Амперы, вольты, омы…
Что было бы, если б имена великих учёных прошлого не использовали при обучении в школе? Возможно, легче было бы объяснять законы в мире электричества… Орфография и пунктуация автора бережно сохранены.
В мире электричества живут слова – амперы, вольты, омы. В мире компьютеров живут слова – байты, гигагерцы. В мире автомобилей слова – километры в час, лошадиные силы. Мы используем эти слова для измерения характеристик чего то, что в этом мире происходит. Когда то эти слова появляются в первые а потом все забывают откуда они взялись. Просто используют.
Давайте рассмотрим мир электричества. В школе, когда учат что такое электрический ток, говорят что сила тока измеряется в амперах. Был великий французский физик Андре Ампер. Международное сообщество ученных решило называть силу тока Амперами. В честь великого немецкого физика по имени Георг Симон Ом, назвали единицу сопротивления проводника – Ом. В честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта стали называть единицу напряжения – 1 Вольт.
Теперь вспомним основной закон электричества это Сила тока равно Напряжение делить на Сопротивление. Чем больше напряжение тем больше ток.
Или 1 Ампер = 1 Вольт / 1 Ом. Физический смысл этого выражения что по проводнику потечет ток силой 1 Ампер если к его концам приложить напряжение в 1 Вольт и если у проводника будет сопротивление 1 Ом. В свое время в школе я не мог прочувствовать смысл этого, просто запомнил и использовал при решении задач. К электричеству относился с непониманием. Потом увлекся электроникой, стал делать поделки и через паяльник и дым канифоли до меня дошло и поделки стали получаться. Я понял как применять формулу Ток равно Напряжение деленное на Сопротивление.
Чтобы легче было объяснять законы в мире электричества, лучше чтобы имена великих ученных прошлого временно отставили в сторону, а изучаемым явлениям дали слегка обидные клички или прозвища. Ну например пусть Ток измеряется в Баранах, Сопротивление в Кустах, а Напряжение в Пинках.
Итак сколько надо пинков чтобы прогнать баранов через кусты? По формуле
Ток = Напряжение/Сопротивление, будет Бараны = Пинки/Кусты.
Или 1 Баран = 1 Пинок/1 Куст. Физический смысл этого что чтобы прогнать через один куст одного барана надо дать ему одного пинка. (при написании данной статьи ни одно животное не пострадало, и вообще автор уважает природу)
Идем дальше. Первая задача: сколько баран пройдет через два куста если в запасе у пастуха есть 4 пинка. По формуле находим Бараны = Пинки / Кусты или Бараны = 4 Пинка / 2 Куста. Или без формулы а логически, даем одному барану два пинка чтоб он прошел через два куста затем также другому итого на той стороне будет два барана. Другая задача: Сколько пинков надо, чтобы прогнать 1 барана через пять кустов. Ответ виден сразу – пять пинков.
Вернемся к официальным задачам из учебника: Какое напряжение надо приложить к проводу сопротивлением пять Ом чтобы через него потек ток в один Ампер. Ответь теперь получить не трудно? Если да тогда я рад.
Если быть более точным то надо уточнить что такое электрический ток. Ток это какое количество электронов проходит через поперечное сечение проводника за одну секунду. Вот появилось еще одно непонятное слова – электрон. Электрон это имя самой мелкой частицы которая может бегать по проводам. И бег этой частицы называется электрическим током. Как расход воды в трубе измеряется в литрах в секунду, так электрический ток измеряется в Кулонах в секунду. Кулоном называется количество электронов равное 6 300 000 000 000 000 000 штук. Это количество могли назвать Большой Электронной Толпой, или Стаей, а назвали в честь французского военного инженера и учёного-физика по имени Шарль Огюсте́н де Куло́н. Так вот когда за одну секунду через поперечное сечение проводника пробегает 6 300 000 000 000 000 000 штук электронов или один Кулон, то это считается током в один Ампер. 1 Ампер = 1 Кулон / 1 Секунду.
Вернемся к нашим баранам. Можно Бараном назвать Кулон. Тогда ток по моим неформальным определениям будет измеряться в баранах в секунду. И новое определение для тока будет Бараноход. Бараноход = 1 Баран/1 Секунду. ( 1 Ампер = 1 Кулон / 1 Секунду ). Ну и задача: какой бараноход будет на тропинке если на ней растет 5 кустов а пастух может давать пять пинков в секунду. Или официальными терминами: какая сила тока будет в проводе сопротивлением пять ом при напряжении пять вольт. Ответ – один ампер (бараноход).
И эта история с именами великих ученных простирается во всей науке. А когда этому учат в школе то возникают непонимания. Например давление измеряется в Паскалях. Если немного по шутить, то Великий дядька по имени Ньютон когда садился на тубаретку площадью один метр квадратный то просил называть его Паскалем. Из формулы Давление равно Сила деленная на Площадь. 1 Паскаль = 1 Ньютон/1 Метр квадратный.
Мораль такова, что для успешного обучения детей в школе надо для каждой изучаемой темы найти соответствующую аналогию в русских словах со смыслом. А после полного понимания учениками темы, можно переходить к официальным определениям.
Электрические величины
Международный ом — сопротивление, оказываемое неизменяющемуся электрическому току при температуре тающего льда ртутным столбом, имеющим повсюду одинаковое поперечное сечение, длину 106,300 см и массу в 14,4521 г
0м подразделяется на 1 000 000 микромов
1000 000 омов составляют мегом
Ампер
Международный ампер — сила неизменяющегося электрического тока, который отлагает 0,00111800 г серебра в секунду, проходя через водный раствор азотно-кислого серебра.
Ампер подразделяется на 1 000 миллиампер или на 1 000 000 микроампер
Вольт
Международный вольт — электрическое напряжение, которое в проводнике, имеющем сопротивление в один ом, производит ток силою в 1 ампер.
Вольт подразделяется на 1 000 милливольт или на 1 000 000 микровольт
Ватт
Международный ватт — мощность неизменяющегося электрического тока силою в 1 ампер при напряжении в 1 вольт.
1 000 ватт составляют киловатт
Кулон
Международный кулон (или ампер-секунда) — количество электричества, протекающее по проводнику в течение одной секунды при токе силою в 1 ампер.
3 600 кулонов составляют ампер-час
Джоуль
Ваттсекунда (международный джоуль) — работа, совершаемая электрическим током в течение 1 секунды при мощности тока в 1 ватт.
3 600 ваттсекунд составляют ваттчас, 100 ваттчасов составляют гектоваттчас, 1 000 ваттчасов составляют киловаттчас
Фарада
Международная фарада — емкость конденсатора, заряжаемого до напряжения в 1 вольт одним кулоном.
Фарада подразделяется на 1 000 000 микрофарад
Генри
Международный генри — самоиндукция цепи, в которой индуктируется напряжение в 1 вольт при изменении тока в этой цепи со скоростью 1 ампера в секунду.
Генри подразделяется на 1 000 миллигенри или на 1 000 000 микрогенри
При обычных практических электрических измерениях слово — «международный» в названиях электрических единиц может опускаться
Основные величины при переменном токе
Проводник, обладающий сопротивлением для постоянного тока R и самоиндукцией L, при переменном токе частоты n (n периодов или 2n перемен в секунду) имеет полное сопротивление
Если в цепи находится еще и емкость С, то полное сопротивление будет
Между током и приложенным напряжением имеется разность, фаз определяемая уравнением
Закон Ома для цепи переменного тока имеет форму J = E/Rs
Мощность в цепи переменного тока определяется выражением Е • I • cos Ψ; cos Ψ называется коэффициентом мощности
Если в цепи переменного тока 2πn • L = 1/2πn • C или (2πn) 2 L • C = 1, то Rs = R, то в такой цепи имеется резонанс, и для нее имеет силу простой закон Ома
Таблицы соотношений ампер, вольт, ватт, ом
Постоянный ток
| Вольты | Ватты : Амперы = Амперы х Омы = √ (Ватты х Омы) |
| Амперы | (Ватты : Вольты) = √(Ватты : Омы) = Вольты : Омы |
| Омы | Вольты : Амперы = Ватты : (Амперы) 2 = (Вольты) 2 : Ватты |
| Ватты | Амперы х Вольты = (Амперы) 2 х Омы = (Вольты) 2 : Омы |
Переменный ток
| Вольты | Ватты : (Амперы х cos Ψ) = Амперы х Омы х cos Ψ = √(Ватты х Омы) |
| Амперы | Ватты : (Вольты х cos Ψ) = 1/cos Ψ х √(Ватты : Омы) = Вольты : (Омы х cos Ψ) |
| Омы | Вольты : (Амперы х cos Ψ) = Ватты : (Амперы) 2 • cos 2 Ψ = (Вольты) 2 : Ватты |
| Ватты | Вольты х Амперы х cos Ψ = (Амперы) 2 х Омы х cos 2 Ψ = (Вольты) 2 : Омы |
Для cos Ψ можно брать в приблизительных подсчетах: для осветительных установок 0,85, для моторных установок 0,7
Электрическое сопротивление
т. е. проводник длиной в l метров и сечением F кв. миллиметров имеет сопротивление ρ • F/l омов
Здесь ρ — постоянная, зависящая от материала и температуры проводника — удельное сопротивление;
величина l/ρ — называется удельной электропроводностью
В таблицах помещены данные относительного сопротивления различных веществ, от величины которого зависит их пригодность в качестве проводников или изоляторов
Металлы для проводников
Сопротивление в омах на 1 м длины и 1 мм 2 сечения; при 20° С
| Алюминий | 0,029 | Ртуть | 0,058 |
| Алюминиевая бронза | 0,13 | Серебро | 0,016 |
| Бронза | 0,17 | Сталь мягкая | 0,1-0,2 |
| Железо | 0,086 | Сталь закаленная | 0,4-0,75 |
| Медь чистая | 0,017 | Свинец | 0,21 |
| Медь обыкновенная | 0,018 | Тантал | 0,12 |
| Никкель | 0,070 | Цинк | 0,06 |
| Платина | 0,107 |
Материалы для сопротивлений
| Графит | 4,0-12,0 | Кокс | 50 |
| Константин | 0,50 | Круппин | 0,85 |
| Манганин | 0,43 | Нейзильбер | 0,16-0,4 |
| Никкелин | 0,40 | Никкель | 0,34 |
| Реотан | 0,45 | Уголь | 60 |
Изолирующие материалы
Сопротивление в мегомах (1 мегом — 1000000 омов) куба в 1 см 3
| Кварц плавленный | 5.10 12 | Церезин | 5.10 12 |
| Парафин | 3.10 12 | Эбонит | 1.10 12 |
| Прессшпан | 1.10 5 | Каучук | 1.10 8 |
| Стекло | 5.10 7 | Сера | 1.10 11 |
| Черное дерево | 4.10 7 | Слюда белая | 3.10 10 |
| Линолеум | 1.10 7 | Янтарь | 5.10 10 |
| Тополь парафинированный | 5.10 5 | Клен парафинированный | 3.10 4 |
| Кварц перпендикулярно к оптической оси | 3.10 10 | Кварц параллельно к оптической оси | 1.10 |
| Шеллак | 1.10 10 | Целлулоид белый | 2.10 4 |
| Сургуч | 8.10 9 | Шифер | 1.10 2 |
| Воск желтый | 2.10 9 | Фибра красная | 5.10 2 |
| Фарфор неглазированный | 3.10 8 |
Жидкие сопротивления
Сопротивление в омах куба в 1 см 3 при 15° С
| Серная кислота 5% | 4,80 | Серная кислота 10% | 2,55 |
| Серная кислота 20% | 1,53 | Серная кислота 30% | 1,35 |
| Аммиак 1,6% | 15,22 | Аммиак 8,0% | 9,63 |
| Аммиак 16,2% | 15,82 | Раствор поваренной соли 5% | 14,92 |
| Раствор поваренной соли 10% | 8,27 | Раствор поваренной соли 15% | 6,10 |
| Раствор поваренной соли 20% | 5,11 | Раствор цинкового купороса 5% | 52,4 |
| Раствор цинкового купороса 10% | 31,2 | Раствор цинкового купороса 15% | 24,1 |
| Раствор цинкового купороса 20% | 21,3 | Раствор медного купороса 5% | 52,9 |
| Раствор медного купороса 10% | 31,3 | Раствор медного купороса 15% | 23,8 |
| Раствор сернокислого магния 5% | 83,0 | Раствор сернокислого магния 10% | 23,2 |
| Раствор сернокислого магния 15% | 20,8 | Раствор сернокислого магния 20% | 21,0 |
Сопротивление пробою
Переменный ток напряжением в 20 000 вольт пробивает изолирующий слой следующей толщины, мм:
| Воздух | 34 | Льняное масло | 7,5 |
| Парафин каменноугольный | 2,2 | Трансформаторное масло | 2,0 |
| Вулканизированный каучук | 1,2 | Невулканизированный каучук | 0,85 |
| Церезин | 0,65 | Озокерит | 0,65 |
| Гуттаперча | 0,34 | Парафин | 0,5 |
| Скипидар | 0,5 | Воск | 0,25 |
| Кабельная масса | 0,2 | Масса для заливки муфт | 0,45 |
Смотри также:
- Таблица перевода единиц измерения в единицы СИ
- Перевод единиц измерения США и Великобритании в единицы СИ
- Названия стран и стандартов
- Вычисление элементов плоских фигур
- Вычисление поверхностей и объемов тел
- Материал весом 10 тонн занимает объём в м³
- ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ определения, наименования, обозначения
- Удельный вес, удельный объем, плотность
- Мера и вес (ретро)
- Модуль продольной упругости. Модуль сдвига. Коэффициент Пуассона
- Электрические величины
Как узнать мощность если известно сопротивление 1 Ом и сила тока 100 ампер?
зайди в гугл, там всё точно про мощность и сопротивление)) Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.
Записывается она так: I = P / U.
Где I — сила тока в амперах.
P — мощность в ваттах.
U — напряжение в вольтах.
При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.
1,25 кВт = 1250Вт. Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.
I = 1250Вт / 220 = 5,681 А
Далее зная силу тока подсчитываем сопротивление ТЭНа, по следующей формуле.
R — сопротивление в Омах
U — напряжение в вольтах
I — сила тока в амперах
Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.
R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.
Далее подсчитываем общее сопротивление всех последовательно соединенных ТЭНов. Общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений, соединенных последовательно ТЭНов
Rобщ = R1+ R2 + R3 и т. д.
Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное 77,45 Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.
P — мощность в ваттах
U2 — напряжение в квадрате, в вольтах
R — общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов
P = 624,919 Вт, округляем до значения 625 Вт
100 Вольт. U=IR. Держи картинку, пригодится
Матвев АлександрПросветленный (26169) 6 лет назад
Неправильный ответ. С таким ником это недопустимо)
Майкл Фарадей Просветленный (45397) Я вообще-то умер. А ты читаешь это сообщение. Что из этого недопустимо?)
МИТРИЧИскусственный Интеллект (176057) 6 лет назад
Ом перевернулся бы в гробу.
Зная ток и сопротивление невозможно посчитать напряжение. Мда.
Матвев Александр Просветленный (26169) А если принять во внимание ник отвечающего, то не только Георг Ом перевернется в могиле)
Калькулятор зависимости силы тока от напряжения и сопротивления. Ом — теория зависимости силы тока и мощности от сопротивления.
Как мы говорили ранее, Ом единица измерения выражающая сопротивления цепи протеканию тока. Один Ом сопротивления позволит протекать току в 1Ампер через цепь (через потребителя) когда к ней приложено напряжение в 1 Вольт. Давайте попробуем разобрать это на более понятном примере.
Все источники питания рассчитаны на предельную нагрузку (на определенную мощность).
По сути любой источник энергии имеет определенное напряжение на выходе, а так же определенную допустимую силу тока. При превышении максимальной силы тока (мощности) источник питания может сгореть.
Давайте представим, что у нас есть источник питания с напряжением 12 Вольт и с допустимой силой тока в 1 Ампер.
Если подключим к такому источнику нагрузку в виде сопротивления 24 Ома, через чем будет протекать ток равный ½ максимально допустимого тока — тоесть 0,5 Ампера.
Если параллельно мы подключим еще одно сопротивление 24 Ома сила тока достигнет максимально допустимой в 1 Ампер.
Схема зависимости силы тока от сопротивления нагрузки
Подключив еще одно сопротивление параллельно к источнику питания через цепь будет протекать ток в 1,5 раза больше допустимого. При такой нагрузке в источнике питания скорее всего сгорит предохранитель, возможно такой источник питания даже сгорит сам в условиях перегрузки.
По сути тоже самое происходит когда вы подключаете низкоомную нагрузку к усилителю. Если вы подключите к усилителю нагрузку (скажем динамик) с сопротивлением меньше, чем заявленная в характеристиках усилителя, он может сгореть. Тоже самое произойдет, если вы подключите несколько динамиков параллельно, тем самым увеличив силу тока а значит и мощность.
Сопротивление нагрузки может служить инструментом регулировки выходной мощности усилителя. Чем меньше сопротивление нагрузки тем больший будет протекать через него, а значит и мощность будет больше. Не забываейте, что нельзя допускать понижения сопротивления ниже заявленных параметров усилителя . Помните что короткое замыкание это 0 Ом! Наверно вы уже догадываетесь почему.
Пример расчета зависимости силы тока от сопротивления проводника или потребителя (нагрузки)
Так как основные примеры электроники мы рассматриваем на примерах автозвука. Давайте предположим, что у нас есть усилитель мощностью 100 Ватт (мощность мы разберем более подробно чуть позже) и он рассчитан на минимальное сопротивление 4 Ома.
Это означает, что усилитель может генерировать мощность до 100 Ватт на нагрузку в 4 Ома, и если сопротивление нагрузки будет меньше, вполне вероятно он сгорит.
Для того что бы достичь мощности в 100 Ватт на 5 Ома через цепь нагрузки должен протекать ток в 5 Ампер.
Для того что бы такой ток протекал через нагрузку 4 Ома, необходимо создать разность потенциалов (напряжение) на контактах динамика в 20 Вольт. (то есть при максимальной мощности, напряжение на контактах динамика будет равно 20 Вольт).
Пусть множество этих цифр не сбивает вас с толку, мы ниже более подробно рассмотрим все определения.
Ниже приведен калькулятор который рассчитывает силу тока в зависимости от напряжения и сопротивления.
Калькулятор зависимости силы тока от напряжения и сопротивления.
Если вы введете наши исходные данные 20 Вольт и 4 Ома в исходные параметры, вы увидите в результатах калькулятора что через нагрузку будет протекать ток в 5 Ампер. Если вы уменьшите сопротивление до 2 Ом, сила тока увеличится вдвое. Но как мы помним максимальная допустимая сила тока для нашего усилителя 5 Ампер и более низкое сопротивление нагрузки приведет к повышению силы тока, а это может повредить ваш усилитель.
Используйте этот калькулятор для расчета силы тока протекающего через нагрузку.
— Калькулятор наглядно продемонстрирует вам как напряжение приложенное к нагрузке, а так же сопротивление нагрузки, влияет на ток протекающий в цепи
— вы можете отдельно менять Вольтаж и сопротивление
— обратите внимание, что увеличение силы тока обычно связано с увеличением приложенного напряжения и УМЕНЬШЕНИЕМ сопротивления.
Понижение силы тока связано обычно с понижением напряжения и УВЕЛИЧЕНИЕМ сопротивления.
п.с. Когда вы покупаете динамики для вашей аудиосистемы вы должны знать минимальное сопротивление на которое рассчитан ваш усилитель, что бы получить от него максимальную мощность. Зная параметры усилителя вы можете точно выбрать правильный динамик (как с одной катушкой так и с двумя — помните о параллельном и последовательном соединении).
. Помните что Ом это единица выражающая сопротивление нагрузки протеканию электрического тока.