Компьютерра: Амперы, вольты, омы…
АрхивReaditorialавтор : Павел Ц 12.03.2010
Что было бы, если б имена великих учёных прошлого не использовали при обучении в школе? Возможно, легче было бы объяснять законы в мире электричества…
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.
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
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.
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. 
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.
«В чем смысл Ампера, Ома(А, Ом)? Герц показывает количество колебаний. Что конкретно показывает А, Ом? 1 А
ПопулярноеСообществаОбразованиеТехнологии+2
User Prestigho ·1,6 KОтветитьУточнитьE Karell4,3 KДовольно широкий круг интересов и компетенции, разнообразный опыт · 15 июл 2020
Вообще-то Ампер, Ом, Герц — это все различные ученые-физики, но, насколько я понимаю, вас интересует не это.
В Амперах (А) измеряют силу тока, в Омах (Ом) — электрическое сопротивление, а в Вольтах (В) — напряжение в электрической сети. В Герцах измеряют частоту колебаний, причем не важно каких именно. Главное, чтобы они были периодическими, т.е. не спонтанными, но даже спонтанные можно представить как сумму периодических колебаний через т.н. разложение в ряд Фурье.
Теперь немного подрбнее. Есть закон Ома, который связывает между собой три первых величины: I*R = U, где I — сила тока в электрической сети в А, R — электрическое сопротивление в Ом, а U — напряжение в В. Что же означают эти величины физически?
Начнем с напряжения, измерямеого в Вольтах, или, по-другому, разности потенциалов. Если провести работу по разделению электрических зарядов (не важно каким именно способом), то мы получим, грубо говоря, два заряженных полюса, причем один из них будет заряжен положительно (из-за недостатка отрицательно заряженных электронов), а другой отрицательно (из-за избытка электронов). Между этими полюсами возникнет электрическое поле, которое может заставить электрические заряды двигаться.
Едем дальше. Что такое электрический ток? Если есть электрическое поле и в него поместить электрические заряды, то они начнут двигаться в этом поле. Это и есть электрический ток. Причем, если, например, соединить два разноименно заряженных полюса проводником, то в этом проводнике из-за напряжения между полюсами позникнет электрическое поле и электроны с отрицательного полюса устремятся к положительному. Но это еще не все.
Ну и наконец электрическое сопротивление, измерямое в Омах. Электроны, двигаясь в проводнике, перемещаются не свободно: они время от времени сталкиваются с ядрами атомов, из которых состоит проводник, и между собой. Эти столкновения приводят к тому, что электроны теряют свою энергию, которая передается тем самым ядрам атомов, раскачивая их, что означает увеличение температуры проводника. Т.е. протекая по проводнику электрический ток испытывает сопротивление, которое приводит к нагреву этого самого проводника. Вот величина этого самого сопротивления и определяется в Омах.
Теперь закон Ома выглядит логичным, правда? Чем больше напряжение между полюсами, тем сильнее электрическое поле и тем больше электрический ток. А чем больше электрическое сопротивление, тем больше напряжения тратится на раскачку атомов проводника, т.
е. на его нагрев и соответственно тем меньше энергии остается на электрический ток. При пробое или т.н. коротком замыкании, когда сопротивление стремится к нулю, ток растет неограниченно, пока все электроны с отрицательного полюса проводника не претекут на положительный. А если эта разность потенциалов поддерживается (например, если постоянно происходит разделение зарядов на полюсах засчет какой-то внешней работы), то ток может расти до тех пор, пока что-то не разрушится: проводник от перегрева или сами полюса. Если мы хотим получить электрический ток определенной заданной силы, то чем больше сопротивление проводника, тем больше напряжение нужно приложить… В общем, надеюсь, вы разобрались.
User Prestigho
15 июля 2020Спасибо большое. Но чтобы прояснить ситуацию, поясню: я — учусь на 2 курсе электромонтером и прекрасно знаю… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…Анонимчик105Интересуюсь биологией; сторонник гендерного равенства, атеист; учусь правильно и кратко.
.. · 15 июл 2020
В амперах измеряется сила тока. Ток-упорядоченное движение заряженных частиц. Сила тока показывает какой заряд проходит за промежуток времени через поверхность(обычно поперечное сечение проводника), в которой течёт ток. Т.е. сила тока=1А, если за 1 сек. через поперечное сечение проводника проходит заряд=1Кл. В омах измеряется сопротивление… Читать далее
Mat Mекалль
15 июля 2020…а скорость есть как у тех электронов, так и у электромагнитного поля. Электроны ползут достаточно медленно, а э… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…Саид Насреддинов375Мыслитель · 14 июл 2020
А вот если через лампочку пробегает за секунду 6 241 509 074 460 762 607 штучек электрончиков — вот эта куча/толпа и будет являться Один Ампер.
Лампочка раскалится при этом аж на 220 ватт, потому что её сопротивление, заложенное на заводе, точно 220 Ом — вроде бы проще не придумаешь…
Вот так они в одном месте собрались — омы, вольты кулоны и секунды, чтобы нам было.
.. Читать далее
Саид Насреддинов
16 июля 2020И вообще — если Пользователь созрел, чтобы поставить за ответ минус — он вполне может работать как электриком, так и врачём.
Комментировать ответ…Комментировать…Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопросЧто означают вольты, амперы, омы и ватты?
Стандартные единицы измерения устанавливаются официальной организацией, которая занимается стандартизацией международных весов и измерений, обеспечивая использование во всем мире одних и тех же стандартов веса и измерения. Французская организация называется Bureau International des Poids et Mesures, или BIPM, что переводится на английский язык как Международное бюро мер и весов. Определения на этой странице взяты из официальных определений, которые можно найти в Международной системе единиц BIPM или SI. Ссылки и ссылки включены для каждого определенного термина, который относится к информации, предоставленной BIPM.
Пожалуйста, свяжитесь с администратором веб-сайта, если вы считаете, что информация, которую вы видите на этой странице, неверна, чтобы мы своевременно решили любую проблему (проблемы). Спасибо.
Что такое вольт?
Вольт — это единица измерения электрического потенциала, также известная как электродвижущая сила, которая представляет собой «разность потенциалов между двумя точками проводника, по которому течет постоянный ток в 1 ампер, когда мощность, рассеиваемая между этими точками, равна 1 ватт». [1] Другими словами, потенциал в один вольт возникает на сопротивлении в один ом, когда через это сопротивление протекает ток в один ампер. Вольты можно выразить в основных единицах СИ следующим образом: 1 В = 1 кг умножить на м 2 раз с -3 раз A -1 (килограмм метр в квадрате в секунду в кубе на ампер), или…
Что такое напряжение?
«Напряжение» (В) представляет собой потенциал движения энергии и аналогичен давлению воды.
Характеристики напряжения подобны характеристикам воды, протекающей по трубам. Это известно как «аналогия с потоком воды», которая иногда используется для объяснения электрических цепей путем сравнения их с замкнутой системой труб, заполненных водой, или «водяным контуром», который находится под давлением насоса. Обратитесь к изображению ниже, чтобы наглядно представить, как работает напряжение и электрический ток…
Ток (I) представляет собой скорость потока и измеряется в амперах (А). Ом (R) является мерой сопротивления и аналогичен размеру водопроводной трубы. Ток пропорционален диаметру трубы или количеству воды, протекающей при этом давлении.
Напряжение – это выражение доступной энергии на единицу заряда, которая приводит в движение электрический ток по замкнутой цепи в электрической цепи постоянного тока (DC). Увеличение сопротивления, сравнимое с уменьшением диаметра трубы в водяном контуре, пропорционально уменьшит ток или расход воды в водяном контуре, который проходит через контур под действием напряжения, сравнимого с гидравлическим давлением в водяном контуре.
.
Связь между напряжением и током определяется (в омических устройствах, таких как резисторы) законом Ома. Закон Ома аналогичен уравнению Хагена – Пуазейля, поскольку обе они представляют собой линейные модели, связывающие поток и потенциал в соответствующих системах. Электрический ток (I) представляет собой скорость потока и измеряется в амперах (А). Ом (R) является мерой сопротивления и сопоставим с размером водопроводной трубы.
Что такое усилитель?
«Ампер», сокращение от ампер, представляет собой единицу электрического тока, которую СИ определяет в терминах других основных единиц путем измерения электромагнитной силы между электрическими проводниками, по которым протекает электрический ток. Ампер — это такой постоянный ток, который, если его провести в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с ничтожно малым круглым поперечным сечением, расположенных на расстоянии одного метра друг от друга в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 2·10 −7 ньютонов на метр длины.
[2]
Что такое сила тока?
«Ампера» — это сила электрического тока, выраженная в амперах.
Что такое ом?
«Ом» — единица измерения электрической цепи, определяемая как электрическое сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов в один вольт, приложенная к этим точкам, создает в проводнике ток силой один ампер, проводник, не являющийся местом действия какой-либо электродвижущей силы. [3] Ом выражается как…
Что такое ватт?
Ватт — мера мощности. Один ватт (Вт) — это скорость, с которой совершается работа, когда ток в один ампер (А) протекает через разность электрических потенциалов в один вольт (В). Ватт можно выразить как…
Какое отношение все эти термины имеют к солнечной энергии?
Важно знать термины и формулы на этой странице, потому что они полезны при расчете количества энергии и размера системы солнечной энергии, независимо от того, является ли она автономной системой или системой, подключенной к сети.
Существует также формула силы. В этой формуле P — это мощность, измеренная в ваттах, I — это ток, измеренный в амперах, а V — это разность потенциалов (или падение напряжения) на компоненте, измеренная в вольтах. это также отображается как W = V * A или ватты равны вольтам, умноженным на амперы.
Давайте изменим порядок этой формулы для примера:
- W = V * A
- В = Вт/А
- А = Вт / В
Этот пример покажет, почему более высокое напряжение постоянного тока лучше всего подходит для больших солнечных систем.
Допустим, у вас есть 1000 Вт нагрузки. Это равно:
- 83,3 ампера при 12 вольтах
- 41,6 А при 24 В
- 20,8 А при 48 В
- 8,3 А при 120 В
- 4,1 А при 240 В
Знание величины тока, протекающего через нагрузку, очень важно при выборе правильного провода. Мы принимаем во внимание расстояние, чтобы рассчитать потери напряжения.
В идеале мы не хотим, чтобы потеря напряжения превышала 3%. Другая половина этого расчета — текущий. Вам нужен провод большего размера, чтобы передавать больший ток. Если у вас есть выбор, лучше выбрать более высокое напряжение.
Эти формулы также полезны при расчете мощности переменного тока (переменного тока) для определения размера инвертора, который преобразует электричество постоянного тока от солнечной батареи в переменный ток, который затем можно использовать для питания освещения и бытовой техники в домах и на предприятиях. Приборы включают в себя лицевую панель, которая содержит все его электрические данные. Предположим, у вас есть микроволновая печь. Производитель указывает требования к усилителю в электрических характеристиках лицевой панели, которая обычно крепится к задней части духовки. Допустим, номинал на лицевой панели 8,3 ампера. Чтобы рассчитать мощность, умножьте 8,3 ампера на напряжение в доме 120 вольт. Это равно 996 Вт.
Теперь давайте подсчитаем, сколько энергии будет потреблять микроволновка за один день.
Если вы используете микроволновую печь 2 часа в день, то умножьте количество часов в день на ватты, чтобы получить ватт-часы в день. Итак, у вас есть 996 ватт, умноженные на 2 часа, что равняется 1992 ватт-часам в сутки.
При расчете системы солнечной энергии эта формула необходима для определения общей мощности, которую вы используете в день.
Ватт = Ампер x Вольт
Вольт = Ватт / Ампер
Ампер = Ватт / Вольт
Сноски
1. Брошюра СИ: Международная система единиц (СИ) [8-е издание, 2006 г.; обновлено в 2014 г.] — Текст на английском языке (PDF)
2. Брошюра по СИ: Международная система единиц (СИ) [8-е издание, 2006 г.; обновлено в 2014 г.] — Текст на английском языке (PDF)
3. Брошюра SI BIPM: Приложение 1, стр. 144 (PDF)
Закон Ома
Закон Ома показывает линейную зависимость между напряжением и током в электрической цепи.
Падение напряжения и сопротивление резистора задают постоянный ток, протекающий через резистор.
По аналогии с потоком воды мы можем представить себе электрический ток как ток воды по трубе, резистор как тонкую трубку, которая ограничивает поток воды, напряжение как разница высот воды, которая обеспечивает поток воды.
- Формула закона Ома
- Закон Ома для цепи переменного тока
- Калькулятор закона Ома
Формула закона Ома
Ток резистора I в амперах (А) равен напряжение V в вольтах (В), деленное на сопротивление R в омах (Ом):
В — падение напряжения на резисторе, измеренное в вольтах (В). В некоторых случаях закон Ома использует букву E для обозначения напряжения. E обозначает электродвижущую силу.
I — электрический ток, протекающий через резистор, измеренный в Амперах (А)
R — сопротивление резистора, измеренное в Омах (Ом)
Расчет напряжения
Зная ток и сопротивление, мы можем рассчитать напряжение.
Напряжение V в вольтах (В) равно произведению тока I в амперах (А) на сопротивление R в омах (Ом):
Расчет сопротивления
Когда мы знаем напряжение и ток мы можем рассчитать сопротивление.
Сопротивление R в омах (Ом) равно напряжению V в вольтах (В), деленному на силу тока I в амперах (А):
Поскольку ток определяется значениями напряжения и сопротивления, формула закона Ома может показать, что:
- Если мы увеличим напряжение, ток увеличится.
- Если мы увеличим сопротивление, ток уменьшится.
Пример №1
Найдите силу тока в электрической цепи с сопротивлением 50 Ом и напряжением питания 5 Вольт.
Решение:
В = 5 В
R = 50 Ом
I = В / R = 5 В / 50 Ом = 0,1 А = 100 мА
Пример #2
Найдите сопротивление электрической цепи с напряжением питания 10 В и током 5 мА.
Решение:
В = 10 В
I = 5 мА = 0,005 А
R = В / I 9015 2 = 10 В / 0,005 А = 2000 Ом = 2 кОм
Закон Ома для цепи переменного тока
Ток нагрузки I в амперах (А) равен напряжению нагрузки V Z =V в вольтах (В), деленное на импеданс Z в омах (Ом):
В падение напряжения на нагрузке, измеренное в вольтах (В)
I 901 52 есть электрический ток, измеренный в амперах (А)
Z полное сопротивление нагрузки, измеренное в омах (Ом)
Пример #3
Найдите ток цепи переменного тока, питаемой напряжением 110 В∟ 70° и нагрузка 0,5кОм∟20°.
Решение:
В = 110 В∟70°
Z = 0,5 кОм∟20° = 500 Ом∟20°
I = В / Z = 110В∟70° / 500Ом∟20° = (110В / 500 Ом) ∟ (70°-20°) = 0,22 A ∟50°
Калькулятор закона Ома (краткая форма)
Калькулятор закона Ома: вычисляет соотношение между напряжением, током и сопротивлением.
Введите 2 значений, чтобы получить третье значение, и нажмите кнопку Вычислить :
| Введите сопротивление: | Р | = | Ом (Ом) | |||
| Введите ток: | я | = | ампер (А) | |||
| Введите напряжение: | В | = | вольт (В) | |||
Калькулятор закона Ома II ►
См.
