Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Закон Ома

Закон Ома — Один из самых применяемых законов в электротехнике. Данный закон раскрывает связь между тремя важнейшими величинами: силой тока, напряжением и сопротивлением. Выявил эту связь Георгом Омом в 1820-е годы именно поэтому этот закон и получил такое название.

Формулировка закона Ома следующая:
Величина силы тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Эту зависимость можно выразить формулой:

I=U/R

Где I – сила тока, U — напряжение, приложенное к участку цепи, а R — электрическое сопротивление участка цепи.
Так, если известны две из этих величин можно легко вычислить третью.
Понять закон Ома можно на простом примере. Допустим, нам необходимо вычислить сопротивление нити накаливания лампочки фонарике и нам известны величины напряжения работы лампочки и сила тока, необходимая для ее работы (сама лампочка, чтобы вы знали имеет переменное сопротивление, но для примера примем его как постоянное).Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Для вычисления сопротивления необходимо величину напряжения разделить на величину силы тока. Как же запомнить формулу закона Ома, чтобы правильно провести вычисления? А сделать это очень просто! Вам нужно всего лишь сделать себе напоминалку как на указанном ниже рисунке.
Теперь закрыв рукой любую из величин вы сразу поймете, как ее найти. Если закрыть букву I, становится ясно, что чтобы найти силу тока нужно напряжение разделить на сопротивление.
Теперь давайте разберемся, что значат в формулировке закона слова « прямо пропорциональна и обратно пропорциональна. Выражение «величина силы тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку» означает, что если на участке цепи увеличится напряжение, то и сила тока на данном участке также увеличится. Простыми словами, чем больше напряжение, тем больше ток. И выражение «обратно пропорциональна его сопротивлению» значит, что чем больше сопротивление, тем меньше будет сила тока.

Рассмотрим пример с работой лампочки в фонарике.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Допустим, что для работы фонарика нужны три батарейки, как показано на схеме ниже, где GB1 — GB3 — батарейки, S1 — выключатель, HL1 — лампочка.

Примем, что сопротивление лампочки условно постоянно, хотя нагреваясь её сопротивление увеличивается. Яркость лампочки будет зависеть от силы тока, чем она больше, тем ярче горит лампочка. А теперь, представьте, что вместо одной батарейки мы вставили перемычку, уменьшив тем самым напряжение.
Что случится с лампочкой?
Она будет светить более тускло (сила тока уменьшилась), что подтверждает закон Ома:
чем меньше напряжение, тем меньше сила тока.

Вот так просто работает этот физический закон, с которым мы сталкиваемся в повседневной жизни.
Бонус специально для вас шуточная картинка не менее красочно объясняющая закон Ома.

Это была обзорная статья. Более подробно об этом законе, мы говорим в следующей статье «Закон Ома для участка цепи», рассматривая всё на других более сложных примерах.

Если не получается с физикой, английский для детей (http://www.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? anylang.ru/order-category/?slug=live_language) как вариент альтернативного развития.


Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:


От чего зависит сопротивление

Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на нем. Это значит, что с увеличением напряжения увеличивается и сила тока. Однако при одинаковом напряжении, но использовании разных проводников сила тока различна. Можно сказать по-другому. Если увеличивать напряжение, то хотя сила тока и будет увеличиваться, но везде по-разному, в зависимости от свойств проводника.

Зависимость силы тока от напряжения для данного конкретного проводника представляет собой сопротивление этого проводника. Оно обозначается R и находится по формуле R = U/I. То есть сопротивление определяется как отношение напряжения к силе тока. Чем больше сила тока в проводнике при данном напряжении, тем меньше его сопротивление.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Чем больше напряжение при данной силе тока, тем больше сопротивление проводника.

Формулу можно переписать по отношению к силе тока: I = U/R (закон Ома). В таком случае нагляднее, что чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.

Можно сказать, что сопротивление как бы мешает напряжению создавать большую силу тока.

Само сопротивление является характеристикой проводника. Оно не зависит от поданного на него напряжения. Если будет подано большое напряжение, то изменится сила тока, но не изменится отношение U/I, т. е. не изменится сопротивление.

От чего же зависит сопротивление проводника? Оно зависти от

  • длины проводника,
  • площади его поперечного сечения,
  • вещества, из которого изготовлен проводник,
  • температуры.

Чтобы связать вещество и его сопротивление, вводится такое понятие как удельное сопротивление вещества. Оно показывает, какое будет сопротивление в данном веществе, если проводник из него будет иметь длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 м2.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Проводники такой длины и толщины, изготовленные из разных веществ, будут иметь разные сопротивления. Это связано с тем, что у каждого металла (чаще всего именно они являются проводниками) своя кристаллическая решетка, свое количество свободных электронов.

Чем меньше удельное сопротивление вещества, тем лучшим проводником электрического тока оно является. Маленьким удельным сопротивлением обладают, например, серебро, медь, алюминий; куда большее у железа, вольфрама; очень большое у различных сплавов.

Чем длиннее проводник, тем большее сопротивление он имеет. Это становится понятно, если принять во внимание, что движению электронов в металлах мешают ионы, составляющие кристаллическую решетку. Чем их больше, т. е. чем длиннее проводник, тем больше у электрона шанс замедлить свой путь.

Однако увеличение площади поперечного сечения делает как бы дорогу шире. Электронам легче течь и не сталкиваться с узлами кристаллической решетки. Поэтому чем толще проводник, тем его сопротивление меньше.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Таким образом, сопротивление прямо пропорционально зависит от удельного сопротивления (ρ) и длины (l) проводника и обратно пропорционально зависит от площади (S) его поперечного сечения. Получаем формулу сопротивления:

R = ρl/S

В этой формуле на первый взгляд не отражается зависимость сопротивления проводника от его температуры. Однако удельное сопротивление вещества меряется при определенной температуре (обычно 20 °C). Поэтому температура учитывается. Для вычислений удельные сопротивления берут из специальных таблиц.

Для металлических проводников чем больше температура, тем сопротивление больше. Это связано с тем, что при повышении температуры ионы решетки начинают сильнее колебаться и больше мешать движению электронов. Однако в электролитах (растворах, где заряд несут ионы, а не электроны) с повышением температуры сопротивление уменьшается. Здесь это связано с тем, что чем выше температура, тем больше происходит диссоциация на ионы, и они быстрее двигаются в растворе.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Закон Ома | Физика

В предыдущих параграфах были рассмотрены три величины, характеризующие протекание электрического тока в цепи,— сила тока I, напряжение U и сопротивление R. Между этими величинами существует определенная связь. Закон, выражающий эту связь, был установлен в 1827 г. немецким ученым Г. Омом и поэтому носит его имя.

Выделим в произвольной электрической цепи участок, обладающий сопротивлением R и находящийся под напряжением U (рис. 37). Согласно закону Ома:
Сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на этом участке к его сопротивлению.

Математически закон Ома записывается в виде следующей формулы:

I = U/R      (14.1)

Закон Ома позволяет установить, что будет происходить с силой тока на участке цепи при изменении его сопротивления или напряжения.

1. При неизменном сопротивлении сила тока прямо пропорциональна напряжению: чем больше напряжение U на концах участка цепи, тем больше сила тока I на этом участке.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Увеличив (или уменьшив) напряжение в несколько раз, мы во столько же раз увеличим (или уменьшим) силу тока.

Проиллюстрируем эту закономерность на опыте. Соберем электрическую цепь из источника тока, лампы, амперметра и ключа (рис. 38, а). В качестве источника тока будем использовать устройство, позволяющее регулировать выходное напряжение от 4 до 12 В. Измеряя силу тока в цепи при разных напряжениях, можно убедиться в том, что она действительно пропорциональна напряжению.

2. При неизменном напряжении сила тока обратно пропорциональна сопротивлению: чем больше сопротивление R участка цепи, тем меньше сила тока I в нем.

Для проверки этой закономерности заменим в используемой цепи лампу на магазин сопротивлений (рис. 38, б). Измеряя силу тока при разных сопротивлениях, мы увидим, что сила тока I и сопротивление R действительно находятся в обратно пропорциональной зависимости.

При уменьшении сопротивления сила тока возрастает. Если сила тока превысит допустимое для данной цепи значение, включенные в нее приборы могут выйти из строя; провода при этом могут раскалиться и стать причиной пожара.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Именно такая ситуация возникает при коротком замыкании. Так называют соединение двух точек электрической цепи, находящихся под некоторым напряжением, коротким проводником, обладающим очень малым сопротивлением.

Короткое замыкание может возникнуть при соприкосновении оголенных проводов, при небрежном ремонте проводки под током, при большом скоплении пыли на монтажных платах и даже при случайном попадании какого-нибудь насекомого внутрь прибора.

На законе Ома основан экспериментальный способ определения сопротивления. Из формулы (14.1) следует, что

R = U/I      (14.2)

Поэтому для нахождения сопротивления R участка цепи надо измерить на нем напряжение U, затем силу тока I, после чего разделить первую из этих величин на вторую. Соответствующая этому схема цепи изображена на рисунке 39.

Если, наоборот, известны сопротивление R и сила тока I на участке цепи, то закон Ома позволяет рассчитать напряжение U на его концах. Из формулы (14.1) получаем

U = IR     (14.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? 3)

Чтобы найти напряжение U на концах участка цепи, надо силу тока I на этом участке умножить на его сопротивление R.

Опубликовав книгу, в которой излагался открытый им закон «Теоретические исследования электрических цепей», Георг Ом написал, что «рекомендует ее добрым людям с теплым чувством отца, не ослепленного обезьяньей любовью к детям, но довольствующегося указанием на открытый взгляд, с которым его дитя смотрит на злой мир». Мир действительно оказался для него злым, и уже через год после выхода его книги в одном из журналов появилась статья, в которой работы Ома были подвергнуты уничтожающей критике. «Тот, кто благоговейными глазами взирает на вселенную,— говорилось в статье,— должен отвернуться от этой книги, являющейся плодом неисправимых заблуждений, преследующих единственную цель — умалить величие природы».

Злобные и безосновательные нападки на Ома не прошли бесследно. Теорию Ома не приняли. И вместо продолжения научных исследований он должен был тратить время и энергию на полемику со своими оппонентами.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? В одном из своих писем Ом написал: «Рождение «Электрических цепей» принесло мне невыразимые страдания, и я готов проклясть час их зарождения».

Но это были временные трудности. Постепенно, сначала в России, а затем и в других странах, теория Ома получила полное признание. Закон Ома внес такую ясность в правила расчета токов и напряжений в электрических цепях, что американский ученый Дж. Генри, узнав об открытиях Ома, не удержался от восклицания: «Когда я первый раз прочел теорию Ома, то она мне показалась молнией, вдруг осветившей комнату, погруженную во мрак».

??? 1. Сформулируйте закон Ома. 2. Как изменится сила тока на участке цепи, если при неизменном сопротивлении увеличить напряжение на его концах? 3. Как изменится сила тока, если при неизменном напряжении увеличить сопротивление участка цепи? 4. Как с помощью вольтметра и амперметра можно измерить сопротивление проводника? 5. По какой формуле находится напряжение, если известны сила тока и сопротивление данного участка? 6.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Что называют коротким замыканием? Почему при этом увеличивается сила тока? 7. Объясните причину короткого замыкания в ситуациях, изображенных на рисунке 40.

Урок 8. Делим ток и роняем напряжение

Сегодня мы поговорим о нескольких видах простейших электрических цепей и узнаем, как же можно уронить напряжение и разделить ток на несколько частей. Урок будет длиииииинный, но содержательный, с разбором задачи в конце. Начнем с давно забытого всеми урока за номером четыре, где велся разговор о законе Ома для полной цепи. Было указано, что сила тока в цепи зависит от суммы сопротивлений: внешнего (нагрузки) и внутреннего сопротивления источника. Однако, а почему это мы так вдруг решили, что от суммы, а не, например, от разности или корня квадратного? Бездоказательно, однако! Рассмотрим схему этой цепи, немного отступив от правил прошлого урока… «Ну вот, учили-учили, а теперь забываем применять?! – скажете вы.» Нет, эти правила действительно нужны и мы их будем применять, но только когда нам нужно нарисовать именно принципиальную схему устройства, а сейчас мы будем рассматривать некую небольшую абстрактную схему и для наглядности и простоты некоторых (только некоторых!) правил не будем придерживаться.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Но для начала посмотрим, как изображается и обозначается на принципиальной электрической схеме давно уже известное нам сопротивление.

Как видите, это обычный прямоугольник, размерами 10мм*4мм.
Итак, наша схема будет состоять из двух сопротивлений и идеального источника, нарисуем ее.

Рисунок 8.1 – Источник питания с внутренним сопротивлением

На этой схеме внутреннее сопротивление источника GB1 обозначено как r, а сопротивление внешней цепи (нагрузка) – как R. Причем, считаем, что R>>r. Здесь мы и отступаем от норм ГОСТ, поскольку для простоты понимания опускаем цифровые обозначения сопротивлений и добавляем на схему некоторые точки A, B и C. Такое включение сопротивлений называют последовательным, так как включены они как бы друг за другом – конец сопротивления r подключен к началу сопротивления R (точка B) и между ними нет больше каких-либо элементов или отводов. Закон Ома для полной цепи говорит, что ток, в электрической цепи зависит от сопротивления этой цепи и одинаков для всех элементов, то есть ток, протекающий через r, равен току, протекающему через R.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Давайте рассмотрим этот момент с помощью метода доказательства «от противного». Предположим, что токи, протекающие через сопротивления различны. Ток через большее сопротивление R, исходя из закона Ома, должен быть меньше тока через r. В таком случае в точке B начал бы накапливаться заряд, поскольку ток, выходящий из точки B меньше тока, входящего в нее, а ток есть ни что иное, как отношение перенесенного полем заряда на время. Накапливаемый в точке B заряд создает в этой точке потенциал, который в некоторый момент времени сравняется с потенциалом положительной клеммы аккумулятора (точка A). В этом случае ток в цепи прекращается, поскольку при разности потенциалов двух точек равной нулю потенциальные энергии зарядов в этих точках равны, и работа поля равна нулю. Это умозаключение, кстати говоря, приводит нас к одному интересному выводу:

между точками одинакового потенциала протекание электрического тока невозможно.

Однако, электроны, образующие не скомпенсированный заряд в точке B постепенно будут поглощаться ионами материала, что приведет к снижению потенциала и возобновлению тока, который восстановит потенциал и опять прервёт сам себя.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Но это бы противоречило закону Ома, который говорит, что ток в цепи всегда постоянен, а здесь имеет место прерывистый ток, значение которого зависит от времени. Соответственно, такой ситуации быть не может, мы пришли к противоречию.

Если же мы представим, что r>>R, тогда ток через большее сопротивление r исходя из закона Ома должен быть меньше тока через R. В этом случае ток, втекающий в точку B будет меньше, чем ток, вытекающий из нее, что приведет к уменьшению числа свободных электронов в материале до нуля и ток опять прекратится. Со временем за счет дрейфа и превращения атомов материала в ионы свободные электроны вновь образуются, и ток возобновиться, но истощение заряда продолжится, и ток опять прекратит сам себя. То есть мы видим такую же ситуацию, как в первом случае.

Остаётся только одно разумное решение:

ток в последовательной цепи одинаков для каждого элемента этой цепи.

В этом случае поддерживается постоянный баланс потенциалов всех точек цепи.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Это не говорит о том, что потенциалы одинаковы! Это значит, что потенциал каждой точки строго определён протекающим в ней током.
Теперь давайте разберемся, почему ток в цепи будет зависеть от суммы сопротивлений. Тут всё довольно просто. Последовательное соединение двух проводников приводит к увеличению длины эквивалентного проводника, а это в свою очередь – к росту сопротивления (формула из Урока 3). Отсюда запоминаем еще одно важное правило:

эквивалентное сопротивление участка цепи с последовательно включенными сопротивлениями равно сумме этих сопротивлений.

Наш вывод относительно протекания тока между точками одинакового потенциала приводит к тому, что точки A, B и C обладают различными потенциалами, раз ток в цепи существует. Причем потенциал точки C меньше потенциала точки B, а точки B меньше, чем точки A. Почему? А потому что уменьшение количества свободных электронов (за счет столкновения с узлами кристаллической решётки и прочих потерь в материале) происходит последовательно от «минуса» аккумулятора (он же является их источником!) через сопротивления R и r к «плюсу» аккумулятора (а он уже является источником положительных ионов).Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? К тому же мы ведь считаем, что ток «течет» от «плюса» к «минусу», а электроны наоборот – от «минуса» к «плюсу», поэтому, исходя из формулы Урока 3 для потенциальной энергии заряда, видно, что наибольшим потенциалом обладает точка с наименьшим зарядом, – «плюс» аккумулятора.

А раз две точки имеют разный потенциал, то между ними есть напряжение, которое называют падением напряжения. Нетрудно догадаться, что падение напряжения на элементе пропорционально току, протекающему через него, так как величина тока регулирует количество заряда на концах элемента, т.е. разность потенциалов. По сути величина падения напряжения подчиняется закону Ома для участка цепи:

UR=IR∙R, где

IR – ток, протекающий через сопротивление,
R – величина этого сопротивления.
Для нашей схемы на Рисунке 8.1 справедливы следующие соотношения:

UAB=I∙r,
UBC=I∙R,
UAC=I∙(R+r)=εGB1

Из этих соотношений хорошо видно, что падение напряжения – часть эдс источника, доставшаяся участку цепи.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Часто на схемах можно встретить такие обозначения падения напряжения:

Рисунок 8.2 – Обозначение падения напряжения

Стрелку направляют в сторону уменьшения потенциала. Разумеется, на принципиальных электрических схемах падение напряжения указывать не допускается.
Раз мы заговорили о последовательных цепях, наверное, существуют и параллельные? Да, действительно, такие соединения есть и выглядят они следующим образом:

Рисунок 8.3 – Параллельное соединение сопротивлений

Параллельным соединением называется такое соединение, при котором выходы элементов соединены в одних точках. На нашей схеме это точки A и B. Поскольку элементы имеют общие точки, разность потенциалов на этих элементах будет одинакова, как и падение напряжения. То есть, напряжение на параллельных ветвях электрической цепи одинаково.

Для удобства дальнейшего рассмотрения процессов в электрических цепях введем такие понятия как: узел, ветвь и контур.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Ветвью называют любой двухполюсник, входящий в цепь, например, на Рисунке 8.3 отрезок AB есть ветвь. Узлом называют точку соединения трех и более ветвей (на Рисунке 8.3 обозначены жирными точками. На рисунке 8.1 точки A, B и C не являются узлами).

Контур – замкнутый цикл из ветвей. Термин замкнутый цикл означает, что, начав с некоторого узла цепи и однократно пройдя по нескольким ветвям и узлам, можно вернуться в исходный узел. Ветви и узлы, проходимые при таком обходе, принято называть принадлежащими данному контуру. При этом нужно иметь в виду, что ветвь и узел могут принадлежать одновременно нескольким контурам. Например, контуром можно назвать параллельное соединение сопротивлений R1 и R2 на Рисунке 8.3
Рассмотрим теперь, что происходит с токами ветвей I, I1 и I2:

Эти соотношения получаются из довольно простого логического заключения: если источник включен параллельно сопротивлению, то падение напряжения на сопротивлении не может быть отличным от эдс источника, ведь потенциалы концов сопротивления R1 соответственно равны потенциалам концов сопротивления R2.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Причем не играет роли, какое количество параллельных ветвей будет подключено – на каждой из них напряжение будет одно и то же. Как же получить выражение для тока I? Начнем рассуждать с того, что мощность, отдаваемая источником должна быть равна мощности, потребляемой нагрузкой, ведь закон сохранения энергии никто не отменял. Запишем выражения для мощностей, пренебрегая внутренним сопротивлением источника:
Pист=I∙ε
Pнагр=PR1+PR2=I1∙UR1+I2∙UR2=I1∙ε+I2∙ε=(I1+I2)∙ε
Приравнивая правые части уравнений, получим:

(I1+I2 )∙ε=I∙ε

Таким образом, сокращая на ε:

I=I1+I2

То есть, в параллельных ветвях происходит деление тока. Если перенести слагаемые I1 и I2 в левую часть уравнения, получим, что алгебраическая сумма токов в каждом узле электрической цепи равна нулю.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Учитывается именно алгебраическая сумма (с учетом знака), потому что направление тока мы можем положить любым, ведь в сложной схеме можем заранее не знать, втекает ток в узел или вытекает из него (втекающий ток берётся со знаком «плюс», вытекающий – со знаком «минус»). То есть мы, например, могли бы перенести слагаемое I в правую часть и получили бы уравнение, в котором втекающие токи были бы со знаком «минус», а вытекающие со знаком «плюс», но ничего не мешает нам поделить обе части уравнения на -1. Это утверждение называется I правило Кирхгофа или правило токов Кирхгофа. Иногда его не совсем корректно называют законом Кирхгофа. Всё-таки это правило, потому что оно не является фундаментальным законом природы, а вытекает из других фундаментальных законов.

Кроме I правила Кирхгофа существует еще и II правило Кирхгофа:

алгебраическая сумма падений напряжений на всех ветвях, принадлежащих любому замкнутому контуру цепи, равна алгебраической сумме эдс ветвей этого контура.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Если в контуре нет источников ЭДС, то суммарное падение напряжений равно нулю.

Закон Ома является частным случаем II правила Кирхгофа для цепи из одного контура. Здесь выражение «алгебраическая сумма» значит, ровно то же, что и для I правила, только для напряжений.
Как использовать эти правила для расчета сложных электрических цепей мы рассмотрим на следующем уроке, который полностью будет посвящен практике.

Возвращаясь к схеме на рисунке 8.3 возникает логичный вопрос: как же нам рассчитать эквивалентное сопротивление параллельных ветвей? Ясно, что формула для последовательной цепи сюда не подойдет. Давайте заменим сопротивления R1 и R2 одним эквивалентным сопротивлением:

Рисунок 8.4 – Замена параллельных сопротивлений эквивалентным сопротивлением

Теперь ничто не мешает нам применить закон Ома, чтобы рассчитать Rэкв:

При подобной замене мы будем пользоваться следующим вариантом записи:

Пришло время запоминать еще одно важное правило: величина, обратная общему сопротивлению параллельных ветвей, равна сумме величин, обратных сопротивлениям каждой ветви

Или, иначе: эквивалентная проводимость параллельных ветвей равна сумме проводимостей этих ветвей.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Немного тавтологии, пожалуй, не помешает…

Схема на рисунке 8.3 называется делитель тока и находит широкое применение. Более подробно применение делителя тока мы рассмотрим позже, а сейчас приведем такой пример, чтобы хоть немного убедить читателя в полезности этого схемного решения. Рассмотрим схему на рисунке 8.4. Допустим, эдс источника ε=5В, а сопротивление нагрузки Rэкв=1Ом, тогда мощность, выделяемая в нагрузке равна:

Посмотрим, что произойдёт, если мы заменим эквивалентное сопротивление двумя одинаковыми параллельно включенными сопротивлениями (рисунок 8.3). Чтобы сохранить величину эквивалентного сопротивления равным 1Ом, рассчитаем величины сопротивлений R1 и R2:

то есть каждое из сопротивлений должно быть больше эквивалентного в 2 раза.
Рассчитаем мощность, выделяемую на каждом из этих сопротивлений:

Суммарная мощность нагрузки осталась прежней, однако, как нам уже известно, мощность выделяемая на сопротивлении, полностью переходит в тепло, следовательно, при одной и той же рассеиваемой мощности, во втором случае мы получим более комфортный температурный режим для нагрузки (температура каждого сопротивления будет ниже, чем температура эквивалентного сопротивления) за счет увеличения в 2 раза площади рассеивания (ведь мы используем два проводника вместо одного).Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Соответственно, трата дополнительных денег на приобретение двух проводников позволяет нам сэкономить на охлаждении. Часто бывают такие ситуации, что слишком большой перегрев элемента может приводить к выходу его из строя (даже такой простой вещи как кусок проводника). Кроме того, многие полупроводниковые приборы (диод, транзистор, тиристор) рассчитаны на определенный номинальный ток, и, чтобы увеличить предел номинального тока, такие приборы включают параллельно. Можно, конечно, взять прибор с большим номинальным током, но чаще всего стоимость таких прибор намного больше. Экономия, однако…

Давайте немного изменим эту схему, пренебрегая внутренним сопротивлением и добавив еще одно сопротивление во внешнюю цепь:

Рисунок 8.5 – Последовательное соединение сопротивлений

По сути, это та же схема последовательного соединения двух сопротивлений, только теперь оба эти сопротивления являются частью нагрузки. Из вышеприведенных соотношений видно, что напряжение на каждом сопротивлении определяется протекающим током и значением этого сопротивления.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Используя закон Ома, выразим величину тока, протекающего через сопротивления:

тогда, подставляя значение тока в выражение для падения напряжения, получим:

Из полученных соотношений видно, что величина падения напряжения зависит от эдс источника и соотношения сопротивлений.

При R1=R2 падение напряжения на каждом сопротивлении составит ровно половину эдс источника. Таким образом мы поделили напряжение пополам и теперь можем использовать отвод в точке А в качестве «плюса» своеобразного источника питания, но с пониженным напряжением. Такая схема называется делителем напряжения. Ее полезно применять, когда имеется источник с большим напряжением, чем требуется. Сопротивление R1 называется верхним плечом, а сопротивление R2 – нижним. Однако, резистивный делитель напряжения обладает существенными недостатками: во-первых, потери мощности на плечах делителя снижают кпд устройства, поскольку просто переходят в тепло, а, во-вторых, сопротивление выходного плеча (с которого снимается часть эдс) должно быть согласовано с сопротивлением нагрузки, чтобы сохранять требуемое напряжение.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Рассмотрим эти два момента на примере общего случая включения сопротивлений так называемого смешанного соединения.

Рисунок 8.6 – Смешанное соединение сопротивлений

Как мы видим, сопротивления R2 и Rн включены параллельно, а их эквивалентное сопротивление включено последовательно с R1. Теперь сформулируем условия задачи: на нагрузке мощностью
Pн=20 Вт необходимо получить напряжение Uн=5 В, если имеется аккумуляторная батарея номинальной эдс ε=12 В.
Для начала обозначим направления протекания токов в каждой ветви.

Рисунок 8.7 – Направления протекания токов

Рассчитаем параметры нагрузки по известной мощности и напряжению:

Однако, нам неизвестны токи I1 и I2, так же как и сопротивления R1 и R2. В таких случаях при разработке схемы необходимо самому задать необходимые недостающие условия, но так, чтобы задача имела решение.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Например, мы могли бы задать R1=10 Ом, но ведь ток I1 не может быть менее 4А, а значит:
UR1>I1∙R1=4А∙10Ом=40В,
что заведомо больше, чем напряжение на аккумуляторе. Чтобы не угадывать значения сопротивлений, давайте для уменьшения потерь на сопротивлении R2 зададим ток I2 равным 10% от тока нагрузки, ведь ничто не мешает нам так сделать.

I2=0.1Iн=0.4 А

Напряжение Uн равно напряжению UR2, так как эти сопротивления включены параллельно, значит, сопротивление R2 из закона Ома равно:

Ток I1 можно рассчитать двумя способами:

  • Исходя из I правила Кирхгофа для узла А:

    I1=I2+Iн

  • Используя закон Ома.

Для начала давайте рассчитаем его, используя второй способ, а потом сравним результаты.
Поскольку нижним плечом делителя является эквивалентное сопротивление параллельно включенных сопротивлений R1 и Rн, рассчитаем его:

Заметьте, что эквивалентное сопротивление всегда меньше меньшего сопротивления!
Ток I1 соответствует току через последовательное соединение сопротивлений R1 и Rэкв.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Его можно найти из закона Ома:

Теперь рассчитаем этот же ток, используя первый способ:

I1=I2+Iн=0.4А + 4А = 4.4А

Результаты совпали, значит, расчет выполнен верно.
Рассчитаем величину сопротивления R1, пользуясь опять же законом Ома:

Итак, при помощи двух сопротивлений мы спроектировали (ого-го!) устройство понижения напряжения с 12 В до 5 В. Давайте оценим кпд этого устройства. Полезной мощностью у нас является мощность нагрузки Pн=20 Вт, а полной мощностью – мощность, отдаваемая аккумуляторной батареей, которая равна произведению потребляемого тока (I1) на эдс батареи:

PGB1=ε∙I1=12В ∙ 4.4А = 52.8Вт

Тогда кпд равен:

Всего-то! Ужасно! Давайте подумаем, как можно увеличить этот показатель…
Но сначала разберемся откуда берутся такие большие потери мощности… А браться им, кроме как на нагрев сопротивлений R1 и R2 неоткуда.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Давайте рассчитаем мощность потерь для каждого из них:

PR1=I12∙R1=(4.4 А)2∙1.136 Ом=30.8 Вт
PR2=I22∙R2=(0.4 А)2∙1.59 Ом=2 Вт

Сразу видно, что наибольшие потери рассеиваются на сопротивлении R_1. Величину тока мы значительно изменить не можем, так как она не может быть меньше величины тока нагрузки. Можно подкорректировать величину заданного нами тока I2… Стоп. А зачем нам вообще это сопротивление? Ведь делитель может быть собран с помощью самой нагрузки в качестве нижнего плеча! Смело убираем R2 из схемы.

Рисунок 8.8 – Модернизированная схема

Теперь нам не нужен этот «паразитный» ток I2. Пересчитаем величину сопротивления R1:

Потери мощности на нем:

PR1=Iн2∙R1=(4 А)2∙1.75 Ом=28 Вт

И кпд:

Кпд вырос, но потери все равно огромные! Но больше мы сделать, к сожалению ничего не можем: такая схема попросту неэффективна… Мы впустую потратили больше энергии, чем получили полезной работы.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Вот такой первый недостаток схемы делителя напряжения.

Теперь посмотрим, что будет, если мы изменим параметры нагрузки, например, вместо 20 Вт подключим 15 Вт. Изменится величина сопротивления нагрузки, ведь она определена номинальными значениями мощности и напряжения:

Посмотрим, что произойдет с напряжением на нижнем плече делителя, то есть на нагрузке:

В сумме напряжения на плечах делителя равны эдс источника, значит:

Тогда нагрузке достанется часть эдс, равная:

Uн=ε-UR1=12 В-6.15 В=5.85 В

Получается, что мы превысили номинальное напряжение на ≈17%. И нельзя точно сказать, выдержит ли наша нагрузка такого превышения. А может она попросту выйдет из строя… Получается, что без изменения R1 подключать нагрузку, отличную от расчетной, нельзя. Это и есть второй недостаток схемы делителя. В основном эта схема применяется там, где мощность потерь невелика, например, в цепях с силой тока единицы – десятки миллиампер.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Теперь кратко опишем важные моменты урока, а на этом я с вами прощаюсь, ждем следующего урока, в котором подробно разберем задачу на расчет сложной электрической цепи.

  • Между точками одинакового потенциала протекание электрического тока невозможно.
  • Ветвью называют любой двухполюсник, входящий в цепь.
  • Узлом называют точку соединения трех и более.
  • Контуром называют замкнутый цикл из ветвей.
  • При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла.
    Ток в последовательной цепи одинаков для каждого элемента.
    Эквивалентное сопротивление цепи равно сумме входящих в нее сопротивлений:
  • При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.
    Напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов. Эквивалентное сопротивление цепи может быть рассчитано по формуле:
  • I правило Кирхгофа: алгебраическая сумма токов в каждом узле электрической цепи равна нулю.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?
  • II правило Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжений на всех ветвях, принадлежащих любому замкнутому контуру цепи, равна алгебраической сумме эдс ветвей этого контура. Если в контуре нет источников ЭДС, то суммарное падение напряжений равно нулю.

← Урок 7. Основы составления электрических схем | Содержание | →

Закон Ома в электронных сигаретах

Закон Ома в электронных сигаретах

Вспоминаем школьный курс физики


Каждый вейпер должен понимать основные физические процессы, которые происходят в электронном испарителе при подаче напряжения. Не только ради безопасности, но и для того, чтобы эффективно использовать возможности устройства. Работа любого электронного испарителя строится на принципах закона Ома.



Закон Ома был открыт в 1826 году немецким физиком Георгом Омом. Открытие Ома впервые дало возможность количественно оценить явления электрического тока.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Это открытие имело огромное значение для науки. Рассмотрим, как закон Ома применяется к электронным сигаретам.


Закон Ома — это физический закон, определяющий связь электрического напряжения с силой тока и сопротивлением проводника. Выглядит он следующим образом:


U = I x R,


где U — напряжение (измеряется в вольтах), I — сила тока (в амперах), R —сопротивление элементов цепи (изменяется в Омах).


Сила тока отражает скорость движения электрического заряда по проводнику (в нашем случае — спирали) и зависит от напряжения и сопротивления.


Напряжение аккумулятора — разность потенциалов между контактами батареи. Оно характеризует силу, с которой ток пойдет через спираль. Чем больше напряжение батареи, тем быстрее она отдает ток, тем быстрее нагреется спираль. Напряжение изменяется в зависимости от степени заряженности аккумулятора. В аккумуляторах 18650 напряжение находится в пределах от 4.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? 2 В (заряженный) до 3.2 В (разряженный).


Сопротивление — это свойство спирали препятствовать прохождению электрического тока. Проще говоря, по спирали с низким сопротивлением тока пройдет больше, соответственно и нагреваться она будет быстрее и сильнее.


Для получения большого количества вкусного пара нам необходимо нагреть спираль, которая будет испарять жидкость. Важно, чтобы большой объем жидкости мог нагреваться и испаряться быстро — но не слишком быстро. Иначе в какой-то момент с хлопка испарится вся жидкость, а новая не успеет пропитать фитиль, и он подгорит.


Сама схема работы испарителя довольна проста. Электронный испаритель, используя напряжение батареи (U), проводит ток (I) через спираль, преодолевая сопротивление (R), вследствие чего происходит нагрев спирали. Спираль, нагреваясь, испаряет жидкость, превращая ее в пар.


Сопротивление зависит от материала спирали, ее диаметра и длины. Спираль может быть выполнена из таких материалов, как фехраль (кантал), нихром, никель, титан, нержавеющая сталь.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?


Фехраль (FeCrAl), или кантал — это сплав железа, хрома и алюминия. Нихром (nichrome) — общее название группы сплавов, которые состоят из никеля и хрома. Проволоки из фехрали и нихрома обладают высоким удельным электрическим сопротивлением при минимальном температурном коэффициенте, то есть нагреваются довольно быстро, почти не меняя своего сопротивления. Благодаря этому кантал и нихром широко применяются в качестве материала для спиралей. Диаметр используемой проволоки варьируется от 0.2 до 1 миллиметра.


Мы уже говорили, что по спирали с низким сопротивлением пройдет больше тока, поэтому нагреется она сильнее. Очевидно, что чем меньше диаметр используемой проволоки, тем выше сопротивление, и наоборот, чем диаметр проволоки больше, тем сопротивление ниже. Также на сопротивление спирали влияет и общая длина проводника, в нашем случае это количество витков спирали. Чем больше витков, тем сопротивление выше, и наоборот.


Каждый вейпер должен понимать процессы, которые происходят в электронном испарителе.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Это обеспечит не только безопасность, но и получение максимального удовольствия от парения.           


Закон Ома для участка цепи. Закон Джоуля — Ленца. Работа и мощность электрического тока. Виды соединения проводников.

Количество теплоты, выделившееся при прохождении электрического тока по проводнику, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого шел ток:

Последовательное соединение.

1. Сила тока во всех последовательно соединенных участках цепи одинакова:

I1=I2=I3=…=In=…

2. Напряжение в цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных участков, равно сумме напряжений на каждом участке:

U=U1+U2+…+Un+…

3. Сопротивление цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных участков, равно сумме сопротивлений каждого участка:

R=R1+R2+.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? ..+Rn+…

Если все сопротивления в цепи одинаковы, то:

R=R1. N

При последовательном соединении общее сопротивление увеличивается (больше большего).

Параллельное соединение.

1. Сила тока в неразветвленном участке цепи равна сумме сил токов во всех параллельно соединенных участках.

I=I1+I2+…+In+…

2. Напряжение на всех параллельно соединенных участках цепи одинаково:

U1=U2=U3=…=Un=…

 3. При параллельном соединении проводников проводимости складываются (складываются величины, обратные сопротивлению):

Если все сопротивления в цепи одинаковы, то: 

При параллельном соединении общее сопротивление уменьшается (меньше меньшего).

4. Работа электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках:

A=A1+A2+.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? ..+An+…

т.к.  A=I2Rt=I2(R1+R2+…+Rn+…)t.

5. Мощность электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участках:

P=P1+P2+…+Pn+…

6. Т.к. силы тока во всех участках одинаковы, то:       U1:U2:…:Un:…  = R1:R2:…:Rn:…

Для двух резисторов:  — чем больше сопротивление, тем больше напряжение.

4. Работа электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках:

A=A1+A2+…+An+…

т.к.     .

5. Мощность электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участках:

P=P1+P2+.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? ..+Pn+…

6. Т.к. напряжения на всех участках одинаковы, то:

I1R1= I2R2=…= I3R3=…

Для двух резисторов:  — чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.

Сила тока и мощность тока. Simpleinfo – все сложное простыми словами!

07 Сентября 2017

7667

Подведем итоги по разделу. Обратим внимание на некоторые важные вещи и еще разберем пройденный материал.

1.В какую сторону течет ток?


Если вы обратили внимание, во всех предыдущих статьях, направление тока обозначено от (-) к (+), то есть с отрицательного полюса к положительному. Но в статье про закон Ома, мы указали с положительного полюса к отрицательному. В статье Электрическая проводимость мы выяснили, что носителем заряда являются отрицательно заряженные частицы, под воздействие поля происходит упорядоченное движение отрицательно заряженных частиц.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?


Таким образом направление движения тока с отрицательного полюса к положительному. Но в схематике (при разборе схем) и в быту используется направление от положительного к отрицательному. Как я понимаю это пришло с древности, пока точно не понимали, как движутся частицы.

наведите или кликните мышкой, для анимации

наведите или кликните мышкой, для анимации


Мы же, при разборе радиоэлементов, чтобы понять, как они работают будем использовать с отрицательного к положительному. А при разборе схем, с положительного полюса к отрицательному.

2. Более простой разбор электрической цепи. Сколько потребляет нагрузка?


Мы теперь знаем, что такое замкнутая электрическая цепь. И как течет по нему ток. Также выяснили, что в цепи существует определенная сила тока, напряжение тока, сопротивление нагрузки или нагрузок, а также возникает выработка мощности.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Теперь на практике выясним более подробнее.


Нужно запомнить, что чаще всего в электрической цепи, мы можем изменять напряжение тока и сопротивление нагрузки или нагрузок. К примеру, если у нас регулируемый источник питания, мы можем установить регулятор напряжения к отметке 5 В или 12 В. Если используются батарейки, можем взять 2 “пальчиковых” батарейки, это 3 В. Либо можем использовать 3 батарейки, таким образом уже
будет 4,5 В. Что касается нагрузки, мы можем подключить 1 лампу накаливания или 2 и т.д., что приведет к изменению общего сопротивления нагрузки. А сила тока будет подстраиваться согласно закону Ома.


Силу тока нужно представлять себе так: показатель силы тока в цепи — это “потребление” нагрузки. Чем больше сила тока в цепи, чем больше потребляется ток нагрузкой. Давайте рассмотрим на примере, если взять две одинаковые аккумуляторные батареи и присоединить к ним разные нагрузки. Быстрее сядет та батарея, в цепи которой было больше силы тока.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?


Теперь возникает вопрос, если, меняя нагрузку, мы можем менять “потребление” тока, то значит меняя напряжение, мы также можем повлиять на “потребление” тока, то есть на силу тока. Так и есть, если мы увеличим напряжение, увеличится и ток в нагрузке. Но тут необходимо быть осторожным, так как если слишком большой ток пройдет через нагрузку, он может его испортить, так же наоборот, если недостаток тока, то устройство может не работать или работать плохо.

3. Чем отличается сила тока от мощности тока?


Еще раз вспоминаем, что такое сила тока и мощность тока.  

Сила тока — это прохождение частиц за единицу времени, выше мы с вами представили силу тока, как «потребление» нагрузки. К примеру, чтобы зажечь лампочку нужно создать в цепи 0,2 Ампера силы тока. Еще проще говоря, какая нужна сила, чтобы совершить, какое-то действие. (Зажечь лапочку, крутить двигатель, греть электроплиту и т.д.)

Мощность тока – это работа, которая выполняется за единицу времени нагрузкой.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? То есть, когда вращается двигатель — он совершает работу, когда электроплита греет — он совершает работу, когда лампочка горит – он так же совершает работу. Получается сила тока нам дает возможность выполнить работу, как бы отдавая свою энергию в нагрузку, далее нагрузка совершает ту или иную работу.
При этом чем мощнее нагрузка, тем больше нужны заряды, соответственно больше силы тока в цепи. Более мощные нагрузки, выполняют больше работы. К примеру мощные электродвигатели сильнее крутятся, мощные лампочки ярче горят.

Таким образом, сила тока это, потребление тока нагрузкой или необходимое количества тока, для получения выработки мощности нагрузки. Мощность тока, это работа нагрузки за единицу времени. Сила тока и мощность тока взаимосвязаны. Что бы не путаться в голове нужно держать две вещи:

  • 1. В источниках питания пишут, показатель силы тока, то есть, сколько он сможет отдать.
  • 2. В нагрузках, в электроприборах пишут потребление в мощностях, то есть сколько ему нужно.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

наведите или кликните мышкой, для анимации

электрических цепей — Почему большее напряжение означает больший ток?

Я знаю, что этот вопрос какое-то время оставался нетронутым, но я сам думал над этим вопросом и не смог найти его тщательного изучения, несмотря на то, что, по-видимому, это, как утверждает OP, довольно простой вопрос. Никто еще не объяснил, почему аналогия с водопадом не работает, только констатирует, что это не «хорошая» аналогия. Напротив, я думаю, что это хорошая аналогия, в конце концов, вам будет трудно объяснить фундаментальное различие между действием гравитационных сил на молекулы воды в водопаде и электрическими силами на заряды в цепи, не прибегая к квантовым вычислениям. механические аргументы.Так почему же эта аналогия не работает?

Почему увеличение высоты водопада не увеличивает ток (воды), когда увеличение разности потенциалов в цепи увеличивает электрический ток?

I.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Понимание течения водопада.

Сначала давайте поймем, что именно вызывает течение в водопаде. Молекулы воды, проходящие над вершиной водопада, имеют нулевую скорость вниз (скорость тангенциальная для начала), но когда они опрокидываются через край, сила действует вниз (сила тяжести), которая ускоряет эти молекулы вниз, вызывая увеличивающийся нисходящий поток. .Однако они не ускоряются бесконечно, потому что действующие силы сопротивления (зависящие от скорости) означают, что молекулы достигают конечной скорости (при условии, что водопад достаточно высок, чтобы молекулы достигли этой скорости). Эта конечная скорость $ v $ достигается, когда сила тяжести равна силам сопротивления. «Течение» водопада пропорционально этой скорости.

Обращая внимание на молекулярные причины тока, мы фактически не упоминаем $ V $, разность потенциалов.Это потому, что ток вызывает не разность потенциалов, а сила $ F $, которая в нашем случае равна просто $ mV / h $, где $ h $ — высота водопада, а $ m $ — масса.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? молекулы воды. Это должно быть так — мы знаем, что Второй закон Ньютона говорит нам, что силы вызывают ускорения (изменения $ V $ на расстоянии), а не абсолютные изменения $ V $. Мораль этой истории заключается в том, что мы не только можем учитывать изменения в $ V $ при объяснении динамики системы, но также должны учитывать расстояние, на котором эти изменения происходят, $ h $.

Теперь предположим, что мы удвоили высоту водопада. Тогда действительно разность потенциалов $ V $ между верхом и низом увеличилась вдвое, но, разумеется, мы также удвоили высоту $ h $! Таким образом, удвоив высоту водопада, мы отправили:

$$
V \ mapsto 2V \\
h \ mapsto 2h.

$

Теперь мы знаем, что на самом деле над частицами воды работает не разность потенциалов, а сила $ F $, которая в нашем случае равна:

$$ F_ {новый} = m \ frac {2V} {2h} = m \ frac {V} {h} = F_ {old} $$

Очевидно, мы видим, что удвоение $ V $ и $ h $ приводит к одной и той же силе и, следовательно, к одному и тому же току.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Другими словами, величина, определяющая течение водопада (при условии, что он достаточно высок для достижения конечной скорости), — это напряженность гравитационного поля $ g $, и изменение высоты водопада ничего не меняет.

II. Ток в цепи.

Так много о случае водопада, а как насчет схем?

Проводя аналогию между водопадом и схемой, OP правильно указывает, что удвоение разности потенциалов $ V $ на резисторе с сопротивлением $ R $ удваивает ток $ I $, но не учитывает удвоение ‘высоты ‘$ h $.Итак, предположим, что мы удваиваем разность потенциалов на каком-то резисторе, но мы также увеличиваем «высоту» резистора. Что в этом контексте означает удвоение высоты? В случае водопада $ h $ — это полное расстояние, которое молекулы воды проходят параллельно полю, и поэтому соответствующим параметром в цепи является длина $ l $ резистора. Теперь удвоение длины резистора в цепи — это то же самое, что простое добавление второго такого же резистора последовательно. Но сделав это, мы удвоили сопротивление $ R $! Итак, мы отправили:

$$
V \ mapsto 2V \\
R \ mapsto 2R.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

$

Так очевидно:

$$
I = V / R

$

остается прежним! Парадокс разрешен.

III. Почему неразбериха?

Я думаю, что основная сложность понимания этих аналогий состоит в том, что закон Ома, по-видимому, противоречит Второму закону Ньютона — в частности, он не принимает во внимание масштабы длины! Однако, конечно, здесь учитываются масштабы длины — они просто скрыты в формуле для сопротивления $ R $.

В обеих наших ситуациях механика отдельных частиц одинакова.У нас действует некоторая постоянная сила, которая ускоряет частицы ($ mg $ или $ qE $), но сила сопротивления, зависящая от скорости, означает, что достигается конечная скорость, которая зависит от величины действующей силы. Ток просто пропорционален этой конечной скорости. В случае с водопадом это обычные старые силы трения, вызывающие сопротивление, тогда как в случае схемы именно столкновения с электронами вызывают эту резистивную силу, приводящую к тепловыделению в резисторе ($ P = VI $ и т.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Д.).В этих случаях конечная скорость (соответствующая току) пропорциональна силе, действующей на частицы. Итак, у нас есть это:

$$
I \ propto F,

$

и когда мы работаем в терминах потенциалов, а не сил, мы получаем:

$$
Я \ propto \ frac {V} {x},

$

, где $ x $ — наш масштаб длины. Однако закон Ома просто гласит, что:

$$
I \ propto V

$

без учета длины!

Ответ заключается в том, что, конечно, масштаб $ x $ скрыт в формуле для сопротивления $ R $ резистора.В (II) я утверждаю, что удвоение длины резистора по сути «то же самое», что и добавление дополнительного резистора последовательно. Чтобы обосновать этот аргумент, обратитесь к формуле сопротивления некоторого материала, основанной на его удельном сопротивлении $ \ rho $:

$$
R = x \ frac {\ rho} {A},

$

, где $ A $ — площадь поперечного сечения материала (предполагается, что это своего рода призма). Итак, закон Ома действительно гласит, что:

$$
V = Ix (\ frac {\ rho} {A}),

$

, который, к счастью, восстанавливается:

$$
Я \ propto \ frac {V} {x}.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

$

Уф!

IV. Продолжая аналогию.

Надеюсь, к настоящему времени вы поверите, что аналогия с водопадом на самом деле является более или менее совершенной аналогией закона Ома, если мы уделяем пристальное внимание нашим собственным рассуждениям.

Если провести аналогию в обратном направлении, правильной эквивалентной ситуацией для увеличения разности потенциалов без увеличения высоты водопада было бы увеличение силы гравитационного поля $ g $. Мы могли бы представить себе некую шкалу, на которой мы можем двигать $ g $ вверх и вниз, заставляя силу гравитационного поля Земли увеличиваться или уменьшаться (т.е. как наличие потенциометра в цепи). При $ g \ to 0 $ течение водопада упадет до $ 0 $ (представьте, что тот же водопад в космосе), а при $ g \ to \ infty $ ток также будет стремиться к некоторому максимальному значению $ I_ {max} $, связанному с частицы, движущиеся со скоростью света $ c $ (представьте тот же водопад на краю сверхмассивной черной дыры).Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Таким образом, аналогия работает отлично — просто убедитесь, что вы точно указали, какие физические величины и какие изменения соответствуют между двумя ситуациями.

Термодинамика

— Почему сильноточные проводники нагреваются намного больше, чем проводники высокого напряжения?

термодинамика — Почему сильноточные проводники нагреваются намного больше, чем проводники высокого напряжения? — Обмен физическими стеками

Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 176 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

  1. 0

  2. +0

  3. Авторизоваться
    Зарегистрироваться

Physics Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для активных исследователей, ученых и студентов-физиков.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено
12к раз

$ \ begingroup $

120 В x 20 А = 2400 Вт

Однако, если я увеличил напряжение и уменьшил ток, вы также можете использовать провод меньшего размера (более дешевый), также иметь меньше тепла и достичь той же мощности в ваттах.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

1000 В x 2,4 А = 2400 Вт

  1. Почему не нагревается как ток?
  2. Мне этот подход кажется более эффективным и менее затратным, потому что вы не используете столько материала, так почему же он не распространен?

Создан 05 янв.

пользователь36823

4911 золотой знак11 серебряный знак22 бронзовых знака

$ \ endgroup $

1

$ \ begingroup $

Термин, который вам нужен, — это Джоулевое нагревание.2 R $, где $ I $ — ток, а $ R $ — сопротивление. Нагревание происходит, когда движущийся заряд (электроны) неупруго сталкивается с молекулами в проводнике (то есть они передают молекуле некоторую кинетическую энергию).Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Помните, ток определяется как количество заряда, проходящего через определенную точку за единицу времени. Поэтому логично, что чем больше заряда проходит через пятно, тем больше происходит столкновений и, следовательно, тем больше тепла рассеивается.

Вот почему в линиях электропередачи для передачи используется высокое напряжение, чтобы обеспечить большую мощность при меньшем токе.

Создан 05 янв.

Брэндон Энрайт

11.6k1717 золотых знаков4848 серебряных знаков7575 бронзовых знаков

$ \ endgroup $

5

$ \ begingroup $

Короче говоря, поскольку падение мощности на элементе схемы составляет $ P = IV $, а резистор (или кусок провода) испытывает падение напряжения $ V = IR $, что приводит к $ P = I ^ 2 R $ или $ P = \ frac {V ^ 2} {R} $.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Первое уравнение имеет значение, которое показывает, что при фиксированном сопротивлении удвоение тока увеличивает потери мощности в проводнике в четыре раза. Так что лучше использовать меньший ток.

Создан 05 янв.

левельбритслионельбритс

8,92111 золотой знак1616 серебряных знаков3333 бронзовых знака

$ \ endgroup $

$ \ begingroup $

  1. Дело в том, что на концы проводов не действует разность потенциалов, равная полному напряжению.2} R $, поэтому более высокое напряжение $ V $ и, соответственно, меньший ток $ I $ приводит к меньшему рассеянию мощности $ P $.
  2. На самом деле, для передачи большой мощности на большие расстояния принято использовать высоковольтные линии переменного тока.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Однако в вашем доме вы не захотите иметь линии киловольт в пределах миллиметра от кончиков ваших пальцев, см. Комментарий Брэндона.

Создан 05 янв.

кукуруза

10133 бронзовых знака

$ \ endgroup $

$ \ begingroup $

Ампер движется по прямой линии и поэтому должен двигаться внутри провода.Вольт перемещается вокруг усилителя и обычно за пределами провода.
Таким образом, усилители будут генерировать тепло — потому что атомы и валентные электроны создают определенную степень сопротивления — в то время как вольт, как правило, нет. Но если вы используете достаточно толстую проволоку, вы не заметите повышения температуры.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно?

Создан 18 апр.

$ \ endgroup $

1

Physics Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в ​​отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie

Настроить параметры

Что такое на самом деле напряжение, какое влияние более высокое напряжение оказывает на единицу заряда и что заставляет электроны течь?

Аналогия с водой не заходит так далеко, как вы ожидаете.Чем больше напряжение тем больше ток: Чем больше ток тем меньше напряжение – Чем больше сила тока тем больше напряжение, верно? Следует учитывать только то, что разность давлений связана с разницей напряжения и расходом по току.

Он не предназначен для обеспечения идеальной эквивалентности, но это отличный способ помочь визуализировать или начать чувствовать, что такое напряжение, какой ток, что такое резисторы и т. Д.

Чем выше разница давлений, тем выше расход. Точно так же, как более высокое напряжение приводит к более высокому току.

Есть и другие отличия. Вода будет иметь больший поток в центре трубки, тогда как ток будет выше на внешнем крае (скин-эффект).2, чтобы иметь быстрое колебание от 0 л / с до 1 л / с с очень небольшими смещениями. В маленькой трубке вода должна двигаться в 100 раз быстрее.

Электроны в проводе работают примерно так же — их довольно много. Фактически для 1 ампера в проводе с радиусом 2 мм скорость, которую должны проявлять электроны, составляет всего 23 мкм / с (источник https://en.wikipedia.org/wiki/Drift_velocity#Numerical_example).

Таким образом, сигнал может очень быстро измениться от 0A (кулон / с) до 1A (кулон / с) с этими «очень низкими» скоростями электронов, точно так же, как мы можем изменить от 0L / s до 1L / s в воде аналогия.

Электромагнитные волны вокруг провода определяются колебаниями тока в проводе. И, как видите, скорость этих колебаний может быть очень высокой только при малых скоростях смещения электронов.

Напряжение определяется как «работа» (джоуль), необходимая для смещения одной единицы заряда (кулон), которая сама по себе представляет собой количество электронов.
В электрическом поле мы можем определить уровень напряжения в заданном положении, который указывает, сколько работы требуется для перемещения заряда из 0 В в это положение.Эти уровни напряжения представляют электрическое поле, которое представляет собой «невидимую» силу, действующую на электроны, аналогично тому, как гравитация действует на воду.

Я предпочитаю думать, что электроны притягиваются к более низкому энергетическому уровню, но по мере того, как они теряют энергию, они переходят к положительному потенциалу по соглашению (так что потенциал более высокого напряжения на самом деле является более низким энергетическим уровнем, но забывайте, что, поскольку он делает вещи неудобнее).

Это должно объяснить роль «напряжения». Напряжение является мерой электрического поля.

Почему напряжение на отрицательной клемме ниже? По соглашению: это могло быть выбрано наоборот, и текущая отрицательная клемма могла быть положительной клеммой. Отрицательный вывод называется «отрицательным», потому что там напряжение ниже, и это выбор.

Сравнение со струнами — это еще одна игра с мячом, и, конечно, не лучшая, поскольку пружины, похоже, не имеют чего-то, что могло бы сравниться с током.
Напряжение можно сравнить с силой, удерживающей пружины в коробке.Но не существует «бесконечного» резервуара того, что могло бы представлять электроны и ток.

Это даже сложнее, чем аналогия с пружинами. Происходит химическая реакция, в результате которой возникает тепло и давление, которые преобразуются в смещение.

Топливо вытесняется в двигатель внутреннего сгорания путем всасывания. Сам бак не отображает напряжение.

Уровень напряжения в топливе каким-то образом связан с химическими связями. Эти связи достаточно стабильны, пока не будет приложено достаточно тепла, чтобы их разорвать.Я не могу придумать для этого подходящую аналогию в электричестве. Хотя я мог найти один с водой.

Нет, из того, что я указал выше, напряжение указывает работу, которая была необходима для перемещения электронов к этому напряжению.

Приталкивание или притяжение — это вопрос точки зрения.

Это верно до определенного момента — электромагнитные поля не помогут сохранить это правдой.

Помните, что когда у вас есть металлический наконечник, все электроны будут стремиться двигаться к наконечнику, что трудно объяснить, если учесть, что электроны хотят находиться на расстоянии друг от друга.

На самом деле реальность намного сложнее, и мы все время работаем с аналогиями.

Даже математику можно рассматривать как своего рода аналогию. Мы можем производить вычисления «самих» сигналов или использовать преобразования Фурье, z и другие преобразования для их вычисления.

Как сказал, есть вопрос точки зрения.
Электроны притягиваются дырками или отталкиваются другими электронами.

Дело в том, что они действительно никуда не могут пойти, если нет дыры.Электроны притягиваются протонами, и любой несоответствующий протон создает дыру. Электроны могут менять энергетические уровни внутри одного и того же атома и при этом излучать или поглощать фотон. Научный мир не смог объединить теорию фотонов с электромагнитными волнами.

Электроны также могут быть запутаны, что позволяет телепортироваться. Когда запутанный электрон поглощает фотон, другой излучает его. Это смещение энергии и, следовательно, массы без электрического пути.3 \ $ на такое же расстояние вы перемещаете 1000 Дж.

Передача электроэнергии при высоком напряжении

От побережья к побережью электричество передается по высоковольтным линиям электропередачи, чтобы обеспечить электроэнергией наши дома. В некоторых частях сетки в США
Штаты, электричество передается напряжением до 500 000 вольт. Потребность в высоком напряжении передачи возникает, когда необходимо передать большое количество энергии.
на большое расстояние.

Почему высокое напряжение

Основная причина того, что мощность передается при высоком напряжении, заключается в повышении эффективности.Поскольку электричество передается на большие расстояния, существуют неотъемлемые
потери энергии в пути. Передача высокого напряжения сводит к минимуму потери мощности при перетекании электричества из одного места в другое. Как?
Чем выше напряжение, тем меньше ток. Чем меньше ток, тем меньше потери сопротивления в проводниках. И когда сопротивление теряет
низки, малы и потери энергии. Инженеры-электрики учитывают такие факторы, как передаваемая мощность.
и расстояние, необходимое для передачи при определении оптимального напряжения передачи.

Есть также экономическая выгода, связанная с передачей высокого напряжения. Более низкий ток, который сопровождает передачу высокого напряжения, снижает сопротивление
в проводниках, поскольку электричество течет по кабелям. Это означает, что тонкие и легкие провода можно использовать для передачи на большие расстояния. Как результат,
Опоры электропередачи не должны проектироваться так, чтобы выдерживать вес более тяжелых проводов, которые могут быть связаны с большим током. Эти соображения
сделать передачу высокого напряжения на большие расстояния экономичным решением.

Рынок высокого напряжения

В последние годы быстрорастущий рынок возобновляемых источников энергии сыграл особенно большую роль на рынке высокого напряжения. Как более возобновляемые источники локализованных
Электроэнергетика будет запущена, спрос на передачу высокого напряжения будет продолжать расти.

По всей территории Соединенных Штатов замена и модернизация существующей инфраструктуры передачи, а также добавление новых мощностей генерации и
передачи являются ключевыми драйверами для рынка высокого напряжения.

О бета-версии

Beta Engineering спроектировала и построила множество высоковольтных проектов по всей стране. Мы специализируемся на услугах EPC для
подстанции с газовой изоляцией (КРУЭ),
распределительные устройства и подстанции, ФАКТЫ и
ЛЭП высокого напряжения. Взгляните на избранные проекты из нашего портфолио, чтобы узнать больше о решениях EPC, которые может предоставить вам бета-версия.

Больше напряжения для газонного оборудования лучше?

По мере того, как уход за газонами и OPE (наружное электрооборудование) продолжают переход на более беспроводные продукты, ориентироваться в ландшафте становится непросто.Большие газовые двигатели означают большую мощность. Похоже, что более высокое напряжение батареи — это то, что профессионалы и потребители считают эквивалентным измерением. Однако проблема не так проста. Чтобы разрешить спор, давайте подробнее рассмотрим вольты, амперы и сопротивление.

Вольт и Ампер

Ни вольт, ни ампер не описывают мощность сами по себе. Это название относится к ваттам, и расчет довольно прост:

Вольт (В) x Амперы (А) = Ватты (Вт)

Допустим, нам нужно 2200 Вт для работы газонокосилки.Есть несколько способов добраться туда.

  • 36 В x 61,1 A = 2200 Вт
  • 56 В x 39,3 A = 2200 Вт
  • 108 В x 20,4 A = 2200 Вт

Если вы можете потреблять достаточный ток (в амперах) от батареи, вы можете получить такое же количество мощности из многих напряжений.

Таким образом, теоретически более высокое напряжение само по себе не означает большей мощности.

Краткое примечание о вольтах
Числа напряжения, такие как 40 В, 80 В и 120 В, часто представляют пиковые (максимальные) вольты.Это напряжение, которое вы можете измерить прямо на зарядном устройстве. Как только вы начнете их использовать, они установятся на свое номинальное напряжение: 36 В, 72 В и 108 В. Как только вы это поймете, вы увидите, что 18 В = 20 В макс., 36 В = 40 В макс. И так далее. В Pro Tool Reviews есть более подробная статья под названием 20V Max Vs 18V: Setting the Record Straight.

Code Embed: Невозможно использовать CODE1 в качестве глобального кода, поскольку он используется для хранения 278 уникальных фрагментов кода в 307 сообщениях

Присоединяйтесь к сопротивлению

Когда энергия достигает двигателя, наше уравнение V x A = W описывает, как он получает большую мощность.Однако сопротивление сводит на нет уравнение и не дает ему быть простым делом.

Возьмем для примера топливопровод. Более тонкая трубка ограничивает легкость попадания топлива в двигатель. Аналогичная проблема существует и с электрической энергией.

Более тонкая проволока и материалы более низкого качества ограничивают поток электронов. Толстая проволока и материалы более высокого качества позволяют электронам плавно течь. Возможно, вы столкнулись с падением напряжения при использовании слишком тонкого удлинителя на электроинструментах на 15 ампер. Или вы могли заметить, что ваш свет мигает, когда в вашем доме включается кондиционер.

Именно здесь в игру вступает парень по имени Ом. Он отвечает за уравнение сопротивления и за единицу под названием «Ом».

Ом обнаружил, что сопротивление больше влияет на ток (амперы или амперы), чем на напряжение. Если вы попытаетесь передать одно и то же количество энергии через два разных напряжения, более высокое напряжение имеет меньшее сопротивление.

Краткое исследование

Вольт 2 / Сопротивление = Вт
2 / R = Вт)

или

Ток 2 x сопротивление = Вт
(I 2 x R = Вт)

Примечание. В законе Ома для обозначения тока используется «I» вместо «A».

Давайте вернемся к нашему примеру с 56 В и посмотрим, как все меняется, когда мы применяем закон Ома.

56 В x 39,3 A = 2200 Вт

В этом примере сопротивление равно 1,42 Ом. (56 В / 39,3 А = 1,42 Ом)

Увеличение напряжения

Вот что происходит, когда мы увеличиваем напряжение на 20% (67,2 В):

(67,2 В x 67,2 В) / 1,42 Ом = 3180,2 Вт

A Увеличение напряжения на 20% дает увеличение мощности на 44,6% при том же сопротивлении.

Увеличение тока

Теперь вернемся назад и вместо этого увеличим ток на 20%.

47,2 ампер x 47,2 ампер x 1,42 Ом = 3163,5 Вт

Это 20% увеличение тока привело к увеличению мощности на 43,8%. Хотя это и похоже на этот пример, для получения большей выходной мощности требуется большее увеличение тока, чем увеличение напряжения. Однако это еще не все.

Назад к обсуждению

Одним из последствий сопротивления является снижение энергии. Система с более высоким напряжением более эффективна, чем система с более низким напряжением, поскольку она испытывает меньше потерь энергии из-за сопротивления при том же количестве потребляемой мощности.

Это все хорошо, но что, если вы можете снизить сопротивление, чтобы обеспечить более эффективную передачу энергии в системах с более низким напряжением?

Можно!

Аккумулятор на 18 В — отличный тому пример. Используя литий-ионные элементы 18650 и технологию стандартных корпусов, эти блоки обеспечивают мощность 800 Вт. Это означает, что производители уверены, что пропускают через него до 44,4 ампер тока и рассчитывают, что он прослужит 3 года или более.

Когда они модернизируют блоки для использования литий-ионных элементов 21700, большее количество медных компонентов и более толстые провода обеспечивают меньшее сопротивление.Теперь эти блоки достигают мощности до 1440 Вт. Вы получите такое же точное напряжение, но с током 80 ампер. Это на 80% больше энергии!

Теперь удвойте это количество, чтобы покрыть систему на 36 В, и в этом пакете доступно 2 880 Вт — более чем достаточно для нашей газонокосилки мощностью 2200 Вт.

Примечание автора. Обычная домашняя электрическая розетка работает от 120 вольт и 15 ампер. Посчитайте, и вы можете получить только 1800 Вт из вашей домашней розетки. Батареи могут помочь вам продвинуться дальше! Единственным препятствием остается время выполнения.

Не забывайте емкость батареи

То же уравнение, которое мы используем для мощности, работает и для потенциальной мощности. Просто возьмите номинальное напряжение аккумулятора и умножьте его на общее количество ампер-часов батареи, чтобы получить ватт-часы. Это общее количество энергии в батарее.

  • 18V x 9Ah = 162Wh
  • 36V (40V Max) x 5Ah = 180Wh
  • 56V x 2.5Ah = 140Wh
  • 72V (80V max) x 2,0 Ah = 144 Wh

Фактически возможно иметь больше электроэнергии топливо доступно в системе с более низким напряжением.Конечно, это не всегда так, но теперь у вас есть ключ, чтобы открыть для себя реальный потенциал!

Последние мысли

В целом, более низкое сопротивление систем с более высоким напряжением делает их более электрически эффективными и более простыми в сборке. Системы OPE, которые действительно конкурируют по производительности при более низких напряжениях, должны снизить свое сопротивление за счет более совершенной конструкции аккумуляторных батарей и / или использовать для этого модернизированные литий-ионные элементы.

Дело в том, что на некоторых уровнях проще работать с более высоким напряжением.Само собой разумеется, что вы можете даже отказаться от компонентов более низкого качества, выбрав этот путь. Чтобы иметь достаточно мощности, чтобы конкурировать с системами с более высоким напряжением, системы с более низким напряжением должны создавать лучший аккумулятор. По всей видимости, в результате им также придется создать более качественную систему.

Рассматривая доступные варианты, помните, что напряжение — это еще не все. По нашему опыту, беспроводные продукты OPE в диапазоне от 36 до 54 В (от 40 до 60 В) обладают достаточной мощностью для выполнения своей работы.Подойдет и более высокое напряжение.

Только не гонитесь за максимально возможным числом.

Опасности поражения электрическим током

С электричеством связано множество опасностей. Случайное поражение электрическим током может вызвать сильные ожоги, повреждение внутренних органов и даже смерть. Интересно, что хотя большинство людей думают об электричестве с точки зрения напряжения, наиболее опасным аспектом поражения электрическим током является сила тока, а не напряжение.

Напряжение в зависимости от силы тока

Напряжение и сила тока — это две меры электрического тока или потока электронов.Напряжение — это мера давления, которое позволяет электронам течь, а сила тока — это мера объема электронов. Электрический ток в 1000 вольт не более смертоносен, чем ток в 100 вольт, но крошечные изменения силы тока могут означать разницу между жизнью и смертью, когда человек получает электрический шок.

Хотя физика сложна, некоторые эксперты используют аналогию с текущей рекой, чтобы объяснить принципы работы электричества. В этой аналогии напряжение приравнивается к крутизне или наклону реки, а сила тока приравнивается к объему воды в реке.Электрический ток с высоким напряжением, но очень низкой силой тока можно рассматривать как очень узкую небольшую реку, текущую почти вертикально, как крошечная струйка водопада. У него будет мало возможностей действительно навредить вам. Но большая река с большим количеством воды (сила тока) может утопить вас, даже если скорость течения (напряжение) относительно невысока.

Из этих двух сила тока — это то, что действительно создает риск смерти, что становится ясно, когда вы понимаете, насколько мало силы тока необходимо, чтобы убить.

Влияние силы тока на поражение электрическим током

Различная сила тока по-разному влияет на человеческий организм. В следующем списке описаны некоторые из наиболее распространенных последствий поражения электрическим током при различных уровнях силы тока. Чтобы понять, что это за величина, миллиампер (мА) равен одной тысячной ампера или ампера. Стандартная бытовая цепь, питающая ваши розетки и переключатели, имеет ток 15 или 20 ампер (15 000 или 20 000 мА).

  • От 1 до 10 мА: поражение электрическим током незначительное или отсутствует.
  • от 10 до 20 мА: болезненный шок, но мышечный контроль не теряется.
  • от 20 до 75 мА: серьезный шок, включая болезненный толчок и потерю мышечного контроля; пострадавший не может отпустить проволоку или другой источник шока.
  • от 75 до 100 мА: может произойти фибрилляция желудочков (несогласованные подергивания желудочков) сердца.
  • 100-200 мА: возникает фибрилляция желудочков, часто приводящая к смерти.
  • Более 200 мА: сильные ожоги и сильные мышечные сокращения.Могут быть повреждены внутренние органы. Сердце может остановиться из-за того, что грудные мышцы оказывают давление на сердце, но этот эффект зажима может предотвратить фибрилляцию желудочков, значительно повышая шансы на выживание, если пострадавшего исключить из электрической цепи.

Это дает вам представление о том, насколько опасна домашняя система электропроводки, которую мы считаем само собой разумеющейся, где провода имеют ток 15 000 или 20 000 мА.

Остаться в безопасности

Лучший способ предотвратить поражение электрическим током — это соблюдать стандартные процедуры безопасности при выполнении всех электромонтажных работ.Вот некоторые из самых важных основных правил безопасности:

  • Отключите питание: всегда отключайте питание цепи или устройства, с которыми вы будете работать. Самый надежный способ отключить питание — это выключить автоматический выключатель цепи в бытовом щите (коробке выключателя).
  • Проверка питания: после отключения автоматического выключателя проверьте проводку или устройства, с которыми вы будете работать, с помощью бесконтактного тестера напряжения, чтобы убедиться, что питание отключено. Это единственный способ убедиться, что вы отключили правильную цепь.
  • Используйте изолированные лестницы: Никогда не используйте алюминиевые лестницы для электромонтажных работ. Для безопасности всегда используйте изолированные лестницы из стекловолокна.
  • Оставайтесь сухими: избегайте влажных помещений при работе с электричеством. Если вы находитесь на открытом воздухе в сырых или влажных условиях, наденьте резиновые сапоги и перчатки, чтобы снизить вероятность поражения электрическим током. Подключите электроинструменты и электроприборы к розетке GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю) или удлинителю GFCI. Вытрите руки перед тем, как взяться за шнур.
  • Публикация предупреждений: Если вы работаете на сервисной панели или цепи, поместите предупреждающую этикетку на лицевую сторону панели, чтобы предупредить других, чтобы они не включали какие-либо цепи.Перед повторным включением питания убедитесь, что никто другой не контактирует с цепью.

Согласно закону Ома, I ∝ V, но I 1 / V в уравнении мощности. Как?

In I = V / R, ток прямо пропорционален напряжению, но ток обратно пропорционален напряжению в P = VI?

Это еще один сбивающий с толку вопрос, который чаще всего задают на собеседованиях по электротехнике и электронике.

Согласно закону Ома, ток увеличивается при увеличении напряжения (I = V / R), но ток уменьшается при увеличении напряжения в соответствии с формулой (P = VI).Как объяснить?

т.е.

  • Согласно закону Ома: I ∝ V (ток прямо пропорционален напряжению. I = V / R)
  • Согласно формуле мощности: I ∝ 1 / V (ток обратно пропорционален напряжению. I = P / V)

Короче говоря, согласно закону Ома (V = IR или I = V / R), который показывает, что ток прямо пропорционален напряжению, но согласно P = VI или I = P / V , это показывает, что ток обратно пропорционален напряжению.

Давайте проясним путаницу, связанную с утверждением.

P = V x I

На самом деле, это зависит от того, как вы увеличиваете параметры, то есть увеличиваете ли вы напряжение, сохраняя мощность источника постоянной или она меняется.

  • Если мощность источника постоянна, ток будет уменьшаться при увеличении напряжения.
  • Если вы не заботитесь о мощности и просто замените батарею на новую с более высокой номинальной мощностью, это может увеличить ток при увеличении напряжения, поскольку мощность больше не постоянна i.е. мощность также была увеличена.

В случае трансформатора, когда напряжение увеличивается, ток уменьшается, потому что мощность остается постоянной, т.е. мощность на обеих сторонах равна P = VI (без учета коэффициента мощности: Cos θ).

В = I x R

По закону Ома ток (I) прямо пропорционален напряжению (В), если сопротивление (R) и температура остаются постоянными.

Согласно формуле мощности, в ней говорится, что ток обратно пропорционален напряжению, если мощность остается прежней.

Как мы уже знаем, в повышающем трансформаторе, если напряжение увеличивается, ток уменьшается там, где мощность такая же (поскольку трансформатор только повышает или понижает значение тока и напряжения и не меняет значение мощность). Точно так же напряжение уменьшается при увеличении тока в понижающем трансформаторе.

То же самое и с генерирующей станцией, где выработка электроэнергии постоянна. Если мощность на стороне генерации улучшится, увеличатся как ток, так и напряжение.

Вкратце:

  • Если мощность постоянна = напряжение обратно пропорционально току, то есть V ∝ 1 / I в P = VxI.
  • Если сопротивление и температура постоянны: напряжение прямо пропорционально току, т. Е.