Ток в быту определять практически никогда не приходится, разве что потребление гаджетов для оценки, на сколько хватит аккумулятора или батарейки. Делается это тем же самым тестером, но при другом положении переключателей. Бытовые нагрузки таковы, что влиянием сопротивления прибора на измерения во всех перечисленных случаях можно пренебречь. Роль сопротивления контактов и утечек при измерении в бытовых ситуациях также не велика.

Сопротивление в быту измерять приходится редко, чаще делать нечто подобное — определять целостность нагрузки или целостность изоляции. Потому что многие бытовые приборы выходят из строя путем разрыва цепи питания или перегорания обмотки, а некоторые — путем выхода из строя (пробоя) изоляции. Для этого примеряется тестер, но если вы проверяете целостность обмоток трансформатора, дросселя или электродвигателя, то школьный курс физики настоятельно рекомендует не держаться за оголенные контакты. Хотя напряжение батарейки в тестере не бывает больше 9 вольт, вы именете шансы познакомиться со страшным зверем по имени «экстратоки размыкания». И хотя правильнее было бы назвать это явление экстранапряжением, но вам от этого легче не будет.

Кстати, что убивает — ток или напряжение? Правильный ответ — ток, который протекает по человеку. Но этот ток зависит от напряжения, сопротивления и емкости источника и сопротивления нагрузки — в данном случае сопротивления вашей (а чьей же еще?) кожи. Поэтому, если собираетесь попасть под напряжение, постарайтесь делать это не на жаре, не после физических нагрузок, трезвым, иметь чистые, насухо вытертые руки и не бояться.

Пример ситуации, когда очень высокое (десятки кВ) напряжение не убивает (хотя и делает неприятно) ввиду очень высокого сопротивления источника и невысокой его емкости — это поражение статическим электричеством. Кстати, при этом наблюдается один забавный эффект. Если взять в пальцы металлический предмет (любой — отвертку, пинцет, монетку), и разряд проскочит между объектом и им, то неприятное ощущение отсутствует. Это означает, что оно зависит не от тока, а от плотности тока, которая при непосредственном разряде в палец существенно больше.

Оценка мощности в быту производится сама собой, когда мы включаем что-либо в сеть и замечаем, что лампочки мигнули. В обычных условиях это заметно при потребляемой мощности около 1 кВт и более, то есть при включении утюга, чайника, кондиционера. Объяснение падения напряжения — закон Ома, хотя само мигание при включении утюга и чайника — эффект физиологический: их нагреватель сделан из нихрома, сопротивление коего не зависит от температуры. С кондиционером ситуация сложнее — в нем есть электродвигатель, а у него есть «пусковой ток», то есть повышенное потребление энергии в момент включения.

Закон Ома

Следующая страница: Мощность и энергия
См. Также: Напряжение и ток | Сопротивление | Резисторы

Чтобы ток протекал через сопротивление, на этом сопротивлении должно быть напряжение. Закон Ома показывает взаимосвязь между напряжением (V), током (I) и сопротивлением (R).Это можно записать тремя способами:

Уравнения закона Ома работают, если вы используете V, A и , или если вы используете В, мА и k. Вы не должны смешивать эти наборы единиц в уравнениях, поэтому вам может потребоваться преобразование между mA и A или k и .

Треугольник ВИР

• Для расчета напряжения, В : поместите палец на В,
  это оставляет вас с I R, поэтому уравнение V = I × R
• Чтобы рассчитать ток , I : положите палец на I,
  это оставляет вас с V над R, поэтому уравнение I = ^V / _R
• Чтобы рассчитать сопротивление , R : поместите палец на R,
  это оставляет вас с V над I, поэтому уравнение R = ^V / _I
  

Расчет по закону Ома

1. Запишите значения , при необходимости конвертируя единицы.
   
2. Выберите необходимое Equation (используйте треугольник VIR).
   
3. Введите числа в уравнение и вычислите ответ.

Оно должно быть V ery E asy N ow!

расчетов мощности

Расчет мощности

Power — это умение делать работу, будь то поднимать лифты или шуметь. Когда вы пропускаете ток через провод, вы передаете мощность от источника к точке использования. Одно из главных преимуществ электричества — мы можем делать беспорядок. бизнес по производству электроэнергии в Неваде и удобное использование гостиная.

Единица измерения мощности — ватт, названия после Джеймс Ватт, прославившийся паровым двигателем. Мощность, доступная в электрическом схема

P = мощность в ваттах

E = ЭДС в вольтах

I = ток в амперах.

Конечно, ток через провод контролируется импедансом — обычно мы знаем импеданс и напряжение и воспользуйтесь производной формулой

Важно отметить, что мощность будет меняться как квадрат напряжения.Если мы контролируем ток через известное сопротивление, эта формула имеет то же моральный.

Рассеиваемая мощность

Многие электронные устройства выделяют тепло как побочное эффект от их основного использования. Например, резисторы и трансформаторы нагреваются при прохождении через них тока. Жара не хорош для чего угодно (как раз наоборот), но мы должны знать об этом поэтому мы не пытаемся пропустить через что-то достаточно тока, чтобы его сжечь вверх.Большинство устройств имеют максимальную номинальную мощность, превышающую этот рейтинг. рискует уничтожить. Например, большинство резисторов рассчитаны на четверть ватта. Итак, какое напряжение мы можем безопасно подать на 100 Ом? резистор?

Передача энергии

В мире аудио вы все еще слышите много поговорим о «согласовании импедансов». Что это значит? Любое устройство с реальным выходом будет некоторое сопротивление между сигналом схема питания и выходной разъем.Вот типичный вывод строений:

Треугольники обозначают усилители. или какой-то другой источник тока. Всегда есть какая-то комбинация резисторы, конденсаторы и / или трансформаторы для регулировки выхода напряжение и защитить источник тока от коротких замыканий. Что бы ни после того, как источник тока будет иметь импеданс — обычно это все собраны вместе и названы «импедансом источника».

Теперь вот что будет выглядеть любой ввод нравится:

Даже если это не так конструкция, что касается устройства-источника, следующее гаджет по линии представит некоторое (надеюсь, фиксированное) сопротивление через выход.Вы помните из очерка о законе Ома, что когда мы соединим их вместе, у нас будет делитель напряжения. Если сопротивление входа второго устройства достаточно низкое, чтобы загрузить выход второго устройства, напряжение на подключении будет ниже, чем ожидалось, и текущий спрос может превышать источник готов к поставке. (Источник может быть даже поврежден.)

Для предотвращения этого производители указывают полное сопротивление нагрузки, для работы с которым предназначено их устройство.Это называется «выходным сопротивлением». Это не то же самое, что сопротивление источника — выходное сопротивление — это ожидаемое входное сопротивление нагрузки, и будет работать с импедансом источника (как нижняя ветвь напряжения делитель), чтобы установить правильные выходные уровни.

Раньше, если на устройстве указывалось выходное сопротивление 600 Ом, нужно было подключить нагрузку 600 Ом, ни больше ни меньше. Это потому, что до середины 60-х годов большинство оборудование имело выходные трансформаторы, как на левой схеме выше.(Они требовались для электрических цепей.) Вы помните из эссе о сопротивление, которое индуктор, такой как вторичная катушка трансформатор имеет постоянную времени, зависящую от импеданс — с некоторым импедансом он становится фильтром. 600 Ом было входной импеданс промышленного стандарта для передачи плоского сигнала в звуковой диапазон. (Есть еще такой стандарт для видео — 75 Ом, а вам лучше следовать за ним.) Если вы хотите послать сигнал двум устройств приходилось использовать специальный усилитель-распределитель, т.к. просто подключив два входа по 600 Ом к одному выходу, вы получите 300 Ом. нагрузка.

Было легко получить входной импеданс 600 Ом потому что у большинства оборудования также был трансформатор на входе. Тем не мение, были части оборудования, у которых был более высокий выходной импеданс (сделанный для рынок домашнего аудио, в основном), и если вы нагружаете их на 600 Ом, они бы не работали. В современном оборудовании отсутствуют входные трансформаторы (они либо дорогие, либо низкокачественные, либо и то, и другое) и использует ввод схемы с более высоким импедансом, обычно 10 кОм или даже 50 кОм. В Преимущество этого в том, что вы можете подключиться ко всему, и вы можете водить несколько входов без усилителей распределения. Выходы по-прежнему способен управлять 600 Ом (обычно), но подключать более высокий сопротивление не вредит, поскольку требуется меньший ток. Если вам нужно подключите высокоимпедансный вход к старомодному выходу на 600 Ом, вы должны добавить «согласующий резистор» 600 Ом через связь. Любая часть оборудования, где это действительно важно, будет иметь встроенный такой резистор с переключателем оконечной нагрузки для подключения это когда нужно.

Микрофоны

Микрофоны все еще имеют старое отличие высокий импеданс vs.низкий импеданс. Потому что хорошие микрофоны в них еще есть трансформаторы (см. эссе о связях и балансные кабели), а в дешевых — нет. Поскольку микрофон производит очень маленький ток, вы не можете подключить микрофон с высоким Z к входу с низким Z и ожидайте, что это сработает. Микрофон с низким Z будет работать на входе с высоким Z, но частотная характеристика может быть искажена.

Усилители мощности и Динамики

Сопротивление действительно критично, когда дело доходит до подключение колонок. Усилители предназначены для обеспечения большого количества мощность, но мы не можем позволить себе тратить ее зря, подключив более высокую сопротивление, чем необходимо. Истинный импеданс динамика варьируется во всем место с частотой (там катушки), но будет «номинальный» рейтинг, который представляет собой самый низкий рейтинг для любого протяженность времени. Обычно это 8 Ом, хотя сейчас вы видите много Конструкции с сопротивлением 4 Ом на рынке аудиофилов.

спроектированы так, чтобы максимально безопасный ток до 2 Ом или около того, поэтому динамик на 8 Ом представляет собой скромный запас прочности.Если вы подключите два динамика на 8 Ом параллельно, вы подадите на усилитель 4 Ом, и звук станет громче с некоторый риск. Риск чего? Что ж, на более дешевых усилителях вы сожжете предохранитель, а на более лучших загорится свет, сообщающий вам текущий сработала защита, и ваш звук будет ужасным — вероятно сильно обрезан. Худшее, что может случиться, — это перегоревший усилитель.

[ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ] Обрезанный звук даже при умеренном громкость, может повредить ваши динамики — почему? Потому что у квадратных волн больше всего их энергии в высоких парциальных.В типичном трехполосном динамике НЧ-динамик, который обычно передает большую часть мощности, будет рассчитан на сотни ватт, но твитер будет рассчитан только на 20-50 Вт. Наслаждайтесь 75 Вт высокочастотной энергии и прощайте твитер.

При последовательном подключении двух динамиков вы представьте нагрузку 16 Ом и получите половину тока. Так как это сейчас проехав вдвое больше диффузоров, вы получите столько же звука, и это может даже звучать немного лучше, потому что отдельные динамики не работают так усердно.

Немного подумав, вы, наверное, сможете способа подключить четыре динамика и по-прежнему показывать 8 Ом нагрузка.

Это обсуждение должно также указать на необходимость использования толстого провода для громкоговорителей. Проволока 20 калибра имеет сопротивление около 0,01 Ом на фут, поэтому вам нужно всего около 20 футов кабеля для изменения импеданса на 5%, потери тока и отстройка катушек кроссовера. Лучше использовать 18 ga при 0,006 Ом на фут или даже 16 га при 0.004 Ом.

Между прочим, есть такие вещи, как высокий импедансные динамики. Это мелочи, которые можно найти в аэропорту потолки — сотни из них подключены параллельно, и каждый динамик для этого есть понижающий трансформатор. Усилители, которые работают Эти системы имеют выход 70 вольт и не будут работать с вашим динамики вообще. Вы можете использовать эти маленькие колонки, если возьмете трансформаторы выключены.

PQE 02.10.98

Назад к музыке 126 темы

ОМ

Самый важный закон, применимый к изучению электричества, — это закон Ома. закон.Этот закон, определяющий соотношение между напряжением, током, и сопротивление в электрической цепи, было впервые заявлено немецким физик Джордж Саймон Ом (1787 — 1854). Этот закон распространяется на все прямые токовые цепи. В модифицированном виде может применяться к чередующемуся схемы, которые будут изучены позже в этом тексте. Эксперименты Ома показали, что ток в электрической цепи прямо пропорционален величине напряжения, приложенного к цепи.Другими словами, этот закон говорит, что по мере увеличения напряжения увеличивается ток; и когда напряжение уменьшается, ток уменьшается. Следует добавить, что это соотношение верно только в том случае, если сопротивление в цепи остается постоянный. Легко видеть, что при изменении сопротивления ток тоже меняется.

Где I — ток в амперах, E — потенциал разность измеряется в вольтах, а R — сопротивление, измеренное в Ом (обозначается греческой буквой омега, символом которой является).Если известны какие-либо две из этих величин цепи, можно найти третью. простым алгебраическим транспонированием. Схема, показанная на рисунке 8-47, содержит источник напряжения 24 вольта и сопротивлением 3 Ом.

Некоторые особенности рисунка 8-47, типичные для всех электрических цепей. нарисованные в схематическом виде следует пересмотреть.Электрическое давление или разность потенциалов, приложенная к цепи, представлена ​​на схеме образуют символ батареи. Знак минус находится рядом с одним сторона для обозначения отрицательной клеммы источника или батареи. Противоположный сторона отмечена положительным знаком +. Иногда стрелки используются для обозначения направление тока от отрицательной клеммы через проводящую проводов и других схемных устройств к положительной клемме источника.

Рисунок 8-48 показывает, что значения напряжения и тока известны. Чтобы найти величину сопротивления в цепи, закон Ома можно транспонировать, чтобы найти R. Преобразование основной формулы I = E / R в R = E / I и замена известные значения цепи в уравнении, R = 24 В / 8 А = 3 Ом, или 3.

Подставляя известные значения в уравнение,

E = 8 x 3
E = 24 В или 24 В

Взаимосвязь между различными величинами цепи может быть дополнительно продемонстрировано, если сопротивление в цепи поддерживается постоянным.В таком В этом случае ток будет увеличиваться или уменьшаться прямо пропорционально увеличение или уменьшение приложенного к цепи напряжения. Например, если напряжение, приложенное к цепи, составляет 120 вольт, а сопротивление схема 20 Ом, ток будет 120/20, или 6 ампер. Если это сопротивление остается постоянным на уровне 20 Ом, график зависимости напряжения от тока, как показано на рисунке 8-50, можно построить график.

Различные уравнения, которые могут быть получены путем транспонирования основных Закон можно легко получить, используя треугольники на рис. 8-52.

Треугольники, содержащие E, I и R, разделены на две части: E над линией и I x R под ней. Чтобы определить неизвестное количество в цепи когда известны два других, закройте неизвестное количество большим пальцем. Расположение оставшихся незакрытых букв в треугольнике укажет математическая операция, которую нужно выполнить.Например, чтобы найти I, обратитесь к к (a) рисунка 8-52, и накройте I большим пальцем. Открытые буквы указывают, что E нужно разделить на R, или I = E / R. Чтобы найти R, обратитесь к (b) рисунка 8-52, и накройте R большим пальцем. Результат показывает, что E делится на I, или R = E / I. Чтобы найти E, обратитесь к (c) рисунка. 8-52 и накройте E большим пальцем. Результат показывает, что I нужно умножить на R или E = I x R.

Эта диаграмма полезна при изучении закона Ома.Его следует использовать пополнить знания новичка по алгебраическому методу.

Мощность

Помимо вольт, ампер и ом, часто используется еще одна единица измерения. используется в расчетах электрических схем. Это единица мощности. В единицей измерения мощности в электрических цепях постоянного тока является ватт. Власть определяется как скорость выполнения работы и равна произведению напряжение и ток в цепи постоянного тока. Когда ток в амперах (I) равен умноженное на е.m.f в вольтах (E), результат — мощность, измеренная в ваттах. (П). Это указывает на то, что электрическая мощность, подаваемая в цепь, варьируется. непосредственно с приложенным напряжением и током, протекающим в цепи. Выражено в виде уравнения это становится

P = IE

Это уравнение можно транспонировать для определения любой из трех схем количества, пока известны два других. Таким образом, если мощность читается прямо с ваттметра и измеряется напряжение с помощью вольтметра, сила тока (I), протекающего в цепи, может быть определена путем транспонирования основного уравнения в I = P / E. Аналогично напряжение (E) можно найти, перенеся базовую формулу мощности на E = P / I.

Поскольку некоторые значения, используемые для определения мощности, подаваемой на схемы такие же, как и в законе Ома, можно заменить Значения по закону Ома для эквивалентов в формуле мощности.

По закону Ома I = E / R. Если это значение E / R заменить на I в формула мощности, она становится

Это уравнение P = E2 / R показывает, что передаваемая мощность в ваттах к цепи напрямую зависит от квадрата приложенного напряжения и обратно пропорционально сопротивлению цепи.

Ватт назван в честь Джеймса Ватта, изобретателя паровой машины. Ватт разработал эксперимент по измерению силы лошади, чтобы найти способ измерения механической мощности его паровой машины. Один требуется мощность в лошадиных силах, чтобы переместить 33 000 фунтов на 1 фут за 1 минуту. С мощность — это скорость выполнения работы, она эквивалентна работе, деленной на время. Выражаясь формулой, это

Электрическая мощность может быть рассчитана аналогичным образом. Например, электрический Двигатель мощностью 1 л.с. требует 746 Вт электроэнергии. Но ватт — это относительно небольшая единица мощности. Намного более распространенным является киловатт или 1000 ватт. (Префикс килограмм означает 1000). При измерении количества потребляемой электроэнергии используется киловатт-час. Например, если 100-ваттная лампа потребляет электроэнергию в течение 20 часов, она использовала 2000 ватт-часов или 2 киловатт-часа электроэнергии.

Электрическая мощность, теряемая в виде тепла при протекании тока через электрическое устройство часто называют потерей мощности.Эта жара обычно рассеивается в окружающем воздухе и не служит никакой полезной цели, кроме случаев, когда используется для отопления. Поскольку все проводники обладают некоторым сопротивлением, схемы предназначены для уменьшения этих потерь. Снова обращаясь к основному формула мощности, P = I x E, можно подставить значения закона Ома для E в формуле мощности, чтобы получить формулу мощности, которая непосредственно отражает потери мощности в сопротивлении.

P = I x E; E = I x R.

Подставляя значение закона Ома для E (I x R) в формулу мощности,

P = I x I x R.

Собирая термины, это дает,

Из этого уравнения видно, что мощность в ваттах в цепи изменяется пропорционально квадрату тока цепи в амперах и напрямую изменяется с сопротивлением цепи в Ом.

Наконец, мощность, подаваемая в цепь, может быть выражена как функция тока и сопротивления путем транспонирования уравнения мощности

Транспонирование для решения для тока дает

и извлекая квадратный корень из обеих частей уравнения,

I = квадратный корень из P / R

Таким образом, ток через нагрузку (сопротивление) 500 Вт и 100 Ом равен следует:

I = квадратный корень из P / R = 500/100 = 2.24 ампера.

Электрические уравнения, выведенные из закона Ома и основной мощности формула не раскрывает все о поведении цепей.