, что именно флот принял на ура способы беспроводной передачи информации — моряков не смущали большие размеры первых радиостанций, поскольку помещения кораблей позволяли разместить столь совершенные, хотя на тот момент и весьма громоздкие, устройства связи.

Электрические машины помогали упростить заряжание корабельных пушек, а электрические силовые агрегаты поворота орудийных башен повышали маневренность нанесения пушечных ударов. Команды, передаваемые по корабельному телеграфу, повышали оперативность взаимодействия всей команды, что давало немалое преимущество в боевых столкновениях.

Самым ужасающим применением электрического тока в истории флота было использование рейдерских дизель-электрических подлодок класса U Третьим Рейхом. Субмарины «Волчьей стаи» Гитлера потопили много судов транспортного флота союзников — достаточно вспомнить о печальной судьбе конвоя PQ-17.

Британским морякам удалось добыть несколько экземпляров шифровальных машин «Энигма» (Загадка), а британская разведка успешно расшифровала её код. Один из выдающихся ученых, который над этим работал — Алан Тьюринг, известный своим вкладом в основы информатики. Получив доступ к радиодепешам адмирала Дёница, союзный флот и береговая авиация смогли загнать «Волчью стаю» обратно к берегам Норвегии, Германии и Дании, поэтому операции с применением подлодок с 1943 года были ограничены краткосрочными рейдами.

Гитлер планировал оснастить свои подлодки ракетами Фау-2 для атак на восточное побережье США. К счастью, стремительные атаки союзников на Западном и Восточном фронтах не позволили этим планам осуществиться.

Современный флот немыслим без авианосцев и атомных подводных лодок, энергонезависимость которых обеспечивается атомными реакторами, удачно сочетающими в себе технологии 19-го века пара, технологии 20-го века электричества, и атомные технологии 21-го века. Реакторы атомоходов генерируют электрический ток в количестве, достаточном для обеспечения жизнедеятельности целого города.

Помимо этого, моряки вновь обратили своё внимание на электричество и апробируют применение рельсотронов — электрических пушек для стрельбы кинетическими снарядами, имеющими огромную разрушительную силу.

Историческая справка

С появлением надёжных электрохимических источников постоянного тока, разработанных итальянским физиком Алессандро Вольта, целая плеяда замечательных учёных из разных стран занялись исследованием явлений, связанных с электрическим током, и разработкой его практического применения во многих областях науки и техники. Достаточно вспомнить немецкого учёного Георга Ома, сформулировавшего закон протекания тока для элементарной электрической цепи; немецкого физика Густава Роберта Кирхгофа, разработавшего методы расчёта сложных электрических цепей; французского физика Андре Мари Ампера, открывшего закон взаимодействия для постоянных электрических токов. Работы английского физика Джеймса Прескотта Джоуля и российского учёного Эмиля Христиановича Ленца, привели, независимо друг от друга, к открытию закона количественной оценки теплового действия электрического тока.

Дальнейшим развитием исследования свойств электрического тока были работы британского физика Джеймса Кларка Максвелла, заложившего основы современной электродинамики, которые ныне известны как уравнения Максвелла. Также Максвелл разработал электромагнитную теорию света, предсказав многие явления (электромагнитные волны, давление электромагнитного излучения). Позднее немецкий учёный Генрих Рудольф Герц экспериментально подтвердил существование электромагнитных волн; его работы по исследованию отражения, интерференции, дифракции и поляризации электромагнитных волн легли в основу создания радио.

Работы французских физиков Жана-Батиста Био и Феликса Савара, экспериментально открывшими проявления магнетизма при протекании постоянного тока, и замечательного французского математика Пьера-Симона Лапласа, обобщившего их результаты в виде математической закономерности, впервые связали две стороны одного явления, положив начало электромагнетизму. Эстафету от этих учёных принял гениальный британский физик Майкл Фарадей, открывший явление электромагнитной индукции и положивший начало современной электротехнике.

Огромный вклад в объяснение природы электрического тока внёс нидерландский физик-теоретик Хендрик Антон Лоренц, создавший классическую электронную теорию и получивший выражение для силы, действующей на движущийся заряд со стороны электромагнитного поля.

Электрический ток. Определения

Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. В силу этого ток определяется как количество зарядов, прошедшее через сечение проводника в единицу времени:

I = q / t где q — заряд в кулонах, t — время в секундах, I — ток в амперах

Другое определение электрического тока связано со свойствами проводников и описывается законом Ома:

I = U/R где U — напряжение в вольтах, R — сопротивление в омах, I — ток в амперах

Электрический ток измеряется в амперах (А) и его десятичных кратных и дольных единицах — наноамперах (миллиардная доля ампера, нА), микроамперах (миллионная доля ампера, мкА), миллиамперах (тысячная доля ампера, мА), килоамперах (тысячах ампер, кА) и мегаамперах (миллионах ампер, МА).

Размерность тока в системе СИ определяется как

[А] = [Кл] / [сек]

Особенности протекания электрического тока в различных средах. Физика явлений

Электрический ток в твердых телах: металлах, полупроводниках и диэлектриках

При рассмотрении вопроса протекания электрического тока надо учитывать наличие различных носителей тока — элементарных зарядов — характерных для данного физического состояния вещества. Само по себе вещество может быть твёрдым, жидким или газообразным. Уникальным примером таких состояний, наблюдаемых в обычных условиях, могут служить состояния дигидрогена монооксида, или, иначе, гидроксида водорода, а попросту — обыкновенной воды. Мы наблюдаем её твердую фазу, доставая кусочки льда из морозильника для охлаждения напитков, основой для большей части которых является вода в жидком состоянии. А при заварке чая или растворимого кофе мы заливаем его кипятком, причём готовность последнего контролируется появлением тумана, состоящего из капелек воды, которая конденсируется в холодном воздухе из газообразного водяного пара, выходящего из носика чайника.

Существует также четвёртое состояние вещества, называемое плазмой, из которой состоят верхние слои звёзд, ионосфера Земли, пламя, электрическая дуга и вещество в люминесцентных лампах. Высокотемпературная плазма с трудом воспроизводится в условиях земных лабораторий, поскольку требует очень высоких температур — более 1 000 000 K.

С точки зрения структуры твёрдые тела подразделяются на кристаллические и аморфные. Кристаллические вещества имеют упорядоченную геометрическую структуру; атомы или молекулы такого вещества образуют своеобразные объёмные или плоские решётки; к кристаллическим материалам относятся металлы, их сплавы и полупроводники. Та же вода в виде снежинок (кристаллов разнообразных не повторяющих форм) прекрасно иллюстрирует представление о кристаллических веществах. Аморфные вещества кристаллической решётки не имеют; такое строение характерно для диэлектриков.

В обычных условиях ток в твёрдых материалах протекает за счёт перемещения свободных электронов, образующихся из валентных электронов атомов. С точки зрения поведения материалов при пропускании через них электрического тока, последние подразделяются на проводники, полупроводники и изоляторы. Свойства различных материалов, согласно зонной теории проводимости, определяются шириной запрещённой зоны, в которой не могут находиться электроны. Изоляторы имеют самую широкую запрещённую зону, иногда достигающую 15 эВ. При температуре абсолютного нуля у изоляторов и полупроводников электронов в зоне проводимости нет, но при комнатной температуре в ней уже будет некоторое количество электронов, выбитых из валентной зоны за счет тепловой энергии. В проводниках (металлах) зона проводимости и валентная зона перекрываются, поэтому при температуре абсолютного нуля имеется достаточно большое количество электронов — проводников тока, что сохраняется и при более высоких температурах материалов, вплоть до их полного расплавления. Полупроводники имеют небольшие запрещённые зоны, и их способность проводить электрический ток сильно зависит от температуры, радиации и других факторов, а также от наличия примесей.

Отдельным случаем считается протекание электрического тока через так называемые сверхпроводники — материалы, имеющие нулевое сопротивление протеканию тока. Электроны проводимости таких материалов образуют ансамбли частиц, связанные между собой за счёт квантовых эффектов.

Изоляторы, как следует из их названия, крайне плохо проводят электрический ток. Это свойство изоляторов используется для ограничения протекания тока между проводящими поверхностями различных материалов.

Помимо существования токов в проводниках при неизменном магнитном поле, при наличии переменного тока и связанного с ним переменного магнитного поля возникают эффекты, связанные с его изменением или так называемые «вихревые» токи, иначе называемые токами Фуко. Чем быстрее изменяется магнитный поток, тем сильнее вихревые токи, которые не текут по определённым путям в проводах, а, замыкаясь в проводнике, образуют вихревые контуры.

Вихревые токи проявляют скин-эффект, сводящийся к тому, что переменный электрический ток и магнитный поток распространяются в основном в поверхностном слое проводника, что приводит к потерям энергии. Для уменьшения потерь энергии на вихревые токи применяют разделение магнитопроводов переменного тока на отдельные, электрически изолированные, пластины.

Электрический ток в жидкостях (электролитах)

Все жидкости, в той или иной мере, способны проводить электрический ток при приложении электрического напряжения. Такие жидкости называются электролитами. Носителями тока в них являются положительно и отрицательно заряженные ионы — соответственно катионы и анионы, которые существуют в растворе веществ вследствие электролитической диссоциации. Ток в электролитах за счёт перемещения ионов, в отличие от тока за счёт перемещения электронов, характерного для металлов, сопровождается переносом вещества к электродам с образованием вблизи них новых химических соединений или осаждением этих веществ или новых соединений на электродах.

Это явление заложило основу современной электрохимии, дав количественные определения грамм-эквивалентам различных химических веществ, тем самым превратив неорганическую химию в точную науку. Дальнейшее развитие химии электролитов позволило создать однократно заряжаемые и перезаряжаемые источники химического тока (сухие батареи, аккумуляторы и топливные элементы), которые, в свою очередь, дали огромный толчок в развитии техники. Достаточно заглянуть под капот своего автомобиля, чтобы увидеть результаты усилий поколений учёных и инженеров-химиков в виде автомобильного аккумулятора.

Большое количество технологических процессов, основанных на протекании тока в электролитах, позволяет не только придать эффектный вид конечным изделиям (хромирование и никелирование), но и защитить их от коррозии. Процессы электрохимического осаждения и электрохимического травления составляют основу производства современной электроники. Ныне это самые востребованные технологические процессы, число изготавливаемых компонентов по этим технологиям исчисляется десятками миллиардов единиц в год.

Электрический ток в газах

Электрический ток в газах обусловлен наличием в них свободных электронов и ионов. Для газов, в силу их разрежённости, характерна большая длина пробега до столкновения молекул и ионов; из-за этого протекание тока в нормальных условиях через них относительно затруднено. То же самое можно утверждать относительно смесей газов. Природной смесью газов является атмосферный воздух, который в электротехнике считается неплохим изолятором. Это характерно и для других газов и их смесей при обычных физических условиях.

Протекание тока в газах очень сильно зависит от различных физических факторов, как-то: давления, температуры, состава смеси. Помимо этого, действие оказывают различного рода ионизирующие излучения. Так, например, будучи освещёнными ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, или находясь под действием катодных или анодных частиц или частиц, испускаемых радиоактивными веществами, или, наконец, под действием высокой температуры, газы приобретают свойство лучше проводить электрический ток.

Эндотермический процесс образования ионов в результате поглощения энергии электрически нейтральными атомами или молекулами газа называется ионизацией. Получив достаточную энергию, электрон или несколько электронов внешней электронной оболочки, преодолевая потенциальный барьер, покидают атом или молекулу, становясь свободными электронами. Атом или молекула газа становятся при этом положительно заряженными ионами. Свободные электроны могут присоединяться к нейтральным атомам или молекулам, образуя отрицательно заряженные ионы. Положительные ионы могут обратно захватывать свободные электроны при столкновении, становясь при этом опять электрически нейтральными. Этот процесс называется рекомбинацией.

Прохождение тока через газовую среду сопровождается изменением состояния газа, что предопределяет сложный характер зависимости тока от приложенного напряжения и, в общем, подчиняется закону Ома только при малых токах.

Различают несамостоятельный и самостоятельные разряды в газах. При несамостоятельном разряде ток в газе существует только при наличии внешних ионизирующих факторов, при их отсутствии сколь-нибудь значительного тока в газе нет. При самостоятельном разряде ток поддерживается за счёт ударной ионизации нейтральных атомов и молекул при столкновении с ускоренными электрическим полем свободными электронами и ионами даже после снятия внешних ионизирующих воздействий.

Несамостоятельный разряд при малом значении разности потенциалов между анодом и катодом в газе называется тихим разрядом. При повышении напряжения сила тока сначала увеличивается пропорционально напряжению (участок ОА на вольт-амперной характеристике тихого разряда), затем рост тока замедляется (участок кривой АВ). Когда все частицы, возникшие под действием ионизатора, уходят за то же время на катод и на анод, усиления тока с ростом напряжения не происходит (участок графика ВС). При дальнейшем повышении напряжения ток снова возрастает, и тихий разряд переходит в несамостоятельный лавинный разряд. Разновидность несамостоятельного разряда — тлеющий разряд, который создаёт свет в газоразрядных лампах различного цвета и назначения.

Переход несамостоятельного электрического разряда в газе в самостоятельный разряд характеризуется резким увеличением тока (точка Е на кривой вольт-амперной характеристики). Он называется электрическим пробоем газа.

Все вышеперечисленные типы разрядов относятся к установившимся типам разрядов, основные характеристики которых не зависят от времени. Помимо установившихся разрядов, существуют разряды неустановившиеся, возникающие обычно в сильных неоднородных электрических полях, например у заостренных и искривлённых поверхностей проводников и электродов. Различают два типа неустановившихся разрядов: коронный и искровой разряды.

При коронном разряде ионизация не приводит к пробою, просто он представляет собой повторяющийся процесс поджига несамостоятельного разряда в ограниченном пространстве возле проводников. Примером коронного разряда может служить свечение атмосферного воздуха вблизи высоко поднятых антенн, громоотводов или высоковольтных линий электропередач. Возникновение коронного разряда на линиях электропередач приводит к потерям электроэнергии. В прежние времена это свечение на верхушках мачт было знакомо морякам парусного флота как огоньки святого Эльма. Коронный разряд применяется в лазерных принтерах и электрографических копировальных устройствах, где он формируется коротроном — металлической струной, на которую подано высокое напряжение. Это необходимо для ионизации газа с целью нанесения заряда на фоточувствительный барабан. В данном случае коронный разряд приносит пользу.

Искровой разряд, в отличие от коронного, приводит к пробою и имеет вид прерывистых ярких разветвляющихся, заполненных ионизированным газом нитей-каналов, возникающих и исчезающих, сопровождаемые выделением большого количества теплоты и ярким свечением. Примером естественного искрового разряда может служить молния, где ток может достигать значений в десятки килоампер. Образованию собственно молнии предшествует создание канала проводимости, так называемого нисходящего «тёмного» лидера, образующего совместно с индуцированным восходящим лидером проводящий канал. Молния представляет собой обычно многократный искровой разряд в образованном канале проводимости. Мощный искровой разряд нашёл своё техническое применение также и в компактных фотовспышках, в которых разряд происходит между электродами трубки из кварцевого стекла, наполненной смесью ионизированных благородных газов.

Длительный поддерживаемый пробой газа носит название дугового разряда и применяется в сварочной технике, являющейся краеугольным камнем технологий создания стальных конструкций нашего времени, от небоскрёбов до авианосцев и автомобилей. Он применяется как для сварки, так и для резки металлов; различие в процессах обусловлено силой протекающего тока. При относительно меньших значениях тока происходит сварка металлов, при более высоких значениях тока дугового разряда — идёт резка металла за счёт удаления расплавленного металла из-под электрической дуги различными методами.

Другим применением дугового разряда в газах служат газоразрядные лампы освещения, которые разгоняют тьму на наших улицах, площадях и стадионах (натриевые лампы) или автомобильные галогенные лампы, которые сейчас заменили обычные лампы накаливания в автомобильных фарах.

Электрический ток в вакууме

Вакуум является идеальным диэлектриком, поэтому электрический ток в вакууме возможен только при наличии свободных носителей в виде электронов или ионов, которые генерируются за счёт термо- или фотоэмиссии, или иными методами.

Основным методом получения тока в вакууме за счёт электронов является метод термоэлектронной эмиссии электронов металлами. Вокруг разогретого электрода, называемого катодом, образуется облако из свободных электронов, которые и обеспечивают протекание электрического тока при наличии второго электрода, называемого анодом, при условии наличия между ними соответствующего напряжения требуемой полярности. Такие электровакуумные приборы называются диодами и обладают свойством односторонней проводимости тока, запираясь при обратном напряжении. Это свойство применяется для выпрямления переменного тока, преобразуемого системой из диодов в импульсный ток постоянного направления.

Добавление дополнительного электрода, называемого сеткой, расположенной вблизи катода, позволяет получить усилительный элемент триод, в котором малые изменения напряжения на сетке относительно катода позволяют получить значительные изменения протекающего тока, и, соответственно, значительные изменения напряжения на нагрузке, включённой последовательно с лампой относительно источника питания, что и используется для усиления различных сигналов.

Применение электровакуумных приборов в виде триодов и приборов с большим числом сеток различного назначения (тетродов, пентодов и даже гептодов), произвело революцию в деле генерации и усиления радиочастотных сигналов, и привело к созданию современных систем радио и телевещания.

Исторически первым было развитие именно радиовещания, так как методы преобразования относительно низкочастотных сигналов и их передача, равно как и схемотехника приёмных устройств с усилением и преобразованием радиочастоты и превращением её в акустический сигнал были относительно просты.

При создании телевидения для преобразования оптических сигналов применялись электровакуумные приборы — иконоскопы, где электроны эмитировались за счёт фотоэмиссии от падающего света. Дальнейшее усиление сигнала выполнялось усилителями на электронных лампах. Для обратного преобразования телевизионного сигнала служили кинескопы, дающие изображение за счёт флюоресценции материала экрана под воздействием электронов, разгоняемых до высоких энергий под воздействием ускоряющего напряжения. Синхронизированная система считывания сигналов иконоскопа и система развёртки изображения кинескопа создавали телевизионное изображение. Первые кинескопы были монохромными.

В дальнейшем были созданы системы цветного телевидения, в котором считывающие изображение иконоскопы реагировали только на свой цвет (красный, синий или зелёный). Излучающие элементы кинескопов (цветной люминофор), за счёт протекания тока, вырабатываемого так называемыми «электронными пушками», реагируя на попадание в них ускоренных электронов, излучали свет в определённом диапазоне соответствующей интенсивности. Чтобы лучи от пушек каждого цвета попадали на свой люминофор, использовали специальные экранирующие маски.

Современная аппаратура телевидения и радиовещания выполняется на более прогрессивных элементах с меньшим энергопотреблением — полупроводниках.

Одним из широко распространённых методов получения изображения внутренних органов является метод рентгеноскопии, при котором эмитируемые катодом электроны получают столь значительное ускорение, что при попадании на анод генерируют рентгеновское излучение, способное проникать через мягкие ткани тела человека. Рентгенограммы дают в руки медиков уникальную информацию о повреждениях костей, состоянии зубов и некоторых внутренних органов, выявляя даже такое грозное заболевание, как рак лёгких.

Вообще, электрические токи, сформированные в результате движения электронов в вакууме, имеют широчайшую область применения, к которой относятся все без исключения радиолампы, ускорители заряженных частиц, масс-спектрометры, электронные микроскопы, вакуумные генераторы сверхвысокой частоты, в виде ламп бегущей волны, клистронов и магнетронов. Именно магнетроны, кстати, подогревают или готовят нам пищу в микроволновых печах.

Большое значение в последнее время имеет технология нанесения плёночных покрытий в вакууме, которые играют роль как защитно-декоративного, так и функционального покрытия. В качестве таких покрытий применяются покрытия металлами и их сплавами, и их соединениями с кислородом, азотом и углеродом. Такие покрытия изменяют электрические, оптические, механические, магнитные, коррозионные и каталитические свойства покрываемых поверхностей, либо сочетают сразу несколько свойств.

Сложный химический состав покрытий можно получать только с использованием техники ионного распыления в вакууме, разновидностями которой являются катодное распыление или его промышленная модификация — магнетронное распыление. В конечном итоге именно электрический ток за счёт ионов производит осаждение компонентов на осаждаемую поверхность, придавая ей новые свойства.

Именно таким способом можно получать так называемые ионные реактивные покрытия (плёнки нитридов, карбидов, оксидов металлов), обладающих комплексом экстраординарных механических, теплофизических и оптических свойств (с высокой твёрдостью, износостойкостью, электро- и теплопроводностью, оптической плотностью), которые невозможно получить иными методами.

Электрический ток в биологии и медицине

Знание поведения токов в биологических объектах даёт в руки биологов и медиков мощный метод исследования, диагностики и лечения.

С точки зрения электрохимии все биологические объекты содержат электролиты, вне зависимости от особенностей структуры данного объекта.

При рассмотрении протекания тока через биологические объекты необходимо учитывать их клеточное строение. Существенным элементом клетки является клеточная мембрана — внешняя оболочка, ограждающая клетку от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды за счёт ее избирательной проницаемости для различных веществ. С точки зрения физики, клеточную мембрану можно представить себе в виде параллельного соединения конденсатора и нескольких цепочек из соединенных последовательно источника тока и резистора. Это предопределяет зависимость электропроводности биологического материала от частоты прилагаемого напряжения и формы его колебаний.

Биологическая ткань состоит из клеток собственно органа, межклеточной жидкости (лимфы), кровеносных сосудов и нервных клеток. Последние в ответ на воздействие электрического тока отвечают возбуждением, заставляя сокращаться и расслабляться мышцы и кровеносные сосуды животного. Следует отметить, что протекание тока в биологической ткани носит нелинейный характер.

Классическим примером воздействия электрического тока на биологический объект могут служить опыты итальянского врача, анатома, физиолога и физика Луиджи Гальвани, ставшего одним из основателей электрофизиологии. В его опытах пропускание электрического тока через нервы лапки лягушки приводило к сокращению мышц и подергиванию ножки. В 1791 году в «Трактате о силах электричества при мышечном движении» было описано сделанное Гальвани знаменитое открытие. Сами явления, открытые Гальвани, долгое время в учебниках и научных статьях назывались «гальванизмом». Этот термин и доныне сохраняется в названии некоторых аппаратов и процессов.

Дальнейшее развитие электрофизиологии тесно связано с нейрофизиологией. В 1875 году независимо друг от друга английский хирург и физиолог Ричард Кэтон и русский физиолог В. Я. Данилевский показали, что мозг является генератором электрической активности, то есть были открыты биотоки мозга.

Биологические объекты в ходе своей жизнедеятельности создают не только микротоки, но и большие напряжения и токи. Значительно раньше Гальвани английский анатом Джон Уолш доказал электрическую природу удара ската, а шотландский хирург и анатом Джон Хантер дал точное описание электрического органа этого животного. Исследования Уолша и Хантера были опубликованы в 1773 году.

В современной биологии и медицине применяются различные методы исследования живых организмов, как инвазивные, так и неинвазивные.

Классическим примером инвазивных методов является лабораторная крыса с пучком вживлённых в мозг электродов, бегающая по лабиринтам или решающая другие задачки, поставленные перед ней учёными.

К неинвазивным методам относятся такие, всем знакомые исследования, как снятие энцефалограммы или электрокардиограммы. При этом электроды, считывающие биотоки сердца или мозга, снимают токи прямо с кожи обследуемого. Для улучшения контакта с электродами кожа смачивается физиологическим раствором, который является неплохим проводящим электролитом.

Помимо применения электрического тока при научных исследованиях и техническом контроле состояния различных химических процессов и реакций, одним из самых драматических моментов его применения, известного широкой публике, является запуск «остановившегося» сердца какого-либо героя современного фильма.

Действительно, протекание кратковременного импульса значительного тока лишь в единичных случаях способно запустить остановившееся сердце. Чаще всего происходит восстановление его нормального ритма из состояния хаотичных судорожных сокращений, называемого фибрилляцией сердца. Приборы, применяющиеся для восстановления нормального ритма сокращений сердца, называются дефибрилляторами. Современный автоматический дефибриллятор сам снимает кардиограмму, определяет фибрилляцию желудочков сердца и самостоятельно решает – бить током или не бить – может быть достаточно пропустить через сердце небольшой запускающий импульс. Существует тенденция установления автоматических дефибрилляторов в общественных местах, что может существенно сократить количество смертей из-за неожиданной остановки сердца.

У практикующих врачей скорой помощи не возникает никакого сомнения по поводу применения метода дефибрилляции – обученные быстро определять физическое состояние пациента по кардиограмме, они принимают решение значительно быстрее автоматического дефибриллятора, предназначенного для широкой публики.

Тут же уместно будет упомянуть об искусственных водителях сердечного ритма, иначе называемых кардиостимуляторами. Эти приборы вживляются под кожу или под грудную мышцу человека, и такой аппарат через электроды подаёт на миокард (сердечную мышцу) импульсы тока напряжением около 3 В, стимулируя нормальную работу сердца. Современные электрокардиостимуляторы способны обеспечить бесперебойную работу в течение 6–14 лет.

Характеристики электрического тока, его генерация и применение

Электрический ток характеризуется величиной и формой. По его поведению с течением времени различают постоянный ток (не изменяющийся с течением времени), апериодический ток (произвольно изменяющийся с течением времени) и переменный ток (изменяющийся с течением времени по определённому, как правило, периодическому закону). Иногда для решения различных задач требуется одновременное наличие постоянного и переменного тока. В таком случае говорят о переменном токе с постоянной составляющей.

Исторически первым появился трибоэлектрический генератор тока, который вырабатывал ток за счёт трения шерсти о кусок янтаря. Более совершенные генераторы тока такого типа сейчас называются генераторами Ван де Граафа, по имени изобретателя первого технического решения таких машин.

Как указывалось выше, итальянским физиком Алессандро Вольта был изобретён электрохимический генератор постоянного тока, ставший предшественником сухих батарей, аккумуляторов и топливных элементов, которые мы пользуемся и поныне как удобными источниками тока для разнообразных устройств — от наручных часов и смартфонов до просто автомобильных аккумуляторов и тяговых аккумуляторов электромобилей Tesla.

Помимо этих генераторов постоянного тока, существуют генераторы тока на прямом ядерном распаде изотопов и магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы) тока, которые пока имеют ограниченное применение в силу своей маломощности, слабой технологической основы для широкого применения и по другим причинам. Тем не менее, радиоизотопные источники энергии широко применяются там, где нужна полная автономность: в космосе, на глубоководных аппаратах и гидроакустических станциях, на маяках, бакенах, а также на Крайнем Севере, в Арктике и Антарктике.

В электротехнике генераторы тока подразделяются на генераторы постоянного тока и генераторы переменного тока.

Все эти генераторы основаны на явлении электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831 году. Фарадей построил первый маломощный униполярный генератор, дающий постоянный ток. Первый генератор переменного тока был предложен анонимным автором под латинскими инициалами Р.М. в письме к Фарадею в 1832 году. После опубликования письма, Фарадей получил благодарственное письмо от того же анонима со схемой усовершенствованного генератора в 1833 году, в котором использовалось дополнительное стальное кольцо (ярмо) для замыкания магнитных потоков сердечников обмоток.

Однако в то время для переменного тока еще не нашлось применения, так как для всех практических применений электричества того времени (минная электротехника, электрохимия, только что зародившаяся электромагнитная телеграфия, первые электродвигатели) требовался постоянный ток. Поэтому в последующем изобретатели направили свои усилия на построение генераторов, дающих постоянный электрический ток, разрабатывая для этих целей разнообразные коммутационные устройства.

Одним из первых генераторов, получившим практическое применение, был магнитоэлектрический генератор российского академика Б. С. Якоби. Этот генератор был принят на вооружение гальванических команд русской армии, использовавших его для воспламенения минных запалов. Улучшенные модификации генератора Якоби до сих пор используются для удалённого приведения в действие минных зарядов, что нашло широкое отображение в военно-исторических фильмах, в которых диверсанты или партизаны подрывают мосты, поезда или другие объекты.

В дальнейшем борьба между генерацией постоянного или переменного тока с переменным успехом велась среди изобретателей и инженеров–практиков, приведшая к апогею противостояния титанов современной электроэнергетики: Томаса Эдисона с компанией Дженерал Электрик с одной стороны, и Николой Тесла с компанией Вестингауз, с другой стороны. Победил мощный капитал, и разработки Тесла в области генерации, передачи, и трансформации переменного электрического тока стали общенациональным достоянием американского общества, что, в немалой степени, позднее способствовало технологическому доминированию США.

Помимо собственно генерации электричества для разнообразных нужд, основанной на преобразовании механического движения в электричество, за счёт обратимости электрических машин появилась возможность обратного преобразования электрического тока в механическое движение, реализуемая электродвигателями постоянного и переменного тока. Пожалуй, это самые распространённые машины современности, включающие в себя стартеры автомобилей и мотоциклов, приводы промышленных станков и разнообразных бытовых устройств. Используя различные модификации подобных устройств, мы стали мастерами на все руки, мы умеем строгать, пилить, сверлить и фрезеровать. А в наших компьютерах, благодаря миниатюрным прецизионным двигателям постоянного тока, крутятся приводы жёстких и оптических дисков.

Кроме привычных электромеханических двигателей, за счёт протекания электрического тока работают ионные двигатели, использующие принцип реактивного движения при выбросе ускоренных ионов вещества, Пока, в основном, они применяются в космическом пространстве на малых спутниках для выведения их на нужные орбиты. А фотонные двигатели 22-го века, которые существуют пока только в проекте и которые понесут наши будущие межзвёздные корабли с субсветовой скоростью, скорее всего, тоже будут работать на электрическом токе.

Для создания электронных элементов и при выращивании кристаллов различного назначения по технологическим причинам требуются сверхстабильные генераторы постоянного тока. Такие прецизионные генераторы постоянного тока на электронных компонентах называются стабилизаторами тока.

Измерение электрического тока

Необходимо отметить, что приборы для измерения тока (микроамперметры, миллиамперметры, амперметры) весьма отличаются друг от друга в первую очередь по типу конструкций и принципам действия — это могут быть приборы постоянного тока, переменного тока низкой частоты и переменного тока высокой частоты.

По принципу действия различают электромеханические, магнитоэлектрические, электромагнитные, магнитодинамические, электродинамические, индукционные, термоэлектрические и электронные приборы. Большинство стрелочных приборов для измерения токов состоит из комбинации подвижной/неподвижной рамки с намотанной катушкой и неподвижного/подвижного магнитов. Вследствие такой конструкции типичный амперметр имеет эквивалентную схему из последовательно соединённых индуктивности и сопротивления, шунтированных ёмкостью. Из-за этого частотная характеристика стрелочных амперметров имеет завал по высоким частотам.

Основой для них является миниатюрный гальванометр, а различные пределы измерения достигаются применением дополнительных шунтов — резисторов с малым сопротивлением, которое на порядки ниже сопротивления измерительного гальванометра. Таким образом, на основе одного прибора могут быть созданы приборы для измерения токов различных диапазонов – микроамперметры, миллиамперметры, амперметры и даже килоамперметры.

Вообще, в измерительной практике важно поведение измеряемого тока — он может быть функцией времени и иметь различную форму — быть постоянным, гармоническим, негармоническим, импульсным и так далее, и его величиной принято характеризовать режимы работ радиотехнических цепей и устройств. Различают следующие значения токов:

• мгновенное,
• амплитудное,
• среднее,
• среднеквадратичное (действующее).

Мгновенное значение тока I i — это значение тока в определенный момент времени. Его можно наблюдать на экране осциллографа и определять для каждого момента времени по осциллограмме.

Амплитудное (пиковое) значение тока I m — это наибольшее мгновенное значение тока за период.

Среднее квадратичное (действующее) значение тока I определяется как корень квадратный из среднего за период квадрата мгновенных значений тока.

Все стрелочные амперметры обычно градуируются в среднеквадратических значениях тока.

Среднее значение (постоянная составляющая) тока — это среднее арифметическое всех его мгновенных значений за время измерения.

Разность между максимальным и минимальным значениями тока сигнала называют размахом сигнала.

Сейчас, в основном, для измерения тока используются как многофункциональные цифровые приборы, так и осциллографы — на их экранах отображается не только форма напряжения/тока, но и существенные характеристики сигнала. К таким характеристикам относится и частота изменения периодических сигналов, поэтому в технике измерений важен частотный предел измерений прибора.

Измерение тока с помощью осциллографа

Иллюстрацией к вышесказанному будет серия опытов по измерению действующего и пикового значения тока синусоидального и треугольного сигналов с использованием генератора сигналов, осциллографа и многофункционального цифрового прибора (мультиметра).

Общая схема эксперимента №1 представлена ниже:

Генератор сигналов (FG) нагружен на последовательное соединение мультиметра (MM), сопротивление шунта R s =100 Ом и сопротивление нагрузки R в 1 кОм. Осциллограф OS подключен параллельно сопротивлению шунта R s . Значение сопротивления шунта выбирается из условия R s

Опыт 1

Подадим на сопротивление нагрузки сигнал синусоидальной формы с генератора частотой 60 Герц и амплитудой 9 Вольт. Нажмем очень удобную кнопку Auto Set и будем наблюдать на экране сигнал, показанный на рис. 1. Размах сигнала — около пяти больших делений при цене деления 200 мВ. Мультиметр при этом показывает значение тока в 3,1 мА. Осциллограф определяет среднеквадратичное значение напряжения сигнала на измерительном резисторе U=312 мВ. Действующее значение тока через резистор R s определяется по закону Ома:

I RMS = U RMS /R = 0,31 В / 100 Ом = 3,1 мА,

что соответствует показаниям мультиметра (3,10 мА). Отметим, что размах тока через нашу цепь из включенных последовательно двух резисторов и мультиметра равен

I P-P = U P-P /R = 0,89 В / 100 Ом = 8,9 мА

Известно, что пиковое и действующее значения тока и напряжения для синусоидального сигнала отличаются в √2 раз. Если умножить I RMS = 3,1 мА на √2, получим 4,38. Удвоим это значение и мы получим 8,8 мА, что почти соответствует току, измеренному с помощью осциллографа (8,9 мА).

Опыт 2

Уменьшим сигнал от генератора вдвое. Размах изображения на осциллографе уменьшится ровно приблизительно вдвое (464 мВ) и мультиметр покажет приблизительно уменьшенное вдвое значение тока 1,55 мА. Определим показания действующего значения тока на осциллографе:

I RMS = U RMS /R = 0,152 В / 100 Ом = 1,52 мА,

что приблизительно соответствует показаниям мультиметра (1,55 мА).

Опыт 3

Увеличим частоту генератора до 10 кГц. При этом изображение на осциллографе изменится, но размах сигнала останется прежним, а показания мультиметра уменьшатся — сказывается допустимый рабочий частотный диапазон мультиметра.

Опыт 4

Вернёмся к исходной частоте 60 Герц и напряжению 9 В генератора сигналов, но изменим форму его сигнала с синусоидальной на треугольную. Размах изображения на осциллографе остался прежним, а показания мультиметра уменьшились по сравнению со значением тока, которое он показывал в опыте №1, так как изменилось действующее значение тока сигнала. Осциллограф также показывает уменьшение среднеквадратичного значения напряжения, измеренного на резисторе R s =100 Ом.

Техника безопасности при измерении тока и напряжения

Самодельный пьедестал-стойка с полнофункциональным телесуфлёром и мониторами для домашней видеостудии

• Поскольку в зависимости от класса безопасности помещения и его состояния при измерении токов даже относительно невысокие напряжения уровня 12–36 В могут представлять опасность для жизни, необходимо выполнять следующие правила:
• Не проводить измерения токов, требующих определённых профессиональных навыков (при напряжении свыше 1000 В).
• Не производить измерения токов в труднодоступных местах или на высоте.
• При измерениях в бытовой сети применять специальные средства защиты от поражения электрическим током (резиновые перчатки, коврики, сапоги или боты).
• Пользоваться исправным измерительным инструментом.
• В случае использования многофункциональных приборов (мультиметров), следить за правильной установкой измеряемого параметра и его величины перед измерением.
• Пользоваться измерительным прибором с исправными щупами.
• Строго следовать рекомендациям производителя по использованию измерительного прибора.

Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона.

Кулон — это величина заряда, прошедшая через проводник при силе тока 1 А за время 1 сек.

Ом (обозначение: Ом, Ω) — единица измерения электрического сопротивления в Международной системе единиц (СИ). Ом равен электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.

Вольт как разность потенциалов между двумя точками электростатического поля, при прохождении которой над зарядом величиной 1 кулон (Кл, C) совершается работа величиной 1 джоуль (Дж, J)

1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:

Генри Цепь имеет индуктивность один генри, если изменение тока со скоростью один ампер в секунду создаёт ЭДС индукции, равную одному вольту.

Те́сла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T) — единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого однородного магнитного поля, в котором на 1 метр длины прямого проводника, перпендикулярного вектору магнитной индукции, с током силой 1 ампер действует сила 1 ньютон.

Вебер По определению, изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью один вебер в секунду наводит в этом контуре ЭДС, равную одному вольту

Один электронвольт равен энергии, необходимой для переноса элементарного заряда в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов в 1 В

Электри́ческая инду́кция (электри́ческое смеще́ние) — векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации.

Закон видемана утверждает, что отношение коэфф. теплопроводности c к уд. электропроводности s для металлов при одинаковой темп-ре постоянно: c/s=const

сли в проводнике течет постоянный ток и проводник остается неподвижным, то работа сторонних сил расходуется на его нагревание. Опыт показывает, что в любом проводнике происходит выделение теплоты, равное работе, совершаемой электрическими силами по переносу заряда вдоль проводника. Если на концах участка проводника имеется разность потенциалов , тогда работу по переносу заряда q на этом участке равна

По определению I= q/t. откуда q= I t. Следовательно

Так как работа идет па нагревание проводника, то выделяющаяся в проводнике теплота Q равна работе электростатических сил

Соотношение (17.13) выражает закон Джоуля-Ленца в интегральной форме. Введем плотность тепловой мощности , равную энергии выделенной за единицу время прохождения тока в каждой единице объема проводника

где S — поперечное сечение проводника, — его длина. Используя (1.13) и соотношение, получим

Но — плотность тока, а, тогда

с учетом закона Ома в дифференциальной форме , окончательно получаем

Формула (17.14) выражает закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме: объемная плотность тепловой мощности тока в проводнике равна произведению его удельной электрической проводимости на квадрат напряженности электрического поля.

Объявления:

На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, равная

F = I·L·B·sina

I — сила тока в проводнике;

B — модуль вектора индукции магнитного поля;

L — длина проводника, находящегося в магнитном поле;

a — угол между вектором магнитного поля инаправлением тока в проводнике.

Силу, действующую на проводник с током в магнитном поле, называют силой Ампера.

Максимальная сила Ампера равна:

Формулировка закона Био Савара Лапласа имеет вид: При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид.

Сила F действующая на частицу с электрическим зарядом q , движущуюся с постоянной скоростью v , во внешнем электрическом E и магнитном B полях, такова:

где × векторное произведение. Все величины выделенные жирным являются векторами. Более явно:

где r — радиус-вектор заряженной частицы, t — время, точкой обозначена производная по времени.

Явл Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Иными словами, ферромагнетик — такое вещество, которое, при температуре ниже точки Кюри, способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.

Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий.

Голография основывается на двух физических явлениях — дифракции и интереференции световых волн.

Физическая идея состоит в том, что при наложении двух световых пучков, при определенных условиях возникает интерференционная картина, то есть, в пространстве возникают максимумы и минимумы интенсивности света (это подобно тому, как две системы волн на воде при пересечении образуют чередующиеся максимумы и минимумы амплитуды волн)

Работа электрической системы характеризуется различными показателями, все мы слышали о силе тока, напряжении, мощности, но не каждый знает, что за величины ватт, вольт и ампер в электросети дома или квартиры. Не меньше сложностей вызывает и вопрос измерения данных параметров.

Характеристики электросети

Важнейшим параметром электросети является напряжение – величина, характеризующая отношение работы электрического поля во время передачи заряда из одной точки в другую к размеру заряда.

Другими словами, данная характеристика – это разность потенциалов между отдельными участками или точками в цепи. Измеряется в Вольтах.

Уровень напряжения в электросетях стандартизирован и составляет 220 В для однофазных сетей электроснабжения и 380 В для трехфазных систем (при измерении между отдельными фазами, между одной фазой и нулем U равняется 220 В). Стандарт регламентирован в ГОСТ, возможное отклонение параметра в бытовых электросетях – 10%.

Вторым важным параметром электрической системы выступает сила тока – величина, которая равняется отношению количества заряда, протекающего через проводник к промежутку времени. Измеряется в Амперах.

Понятие силы тока, напряжения и сопротивления в электросети связаны между собой в соответствии с законом Ома, по которому:

Так как напряжение является постоянной величиной, то в электросети переменными будут выступать только сила тока и сопротивление. Снижение одного параметра приводит к увеличению другого. Сопротивление измеряют в Омах, но этот показатель не используют для описания работы электросети.

Мощности электрической системы – характеристика, определяемая путем умножения напряжения U на силу тока I. Измеряют мощность в Ваттах. Данная величина знакома всем пользователям электрических сетей, так как в Ватт/часах исчисляют объемы потребления электроэнергии потребителями.

Способы измерения силы тока и напряжения

Сила тока в электрической цепи определяется с помощью специального устройства – амперметра . Измерительный прибор последовательно соединяется с электросетью или электроприбором.

Напряжение в сети определяют с помощью вольтметра , подключаемого параллельно к измеряемому участку цепи.

В домашних условиях определить величины напряжения и силы тока можно с помощью универсального измерительного устройства – мультиметра . Такие приборы широко распространены, их можно купить практически в любом специализированном магазине.

Мультиметр подключается к электрической системе в соответствии с инструкцией. Все измерения проводятся с учетом техники безопасности. Схема подключения мультиметра для измерения силы тока, напряжения и сопротивления:

ампер, ватт и вольт: руководство по измерению мощности

Вы, вероятно, 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. Это 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 определенный период времени. 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 больше 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 практика, 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 пропускают определенное количество тока 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 по электричеству, охлаждению и отоплению 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 дать надежный совет и помощь. Чтобы узнать больше обо всех способах, которыми мы можем вам помочь, позвоните нам сегодня.

Разница между VOLT и WATT

Одно из основных различий между VOLT и WATT состоит в том, что вольт — это единица измерения разности потенциалов и электродвижущей силы в системе СИ, а ватт — это единица измерения мощности в системе СИ.

Вольт и ватт связаны друг с другом. Вольт измеряет разность потенциалов источников питания или напряжение электрических устройств. Символическое представление вольта — V. Измерение в вольтах проще по сравнению с ваттами, потому что ватты являются произведением двух величин, то есть напряжения и тока. Ватт обозначается как W. Он измеряет мощность, потребляемую электрическими устройствами.

Что такое вольт?

1 Вольт определяется как разница в разности электрических потенциалов на проводе, когда ток 1 А рассеивает 1 Вт мощности на проводе.Вольт — это единица измерения разности потенциалов и ЭДС в системе СИ. Обозначение — V.

.

Одна формула для вольт:

В = потенциальная энергия / заряд

Базовый агрегат — КгМ2А-1С-3. Вольт измеряется с помощью вольтметра. Вольт описывает крошечную низкую часть напряжения от источника способности. Считывание вольт чрезвычайно просто по сравнению с ваттами.

Думайте о ваттах не с точки зрения силы или мощности, а с точки зрения скорости или скорости. Скорость потока воды через садовый шланг или скорость автомобиля — хорошая аналогия для ватт.

Что такое ватт?

Вт — это единица измерения мощности в системе СИ (P). Ватт указывает скорость передачи энергии. Символ — W. Одна формула для ватт:

.

Вт = Вольт × Ток

Базовый агрегат — КгМ2С-3. Ватты будут измеряться с помощью электросчетчика. Ватт дает более реалистичное измерение мощности. Снятие показаний ватт затруднено, поскольку для этого требуются значения как напряжения, так и тока.

Подобно ваттам — слово, полученное от английского изобретателя Джеймса Ватта — вольт названо в честь другого изобретателя, итальянца Алессандро Вольта.Вольта изобрел предшественник электрической батареи.

Таблица разницы между вольтами и ваттами

Вт	Вольт
Ватт определяет скорость передачи энергии.	1 Вольт определяется как разность электрических потенциалов на проводе, когда ток 1 А рассеивает 1 Вт мощности на проводе.
Ватт — это единица измерения мощности (P) в системе СИ.	Вольт — это единица СИ для разности потенциалов и ЭДС.
Вт	В
Ватт можно измерить с помощью измерителя мощности.	Вольт можно измерить с помощью вольтметра.
Одна формула для ватт: Вт = Вольт × Ток	Одна формула для вольт: V = потенциальная энергия / заряд
Ватт дает более реалистичное измерение мощности.	Вольт описывает небольшую часть напряжения от источника питания.
Снятие показаний ватт затруднено, поскольку для этого требуются значения как напряжения, так и тока.	Считывание вольт очень легко по сравнению с ваттами.

Ватт и вольт не независимы друг от друга. Ватты не могут существовать без вольт, поскольку они являются продуктом комбинации вольт и ампер.

В общих чертах и ​​при использовании аналогии с гидравликой, вольты аналогичны давлению, а ватты аналогичны скорости.

Аналогия скорости передвижения

Понимание базовой концепции скорости является ключом к пониманию зависимости ватт отвольт.

Рассказывая другу о путешествии, можно сказать, что машина преодолела 65 миль. Хотя это полезная информация, она не дает полной картины того, что именно произошло.

Возможно, вы сказали, что проехали 65 миль, но каков более важный контекст этого? Вы проехали на нем примерно за час? Это нормально и ожидаемо. Если вы проехали на нем за три месяца, это совсем другое дело. Вот тут-то и играет роль.

Само по себе время тоже неполные данные.Если вы сказали другу, что ехали десять часов, он может ответить, спросив, где вы ехали или как далеко проехали. Обсуждение продолжительности автомобильной поездки — неполный набор данных.

Один набор данных касается расстояний в физическом мире; другой набор имеет дело со временем. Вместо того, чтобы жонглировать двумя наборами данных туда и обратно, гораздо полезнее и удобнее придумать одно число, которое объединяет эти два. Это число и есть ставка.

Итак, формула V x A = W аналогична примеру автомобильной поездки; оба указывают скорость.В автомобиле эта скорость известна как MPH (мили в час): скорость равна расстоянию, разделенному на время.

В электрических системах сила тока и напряжение являются полезными наборами информации. Но мощность является дополнительным обычным массивом данных, потому что она объединяет их для получения показателя, аналогичного скорости или скорости.

323800cookie-check Разница между VOLT и WATTno

Сколько электроэнергии вам нужно?

«Сколько электроэнергии мне нужно?» Это вопрос, который часто возникает относительно использования генератора или солнечной энергии.Это важно даже для простой домашней электропроводки. Важно найти максимальный ток, который может потребоваться. Если у вас в цепи более одного устройства, важно найти мощность, необходимую для всех устройств, чтобы не повредить их, если все они будут включены одновременно.

Два основных компонента электроэнергии — это ток и напряжение. Электрические приборы имеют связанные с ними номинальное напряжение, ток и мощность. Просто сложив все номинальные значения мощности или тока приборов, вы узнаете, сколько энергии вам нужно.Источники питания, такие как генераторы, будут указывать номинальную мощность в ваттах. Электропроводка рассчитана на ток, который она может выдерживать.

Питание переменного (переменного тока) или постоянного (постоянного) тока. Чтобы упростить, переменный ток поступает от энергетической компании, а постоянный ток — от батарей, солнечных батарей или преобразователей переменного тока. Генераторы могут производить переменный или постоянный ток. Текущие значения зависят от устройства и нагрузки на устройство. Ток измеряется в амперах, но иногда указывается в миллиамперах (1/1000 ампера).

Напряжение измеряется в вольтах и ​​обычно имеет несколько значений.В Соединенных Штатах наиболее распространены значения 120 вольт переменного тока, 240 вольт переменного тока, 12 вольт постоянного и 24 вольт постоянного тока. Другие значения используются для определенных ситуаций, но не распространены в домашних условиях. Стандартное напряжение розетки 120 вольт; для больших предметов, таких как некоторые печи и кондиционеры, требуется 220 вольт. Некоторые типы освещения, например точечное освещение, работают при более низком напряжении. В этих устройствах используется трансформатор для понижения напряжения до уровня, необходимого для освещения.

Мощность — это скорость, с которой устройство может работать.Электрическая мощность измеряется в ваттах, но иногда указывается в милливаттах (1/1000 ватта) или киловаттах (1000 ватт). Электропитание переменного тока может быть однофазным или трехфазным. Бытовая техника однофазная. Трехфазные используются для питания крупных промышленных двигателей. В данной публикации рассматривается расчет только однофазной мощности или мощности постоянного тока.

Еще одно соображение — разница между полной и реальной мощностью. В этой публикации рассматривается кажущаяся мощность. Кажущаяся мощность — это математическое соотношение мощности, максимального тока и максимального напряжения.Реальную мощность измерить сложнее, но полученные значения никогда не превышают кажущуюся мощность. Эти различия могут вызвать некоторые проблемы при расчете мощности двигателей. Генераторы обычно выдают мощность в виде полной мощности. Полная мощность должна быть выражена в вольтах, но часто выражается в ваттах. Большинство генераторов указывают мощность как полную мощность из-за сложности использования реальной мощности. Это не вызовет проблем, пока система не нагружена до 100 процентов номинальной мощности.

Этикетки устройства должны содержать информацию о напряжении и либо о мощности, либо о токе. Соотношение между напряжением питания и током выражается следующим образом:

напряжение x ток = мощность

Если вы знаете напряжение и ток, вы можете рассчитать мощность, умножив напряжение на ток в амперах. Если ток измеряется в миллиамперах, разделите результат на 1000. Результат в ваттах мощности.

Иногда вы можете встретить продукт или устройство с маркировкой VA (вольт-амперы).Это обозначение аналогично ваттам. KVA (киловольт-ампер) — киловатт (1000 Вт).

Если вы знаете напряжение и мощность, вы можете рассчитать ток, разделив мощность на напряжение. Это даст вам ток в амперах.

Когда вы впервые включаете прибор с электродвигателем, он потребляет значительно больший ток — в три-пять раз больше, чем указано на этикетке. Вы должны делать скидку на это. Генераторы и инверторы обычно имеют номинальную мощность перенапряжения, которая указывает максимальную мощность, которую можно потреблять в течение короткого периода времени.Предохранители и автоматические выключатели обычно пропускают избыточный ток в течение короткого времени перед отключением цепи.

Итак, сколько энергии вам нужно для работы ваших приборов? Для данного напряжения у вас будет максимальная мощность и ток. Используйте приведенное выше уравнение, чтобы определить, сколько энергии вам нужно. Для нескольких устройств добавьте ток или мощность каждого, чтобы получить максимальную необходимую мощность или ток. Все единицы должны быть одинаковыми. Полученное число должно быть меньше, чем у цепи, по которой подается питание.Не следует пытаться запустить источник питания на 100 процентов, хотя короткие скачки до этого уровня допустимы.

Примеры

У вас есть три прибора на 120 вольт. На этикетках указано, что они потребляют 1, 2 и 5 ампер соответственно. Общий ток будет 1 + 2 + 5 = 8 ампер. Исходя из этого, мощность можно рассчитать, умножив напряжение и ток: 120 x 8 = 960 Вт.

Для трех устройств на 220 В на этикетках указано, что их мощность составляет 100 Вт, 300 Вт и 600 Вт.Общая мощность будет 100 + 300 + 600 = 1000 Вт. Чтобы найти ток, разделите мощность на напряжение: 1000/220 = 4,54 ампера.

Если у вас смешанная мощность и ток, вы должны преобразовать их в одно или другое. Например, ваши 120-вольтовые приборы рассчитаны на 2 ампера, 320 ватт и 450 ватт. Вы должны преобразовать все три в ток или в ватты. В этом примере мы преобразуем в ватты. 2-амперный элемент умножить на 120 вольт, чтобы получить 240 ватт. Затем сложите номинальную мощность (240 + 320 + 450), чтобы получить в сумме 1010 Вт.Сила тока будет 1010/120 = 8,42 ампер.

---

Copyright 2012 Государственного университета Миссисипи. Все права защищены. Эту публикацию можно копировать и распространять без изменений в некоммерческих образовательных целях при условии, что указана ссылка на Службу распространения знаний государственного университета Миссисипи.

Автор: Джеймс Р. Вутен, , младший консультант III, сельскохозяйственная и биологическая инженерия.

Дискриминация по признаку расы, цвета кожи, религии, пола, национального происхождения, возраста, инвалидности или статуса ветерана является нарушением федеральных законов и законов штата, а также политики MSU и не допускается.Дискриминация по признаку сексуальной ориентации или групповой принадлежности является нарушением политики MSU и недопустима.

Информационный лист 1954
Служба распространения знаний Государственного университета Миссисипи, сотрудничающая с Министерством сельского хозяйства США. Опубликовано во исполнение актов Конгресса от 8 мая и 30 июня 1914 г. ГЭРИ Б. ДЖЕКСОН, директор
(POD-12-12)

Разница между амперами и ваттами (с таблицей)

Энергетическое поле очень динамично.Это поле обычно связано с различными предметами, такими как амперы, ватты, вольт и т. Д. Почти максимальный процент людей связан с двумя наиболее распространенными терминами, ампер и ватт, при расчете мощности, потребляемой различными осветительными приборами и бытовой техникой.

Однако ватты можно рассматривать как комплексное измерение, при котором рассчитывается мощность. Принимая во внимание, что амперы — это количество протекающего тока. Из ампер и ватт более полной единицей является ватт, в котором рассчитывается мощность.В случае электрических розеток, когда известно значение напряжения, мощность в ваттах может быть преобразована в амперы, если известно значение протекающего тока.

Ампер и ватт

Разница между Ампером и Ваттом состоит в том, что Амперы или Амперы рассматриваются как единица измерения протекающего тока или электричества в системе СИ. Принимая во внимание, что ватты рассматриваются как единица измерения мощности в системе СИ. Когда к цепи подключен амперметр, он дает измерение протекания тока. Однако, когда к цепи подключен ряд амперметров, полученный ток, умноженный на вольты, дает ватты.Один ватт равен одному кулону заряда в секунду. Один ампер равен 1 джоуль в секунду.

Амперы или амперы считаются единицей протекающего тока или электричества в системе СИ. Когда ватты делятся на напряжение, дает амперы. Измерение силы тока или ампера — простой процесс. Применение усилителей можно найти только в области тока и электричества. Устройство, в котором измеряется ампер, — это амперметр. Один ампер равен 1 джоуль в секунду. Усилители обычно обозначаются жирной буквой A.Amps назван в честь ученого Андре-Мари Ампера.

Ватт считается единицей мощности в системе СИ. когда ампер умножается на математическое значение напряжения, получается ватт. Измерение ватт — сравнительно сложный процесс, чем измерение ампер. Ватты применимы при расчете различных видов энергии. Устройство, в котором измеряется ватт, — это ваттметр, но его также можно рассчитать с помощью амперметра. Уоттс обычно обозначается жирной буквой W. Уоттс назван в честь изобретателя 18-го века из Шотландии Джеймса Ватта.

Таблица сравнения между амперами и ваттами

Параметры для сравнения	амперы	Вт
Единица	Единица или единица СИ текущего тока или электричества.	Единица или единица СИ мощности или лучистого потока.
Расчет	При делении ватт на напряжение дает амперы.	Когда ампер умножается на математическое значение напряжения, получается ватт.
Простота процесса	Измерение силы тока или ампера — простой процесс.	Измерение ватт — сравнительно сложный процесс.
Устройство, необходимое для измерения	Амперметр	Амперметр / ваттметр
Приложение	Применение ампер можно найти только в области тока и электричества.	Ватт применяется при расчете различных видов энергии.
Также выражается как	Один ампер равен 1 джоуль в секунду.	Один ватт равен одному кулону заряда в секунду.
Обозначается как	Обозначение A	Обозначение W
Названо в честь	ученого Андре-Мари Ампера.	Изобретатель 18 века из Шотландии Джеймс Ватт.

Что такое амперы?

Ампер часто используется в сокращенной форме как «ампер» и обозначается как А.18 электронов за одну секунду. Ампер — одна из 7 основных международных систем единиц или единиц СИ. Когда прикладываемая сила составляет один вольт через сопротивление в один ом, то производство тока составляет один ампер.

Что такое ватты?

Ватт — единица лучистого потока или мощности. Когда сила тока, протекающего через прибор, составляет один ампер, а разность потенциалов составляет один вольт, то объем выполняемой работы составляет один ватт. Ватт получается из выражения 1 кг⋅м²⋅с⁻³ или также равен 1 джоуля потока энергии в секунду.Это количественное измерение передачи энергии. Изобретатель 18-го века из Шотландии назвал Ватта.

Вт также эквивалентны 1/746 лошадиных сил. Один киловатт равен одной тысяче ватт. Более того, большинство электронных приборов, используемых в доме, рассчитаны на эту единицу измерения, то есть в ваттах. Ватты применимы при расчете различных видов энергии. Устройство, в котором измеряется ватт, — это ваттметр, но его также можно рассчитать с помощью амперметра.

Основные различия между амперами и ваттами

1. Амперы или амперы считаются единицей измерения протекающего тока или электричества в системе СИ.Принимая во внимание, что ватты рассматриваются как единица измерения мощности в системе СИ.
2. Когда ватты делятся на напряжение, дает амперы. В то время как, когда ампер умножается на математическое значение напряжения, получается ватт.
3. Измерение силы тока или ампера — простой процесс. Принимая во внимание, что измерение ватт — сравнительно сложный процесс, чем измерение ампер.
4. Применение усилителя можно найти только в области тока и электричества. Принимая во внимание, что ватты применимы при расчете различных форм энергии.
5. Устройство для измерения силы тока — амперметр. Принимая во внимание, что устройство, в котором измеряется ватт, является ваттметром, но его также можно рассчитать с помощью амперметра.
6. Один ампер равен 1 джоулю в секунду. В то время как один ватт равен одному кулону заряда в секунду.
7. Amps обычно обозначается жирной буквой A, с другой стороны, Watts обычно обозначается жирной буквой W.
8. Amps назван в честь ученого Андре-Мари Ампера. Однако Уоттс назван в честь изобретателя 18 века из Шотландии Джеймса Ватта.

Заключение

Применение усилителей можно найти только в области тока и электричества. Принимая во внимание, что ватты применимы при расчете различных форм энергии. Когда к цепи подключен амперметр, он дает измерение протекания тока. Однако, когда к цепи подключен ряд амперметров, полученный ток, умноженный на вольты, дает ватты.

Более того, и ватты, и амперы являются независимыми переменными, если значение одной изменяется, то изменяется и значение другой.Если значение вольт остается постоянным, тогда ватты прямо пропорциональны амперам. Выбирая электронное приложение для дома в следующий раз, следует помнить о том, сколько энергии потребляет устройство.

Ссылки

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/750004/
2. http://accesscoit.com/accessdc/Download/Access_PDFs/pdf1/Watts%20and%20Volt-Amps%20 ( Powerful% 20Confusion) .pdf

Глоссарий по солнечной энергии | Министерство энергетики

S

жертвенный анод — кусок металла, закопанный рядом с конструкцией, которая должна быть защищена от коррозии.Металл расходуемого анода предназначен для коррозии и уменьшения коррозии защищаемой конструкции.

Спутниковая энергосистема (SPS) — Концепция обеспечения большого количества электроэнергии для использования на Земле от одного или нескольких спутников на геостационарной околоземной орбите. Очень большой массив солнечных элементов на каждом спутнике будет обеспечивать электричество, которое будет преобразовано в микроволновую энергию и направлено на приемную антенну на земле. Там она будет преобразована в электроэнергию и распределена так же, как и любая другая энергия, вырабатываемая централизованно, через сеть.

планирование — Общая практика обеспечения того, чтобы генератор был задействован и доступен, когда это необходимо. Это также может относиться к составлению графиков импорта или экспорта энергии в зону балансирования или из нее.

Барьер Шоттки — Барьер ячейки, установленный как граница раздела между полупроводником, например кремнием, и листом металла.

разметка — Вырезание решетчатого рисунка канавок в полупроводниковом материале, как правило, с целью создания межсоединений.

герметичная батарея — Батарея с невыполненным электролитом и закрывающейся вентиляционной крышкой, также называемая аккумуляторной батареей с регулируемым клапаном. Электролит добавлять нельзя.

сезонная глубина разряда — поправочный коэффициент, используемый в некоторых процедурах определения размеров системы, который «позволяет» батарее постепенно разряжаться в течение 30-90-дневного периода плохой солнечной инсоляции. Этот фактор приводит к немного меньшей фотоэлектрической матрице.

аккумулятор — аккумулятор, который можно перезаряжать.

саморазряд — Скорость, с которой батарея без нагрузки теряет заряд.

полупроводник — Любой материал, который имеет ограниченную способность проводить электрический ток. Некоторые полупроводники, в том числе кремний, арсенид галлия, диселенид меди, индия и теллурид кадмия, уникально подходят для процесса фотоэлектрического преобразования.

полукристаллический — См. мультикристаллический.

последовательное соединение — Способ соединения фотоэлементов путем соединения положительных выводов с отрицательными выводами; такая конфигурация увеличивает напряжение.

Контроллер серии — Контроллер заряда, который прерывает зарядный ток путем размыкания цепи фотоэлектрической (PV) матрицы. Элемент управления включен последовательно с фотоэлектрической панелью и батареей.

Регулятор серии — Тип регулятора заряда аккумуляторной батареи, в котором ток зарядки регулируется переключателем, подключенным последовательно с фотоэлектрическим модулем или массивом.

последовательное сопротивление — Паразитное сопротивление току в элементе из-за таких механизмов, как сопротивление основной части полупроводникового материала, металлических контактов и межсоединений.

Аккумулятор мелкого цикла — Аккумулятор с небольшими пластинами, который не выдерживает большого количества разрядов до низкого уровня заряда.

Срок годности батарей — Продолжительность времени при определенных условиях, в течение которого аккумулятор может храниться таким образом, чтобы он сохранял свою гарантированную емкость.

ток короткого замыкания (Isc) — ток, свободно протекающий через внешнюю цепь без нагрузки или сопротивления; максимально возможный ток.

Контроллер шунта — Контроллер заряда, который перенаправляет или шунтирует зарядный ток от батареи.Контроллеру требуется большой радиатор для отвода тока от короткозамкнутой фотоэлектрической батареи. Большинство контроллеров шунта предназначены для небольших систем мощностью 30 ампер или меньше.

Шунтирующий регулятор — Тип регулятора заряда аккумуляторной батареи, в котором зарядный ток регулируется переключателем, включенным параллельно с фотоэлектрическим (PV) генератором. Замыкание фотоэлектрического генератора предотвращает перезарядку аккумулятора.

Процесс Сименс — коммерческий метод производства очищенного кремния.

кремний (Si) — полуметаллический химический элемент, который является отличным полупроводниковым материалом для фотоэлектрических устройств. Он кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке, как алмаз. Обычно он содержится в песке и кварце (в виде оксида).

синусоида — форма волны, соответствующая одночастотному периодическому колебанию, которое может быть математически представлено как функция амплитуды в зависимости от угла, при котором значение кривой в любой точке равно синусу этого угла.

синусоидальный инвертор — инвертор, вырабатывающий синусоидальные формы мощности коммунального качества.

Монокристаллический материал — Материал, состоящий из монокристалла или нескольких крупных кристаллов.

Кремний монокристаллический — Материал с монокристаллическим образованием. Многие фотоэлементы изготовлены из монокристаллического кремния.

одноступенчатый контроллер — контроллер заряда, который перенаправляет весь зарядный ток, когда аккумулятор приближается к полному состоянию заряда.

smart grid — Интеллектуальная электроэнергетическая система, которая регулирует двусторонний поток электроэнергии и информации между электростанциями и потребителями для управления работой сети.

программные затраты — Неаппаратурные затраты, связанные с фотоэлектрическими системами, такие как финансирование, получение разрешений, установка, подключение и проверка.

солнечный элемент — См. Фотоэлектрический элемент .

солнечная постоянная — Среднее количество солнечного излучения, которое достигает верхних слоев атмосферы Земли на поверхности, перпендикулярной солнечным лучам; равно 1353 Вт на квадратный метр или 492 британских тепловых единицы на квадратный фут.

солнечное охлаждение — Использование солнечной тепловой энергии или солнечного электричества для питания охлаждающего устройства. Фотоэлектрические системы могут питать испарительные охладители («болотные» охладители), тепловые насосы и кондиционеры.

солнечная энергия — Электромагнитная энергия, передаваемая солнцем (солнечное излучение). Количество, которое достигает Земли, равно одной миллиардной общей произведенной солнечной энергии, или примерно 420 триллионов киловатт-часов.

Кремний солнечного качества — Кремний промежуточного качества, используемый в производстве солнечных элементов.Дешевле, чем кремний электронного качества.

солнечная инсоляция — См. инсоляция.

солнечное излучение — См. освещенность.

солнечный полдень — время дня в определенном месте, когда солнце достигает своей самой высокой видимой точки на небе.

солнечная панель — См. Фотоэлектрическая (PV) панель .

солнечный ресурс — Количество солнечной инсоляции, получаемой площадкой, обычно измеряется в кВтч / м2 / день, что эквивалентно количеству солнечных часов в пиковое время.

солнечный спектр — Общее распределение электромагнитного излучения, исходящего от Солнца. Различные области солнечного спектра описываются диапазоном длин волн. Видимая область простирается от 390 до 780 нанометров (нанометр составляет одну миллиардную часть одного метра). Около 99 процентов солнечного излучения содержится в диапазоне длин волн от 300 нм (ультрафиолет) до 3000 нм (ближний инфракрасный). Комбинированное излучение в диапазоне длин волн от 280 до 4000 нм называется широкополосным или полным солнечным излучением.

солнечные тепловые электрические системы — Технологии преобразования солнечной энергии, которые преобразуют солнечную энергию в электричество путем нагрева рабочей жидкости для питания турбины, приводящей в действие генератор. Примеры этих систем включают системы центрального приемника, параболическую тарелку и солнечный желоб.

пространственный заряд — См. барьер ячеек.

удельный вес — Отношение веса раствора к весу равного объема воды при заданной температуре.Используется как индикатор уровня заряда аккумулятора.

резерв вращения — Электростанция или энергосистема подключены и работают на малой мощности, превышающей фактическую нагрузку.

Ячейка с разделенным спектром — Составное фотоэлектрическое устройство, в котором солнечный свет сначала разделяется на спектральные области с помощью оптических средств. Затем каждая область направляется в другой фотоэлектрический элемент, оптимизированный для преобразования этой части спектра в электричество. Такое устройство обеспечивает значительно большее общее преобразование падающего солнечного света в электричество. См. Также многопереходное устройство .

распыление — Процесс, используемый для нанесения фотоэлектрического полупроводникового материала на подложку с помощью процесса физического осаждения из паровой фазы, при котором высокоэнергетические ионы используются для бомбардировки элементарных источников полупроводникового материала, которые выбрасывают пары атомов, которые затем осаждаются тонкими слоями на субстрат.

прямоугольная волна — форма волны, имеющая только два состояния (т. Е. Положительное или отрицательное). Прямоугольная волна содержит большое количество гармоник.

Преобразователь прямоугольной формы — Тип инвертора, вырабатывающий на выходе прямоугольную форму. Он состоит из источника постоянного тока, четырех переключателей и нагрузки. Переключатели представляют собой силовые полупроводники, которые могут пропускать большой ток и выдерживать высокое номинальное напряжение. Переключатели включаются и выключаются в правильной последовательности, с определенной частотой.

Эффект Стэблера-Вронски — Тенденция эффективности преобразования солнечного света в электричество фотоэлектрических устройств на аморфном кремнии ухудшаться (снижаться) при первоначальном воздействии света.

автономная система — Автономная или гибридная фотоэлектрическая система, не подключенная к сети. Может иметь или не иметь хранилища, но для большинства автономных систем требуются батареи или какой-либо другой вид хранилища.

стандартные условия отчетности (SRC) — Фиксированный набор условий (включая метеорологические), в которые преобразуются электрические характеристики фотоэлектрического модуля из набора фактических условий испытаний.

стандартные условия испытаний (STC) — Условия, при которых модуль обычно испытывается в лаборатории.

ток в режиме ожидания — Это величина тока (мощности), используемая инвертором при отсутствии активной нагрузки (потеря мощности). КПД инвертора самый низкий при низкой нагрузке.

Монтаж на стойке — Метод монтажа фотоэлектрической батареи на наклонной крыше, который включает установку модулей на небольшом расстоянии над скатной крышей и их наклон под оптимальным углом.

Ячейка с недостатком электролита — Батарея, содержащая мало свободного жидкого электролита или не содержащая его.

Состояние заряда (SOC) — Доступная оставшаяся емкость аккумулятора, выраженная в процентах от номинальной емкости.

аккумуляторная батарея — Устройство, способное преобразовывать энергию из электрической в ​​химическую форму и наоборот. Реакции почти полностью обратимы. Во время разряда химическая энергия преобразуется в электрическую и потребляется во внешней цепи или аппарате.

расслоение — Состояние, которое возникает, когда концентрация кислоты в электролите батареи изменяется сверху вниз.Периодическая контролируемая зарядка при напряжениях, вызывающих выделение газов, приведет к перемешиванию электролита. См. Также выравнивание .

строка — Ряд фотоэлектрических модулей или панелей, соединенных между собой последовательно для создания рабочего напряжения, необходимого для нагрузки.

Субчасовые рынки энергии — Рынки электроэнергии, работающие с шагом в 5 минут. Приблизительно 60% всей электроэнергии в Соединенных Штатах в настоящее время продается на субчасовых рынках, работающих с 5-минутными интервалами, так что максимальная гибкость может быть получена от парка генераторов.

подложка — Физический материал, на который наносится фотоэлектрический элемент.

подсистема — Любой из нескольких компонентов фотоэлектрической системы (например, массив, контроллер, батареи, инвертор, нагрузка).

сульфатирование — Состояние, поражающее неиспользуемые и разряженные батареи; Вместо обычных крошечных кристаллов на пластине растут крупные кристаллы сульфата свинца, что делает зарядку батареи чрезвычайно сложной.

сверхпроводящий магнитный накопитель энергии (SMES) — технология SMES использует сверхпроводящие характеристики низкотемпературных материалов для создания интенсивных магнитных полей для хранения энергии.Он был предложен в качестве варианта хранения для поддержки крупномасштабного использования фотоэлектрической энергии как средства сглаживания колебаний в выработке электроэнергии.

сверхпроводимость — Резкое и сильное увеличение электропроводности некоторых металлов при приближении температуры к абсолютному нулю.

superstrate — Покрытие на солнечной стороне фотоэлектрического модуля, обеспечивающее защиту фотоэлектрических материалов от ударов и ухудшения окружающей среды, при этом обеспечивая максимальное пропускание соответствующих длин волн солнечного спектра.

Ударная мощность — Максимальная мощность, обычно в 3-5 раз превышающая номинальную, которая может быть обеспечена за короткое время.

доступность системы — Процент времени (обычно выражается в часах в году), в течение которого фотоэлектрическая система сможет полностью удовлетворить потребность в нагрузке.

рабочее напряжение системы — Выходное напряжение фотоэлектрической матрицы под нагрузкой. Рабочее напряжение системы зависит от нагрузки или батарей, подключенных к выходным клеммам.

системная память — См. Емкость аккумулятора .

Вернуться к началу

В чем разница между ампер, вольт и ватт

Ампер, ватт и вольт, в чем разница?

Очевидно, наша жизнь была бы немыслима без электричества. Сегодня почти все в нашей жизни вращается вокруг использования электроэнергии. Растущее использование электроэнергии является решающей предпосылкой для устойчивого и быстрого развития промышленности, транспорта и сельского хозяйства.Возможно, несколько примеров расскажут вам, насколько важно электричество в нашей жизни.

Без использования электроэнергии не было бы систем телевидения, радиовещания, телефонной связи и даже телеграфии. Более того, ваши системы отопления и охлаждения, домашние кинотеатры, ноутбуки, электрические духовки и многие другие бытовые приборы устареют. Проще говоря, нельзя недооценивать важность электричества.

Любой, кто когда-либо покупал какое-либо электрическое устройство, должен знать термины, силу тока (амперы), мощность (ватты) и напряжение (вольт).К сожалению, не каждый домовладелец знает и понимает всестороннее значение этих терминов.

Четкое понимание ватт, ампер и вольт не только делает вас информированным гражданином, но и потенциально может позволить вам сэкономить значительную сумму денег на ежемесячных счетах за электроэнергию.

Возможно, это основная причина, по которой мы подумали, что чрезвычайно важно объяснить вам в мучительных деталях, что означают эти три электрических термина. В конце концов, не каждый может быть инженером-электриком.Однако, как преданный лидер отрасли, мы здесь, чтобы проинформировать и рассказать вам о различиях.

Определения

Вольт — Это показатель силы, с которой электрическая энергия проходит через определенную электрическую линию. Значительное количество австралийских бытовых устройств рассчитано на 230 В, что является стандартным распределительным напряжением. Проще говоря, следует отметить, что электрическое устройство с более высоким номинальным напряжением может потреблять больше энергии в минуту по сравнению с устройством с более низким номинальным напряжением.

Ампер — Это показатель того, сколько электроэнергии подается через определенную электрическую линию.

Вт — Это можно определить как общую рабочую мощность электрической энергии. Это достигается путем нахождения произведения ампер и вольт. Возможно, это наиболее часто используемый термин из трех.

В конце каждого месяца ваша электроэнергетическая компания выставляет вам счет на общую сумму потребленной вами электроэнергии.Обычно это значение в киловаттах. Один киловатт равен тысяче ватт. Отсюда мы можем с уверенностью заключить, что чем больше вольт и ампер требуется для работы ваших бытовых электроприборов, тем выше будут ваши ежемесячные счета за электроэнергию.

Теперь, когда вы знаете значения этих трех электрических терминов, мы обсудим, как они соотносятся друг с другом.

Рассмотрим водопроводную трубу. Здесь давление воды эквивалентно напряжению, тогда как скорость потока воды эквивалентна величине тока, а размер трубы является сопротивлением.

В мире физики у нас есть основное простое уравнение, которое определяет, что эти три члена связаны между собой. Обычно в нем говорится, что ток, протекающий по проводнику между двумя точками, прямо пропорционален общему напряжению в тех же двух точках. Проще говоря, в нем говорится, что ток должен быть равен доступному напряжению, деленному на сопротивление.

Таким образом, уравнение принимает следующий вид: I = V / R, где I — амперы, V — вольты, а R — сопротивление.Это уравнение также известно как закон Ома. Следует отметить, что закон был назван в честь известного немецкого врача Ома Георга, придумавшего всю концепцию.

Так применима ли эта концепция к нашему сантехническому делу?

Когда вы увеличиваете давление воды в трубе, определенно больше воды будет выталкиваться из трубы. В нашей иллюстрации мы приравняли давление воды к напряжению. Это означает, что в электрическом режиме, если вы увеличиваете напряжение, большее количество тока будет течь через это устройство.С другой стороны, если вы увеличите диаметр водопровода, из трубы будет выходить больше воды. Это то же самое, что и уменьшение сопротивления внутри электрического компонента. Это приведет к увеличению электрического тока.

Если вы все еще не уверены в различиях, не бойтесь. Вот почему наши квалифицированные электрики из Gordon’s Powers готовы помочь вам. Наши аварийные электрики могут помочь вам быстро восстановить электроэнергию в вашем доме и приехать к вам на место в течение 60 минут.

Как рассчитать силу тока при планировании проекта установки освещения

При планировании проекта установки освещения важно знать, с какой силой тока светильник или устройство может безопасно работать. Но что такое сила тока и как ее измеряют? Ампер — это форма измерения текущего расхода электронов. Ток (I) — одна из трех основных единиц электричества. Два других — это напряжение (v) и сопротивление (R). Ампер — это общепринятая стандартная единица измерения, которая измеряет скорость электрического тока, протекающего через электрический компонент, такой как провод.

Расчет силы тока

Простая формула для расчета ампер — это ватт разделить на вольт. Так, например, если мощность осветительной арматуры, с которой вы работаете, составляет 60, а напряжение — 12, разделите 60 на 12, и вы получите пять, которые являются усилителями.

Существуют инструменты, которые также можно использовать для расчета силы тока, например, мультиметр. Этот инструмент представляет собой небольшое портативное устройство, которое может измерять сопротивление, напряжение и силу тока.Если вы планируете использовать такой инструмент, важно знать, какой рейтинг имеет конкретная модель, которую вы используете. Например, мультиметры рассчитаны на работу с определенным током. Если вы используете мультиметр, рассчитанный на 10 ампер, но пропускаете через него 200 ампер, предохранитель мультиметра сломается.

Понимание и измерение силы тока важно при работе над осветительным или электрическим проектом, так как вы захотите убедиться, что используемые провода или осветительная арматура не потребляют больше тока, чем они могут выдерживать и рассчитаны на них.В приведенном выше примере проводка в механизме может выдерживать только электрический ток до пяти ампер и не более в зависимости от используемых вольт и ватт. Обязательно проверьте все провода в розетке на силу тока, чтобы узнать, какой ток она может выдержать, прежде чем устанавливать лампы определенной мощности.