Wybór bezpiecznika przewodu do naprawy. Przelicznik watów na ampery Środki ostrożności podczas pomiaru prądu i napięcia

Często nasi klienci widząc cyfry w nazwie stabilizatora mylą je z mocą wyrażoną w watach. W rzeczywistości producent z reguły podaje całkowitą moc urządzenia w woltoamperach, która nie zawsze jest równa mocy w watach. Z powodu tego niuansu możliwe są regularne przeciążenia stabilizatora, co z kolei doprowadzi do jego przedwczesnej awarii.

Energia elektryczna obejmuje kilka koncepcji, z których rozważymy najważniejsze dla nas:


Moc pozorna (VA)- wartość równa iloczynowi prądu (amper) i napięcia w obwodzie (wolty). Mierzone w woltoamperach.


Moc czynna (W)- wartość równa iloczynowi prądu (amper) i napięcia w obwodzie (wolty) i współczynnik obciążenia (cos φ). Mierzone w watach.


Współczynnik mocy (cos φ)- wartość charakteryzująca aktualnego konsumenta. Mówiąc najprościej, współczynnik ten pokazuje, ile całkowitej mocy (wolt-amper) jest potrzebne, aby „wcisnąć” moc wymaganą do wykonania użytecznej pracy (wat) do bieżącego odbiornika. Współczynnik ten można znaleźć w charakterystykach technicznych urządzeń pobierających prąd. W praktyce może przyjmować wartości od 0,6 (na przykład wiertarka udarowa) do 1 (urządzenia grzewcze). Cos φ może być bliski jedności w przypadku, gdy odbiorcami prądu są obciążenia cieplne (elementy grzejne itp.) i oświetleniowe. W innych przypadkach jego wartość będzie się różnić. Dla uproszczenia przyjmuje się, że wartość ta wynosi 0,8.


Moc czynna (W) = Moc pozorna (V) * Współczynnik mocy (Cos φ)


Te. przy wyborze stabilizatora napięcia dla domu lub domu wiejskiego jako całości, jego całkowitą moc w woltoamperach (VA) należy pomnożyć przez współczynnik mocy Cos φ = 0,8. W rezultacie otrzymujemy przybliżony moc w watach (W), dla której zaprojektowano ten stabilizator. Nie zapomnij uwzględnić w swoich obliczeniach prądów rozruchowych silników elektrycznych. W momencie rozruchu ich pobór mocy może przekroczyć pojemność nominalną od trzech do siedmiu razy.

Moc to tempo zużycia energii wyrażone jako stosunek energii do czasu: 1 W = 1 J/1 s. Jeden wat jest równy stosunkowi jednego dżula (jednostki pracy) do jednej sekundy.

Prawie każda osoba słyszała o parametrach prądu elektrycznego Wolt, Amper I Waty.

Czym jest moc? Wat [W]

Wat według układu SI jest jednostką miary mocy. Obecnie służy do pomiaru mocy wszystkich urządzeń elektrycznych i innych. Zgodnie z teorią fizyki moc to tempo zużycia energii, wyrażone jako stosunek energii do czasu: 1 W = 1 J/1 s. Jeden wat jest równy stosunkowi jednego dżula (jednostki pracy) do jednej sekundy.

Obecnie jednostka miary kilowat (w skrócie kW) jest częściej używana do oznaczania mocy urządzeń elektrycznych. Łatwo zgadnąć, ile watów mieści się w kilowatu - przedrostek „kilo” w układzie SI oznacza wartość uzyskaną przez pomnożenie przez tysiąc.

W przypadku obliczeń związanych z mocą nie zawsze wygodnie jest używać samego wata. Czasami, gdy mierzone wielkości są bardzo duże lub bardzo małe, znacznie wygodniej jest zastosować jednostkę miary ze standardowymi przedrostkami, co pozwala uniknąć ciągłego obliczania rzędu wartości. Dlatego przy projektowaniu i obliczaniu radarów i odbiorników radiowych najczęściej stosuje się pW lub nW; w przypadku urządzeń medycznych, takich jak EEG i EKG, stosuje się μW. Do produkcji energii elektrycznej, a także do projektowania lokomotyw kolejowych wykorzystuje się megawaty (MW) i gigawaty (GW).

Co to jest napięcie? Wolt [V]

Napięcie jest wielkością fizyczną charakteryzującą wielkość stosunku pracy
pole elektryczne w procesie przenoszenia ładunku z jednego punktu A do drugiego punktu B do wartości tego samego ładunku. Mówiąc najprościej, jest to różnica potencjałów między dwoma punktami. Mierzone w woltach.

Napięcie jest zasadniczo podobne do ciśnienia wody w rurze; im jest wyższe, tym szybciej woda wypływa z kranu. Wartość napięcia jest znormalizowana i taka sama dla wszystkich mieszkań, domów i garaży, równa 220 woltom przy zasilaniu jednofazowym. Zgodnie z GOST dozwolone jest również 10-procentowe odchylenie dla domowej sieci elektrycznej. Napięcie nie może być mniejsze niż 198 i nie większe niż 242 wolty.

1 wolt zawiera:

  • 1 000 000 mikrowoltów
  • 1000 miliwoltów

Jaka jest obecna siła. Amper [A]

Aktualna siła jest to wielkość fizyczna równa stosunkowi ilości ładunku przepływającego przez przewodnik w określonym czasie do wartości w tym właśnie okresie. Mierzone w amperach.

1 amper zawiera:

  • 1 000 000 mikroamperów
  • 1000 miliamperów

Czasami takie zadanie, jak przeliczenie amperów na waty lub kilowaty lub odwrotnie - waty i kilowaty na ampery, może być trudne. Przecież rzadko kto z nas pamięta na pamięć formuły ze szkoły. Chyba, że ​​ze względu na zawód lub hobby musisz się z tym stale borykać.

Tak naprawdę w życiu codziennym wiedza na ten temat może być często potrzebna. Na przykład na gnieździe lub wtyczce znajduje się oznaczenie w postaci napisu: „220V 6A”. Oznaczenie to odzwierciedla maksymalną dopuszczalną moc podłączonego obciążenia. Co to znaczy? Jaka jest maksymalna moc urządzenia sieciowego, które można podłączyć do takiego gniazdka lub używać z tą wtyczką?

Na podstawie tego oznaczenia widzimy, że napięcie robocze, dla którego zaprojektowano to urządzenie, wynosi 220 woltów, a maksymalny prąd wynosi 6 amperów. Aby uzyskać wartość mocy, wystarczy pomnożyć te dwie liczby: 220 * 6 = 1320 watów - maksymalna moc dla danej wtyczki lub gniazdka. Na przykład żelazka z parą można używać tylko przy drugiej, a grzejnika olejowego można używać tylko przy połowie mocy.

Ile woltów zawiera 1 amper?

Odpowiedź na to pytanie jest dość trudna. Aby jednak ułatwić Państwu zrozumienie tego zagadnienia, proponujemy zapoznać się z tabelami wskaźników

Dla DC

Dla AC

Ile watów ma 1 amper?

Aby więc uzyskać waty, należy pomnożyć wskazane ampery przez wolty:

W nim P to Watt, I to A, a U to Volt. Oznacza to, że pomnóż prąd przez napięcie (w gniazdku mamy około 220-230 woltów). Jest to główny wzór na znalezienie mocy w jednofazowych obwodach elektrycznych.

Przykład obliczenia zużycia energii - pralka pobiera prąd o natężeniu 10 A z gniazdka 220 V, 10 A * 220 V = 2200 W lub 2,2 kilowata, ponieważ jeden kilowat jest równy 1000 watów.

Zamiana watów na ampery

Czasami moc w watach należy przeliczyć na ampery. Z takim problemem boryka się na przykład osoba decydująca się na wybór wyłącznika automatycznego do podgrzewacza wody.

Na przykład podgrzewacz wody mówi „2500 W” - jest to moc znamionowa przy napięciu sieciowym 220 woltów. Dlatego, aby uzyskać maksymalne ampery podgrzewacza wody, dzielimy moc znamionową przez napięcie znamionowe i otrzymujemy: 2500/220 = 11,36 ampera.

Możesz więc wybrać maszynę 16-amperową. 10-amperowy wyłącznik automatyczny zdecydowanie nie wystarczy, a 16-amperowy wyłącznik zadziała, gdy tylko prąd przekroczy bezpieczną wartość. Zatem, aby otrzymać ampery, należy podzielić waty przez wolty zasilania - podzielić moc przez napięcie I = P/U (wolty w sieci domowej 220-230).

Ile amperów mieści się w kilowatu, a ile kilowatów w amperze

Często zdarza się, że w sieciowym urządzeniu elektrycznym moc jest podawana w kilowatach (kW), wtedy może zaistnieć konieczność przeliczenia kilowatów na ampery. Ponieważ w jednym kilowacie jest 1000 watów, to dla napięcia sieciowego 220 woltów możemy założyć, że w jednym kilowacie jest 4,54 ampera, ponieważ I = P/U = 1000/220 = 4,54 ampera. Odwrotne stwierdzenie dotyczy również sieci: w jednym amperze jest 0,22 kW, ponieważ P = I*U = 1*220 = 220 W = 0,22 kW.

Do obliczeń przybliżonych można wziąć pod uwagę, że przy obciążeniu jednofazowym prąd znamionowy I ≈ 4,5P, gdzie P to pobór mocy w kilowatach. Na przykład kiedy P = 5 kW, I = 4,5 x 5 = 22,5 A.

Waty na kilowaty

Oznacza to, że 1 kW = 1000 W (jeden kilowat równa się tysiącowi watów). Tłumaczenie odwrotne jest równie proste: możesz podzielić liczbę przez tysiąc lub przesunąć przecinek dziesiętny o trzy cyfry w lewo. Na przykład:

  • moc pralki 2100 W = 2,1 kW;
  • moc blendera kuchennego 1,1 kW = 1100 W;
  • moc silnika elektrycznego 0,55 kW = 550 W itp.

Kilodżule na kilowaty i kilowatogodziny

Czasami warto wiedzieć, jak przeliczyć kilodżule na kilowaty. Aby odpowiedzieć na to pytanie, wróćmy do podstawowego stosunku watów i dżuli: 1 W = 1 J/1 s. Łatwo się domyślić, że:

  • 1 kilodżul = 0,0002777777777778 kilowatogodzina(jedna godzina ma 60 minut i jedna minuta 60 sekund, zatem godzina ma 3600 sekund, a 1/3600 = 0,000277778).
  • 1 W = 3600 dżuli na godzinę

Waty na moc

  • 1 koń mechaniczny = 736 watów, stąd 5 koni mechanicznych = 3,68 kW.
  • 1 kilowat = 1,3587 koni mechanicznych.

Waty na kalorie

  • 1 dżul = 0,239 kalorii, stąd 239 kcal = 0,0002777777777778 kilowatogodzina.

Pomiary prądu i napięcia

Aby zmierzyć napięcie należy przełączyć multimetr w tryb pomiaru napięcia przemiennego i ustawić górną granicę na jak najwyższą. Na przykład 400 woltów. A potem dotknijcie końcówkami pomiarowymi zero i fazę w gnieździe lub listwie zaciskowej, a na ekranie zobaczycie wartość napięcia.

Trudniej jest zmierzyć prąd, aby go zmierzyć, należy przejść do trybu pomiaru prądu w amperach i podłączyć go tak, aby prąd przepływał przez elektryczne urządzenie pomiarowe; multimetr musi być podłączony szeregowo ze źródłem zasilania. Lub w droższych modelach multimetrów na górze znajdują się dwie dodatkowe regulowane sondy, które należy rozdzielić za pomocą klawisza i wprowadzić do wnętrza przewodu, na którym ma zostać zmierzona wartość prądu. Są tu dwa ważne punkty: uruchomić tylko jeden przewód fazowy i upewnić się, że elektryczne przewody pomiarowe są dobrze podłączone.

JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce.
Aby wykonać obliczenia, musisz włączyć kontrolki ActiveX!

Współczesny komfort życia zawdzięczamy prądowi elektrycznemu. Oświetla nasze domy, generując promieniowanie w zakresie fal świetlnych w zakresie widzialnym, gotuje i podgrzewa żywność w różnorodnych urządzeniach takich jak kuchenki elektryczne, kuchenki mikrofalowe, tostery, oszczędzając nam konieczności szukania opału do ognia. Dzięki niemu szybko poruszamy się w płaszczyźnie poziomej w pociągach elektrycznych, metrze i pociągach, a w płaszczyźnie pionowej na schodach ruchomych i w kabinach wind. Ciepło i komfort w naszych domach zawdzięczamy prądowi elektrycznemu, który przepływa w klimatyzatorach, wentylatorach i grzejnikach elektrycznych. Różnorodne maszyny elektryczne napędzane prądem elektrycznym ułatwiają nam pracę, zarówno w domu, jak i w pracy. Rzeczywiście żyjemy w epoce elektryczności, ponieważ dzięki prądowi elektrycznemu działają nasze komputery i smartfony, Internet i telewizja oraz inne inteligentne urządzenia elektroniczne. Nie bez powodu ludzkość wkłada tak wiele wysiłku w wytwarzanie energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych, jądrowych i wodnych - energia elektryczna sama w sobie jest najwygodniejszą formą energii.

Choć może to zabrzmieć paradoksalnie, idee praktycznego wykorzystania prądu elektrycznego były jednymi z pierwszych, które przyjęła najbardziej konserwatywna część społeczeństwa – oficerowie marynarki wojennej. Oczywiste jest, że dotarcie na szczyt w tej zamkniętej kascie było trudną sprawą; trudno było udowodnić admirałom, którzy zaczynali jako chłopcy pokładowi we flocie żaglowej, potrzebę przejścia na statki całkowicie metalowe z silnikami parowymi, więc młodsi oficerowie zawsze polegali na innowacjach. Dopiero sukces użycia okrętów strażackich podczas wojny rosyjsko-tureckiej w 1770 r., który zadecydował o wyniku bitwy w zatoce Chesme, postawił kwestię ochrony portów nie tylko bateriami przybrzeżnymi, ale także nowocześniejszymi środkami ówczesna obrona - pola minowe.

Rozwój kopalń podwodnych różnych systemów prowadzony jest od początku XIX wieku; najbardziej udanymi projektami były kopalnie autonomiczne zasilane energią elektryczną. W latach 70 W XIX wieku niemiecki fizyk Heinrich Hertz wynalazł urządzenie do elektrycznej detonacji min kotwicznych o głębokości rozmieszczenia do 40 m. Jego modyfikacje są nam znane z filmów historycznych o tematyce morskiej - jest to niesławny „rogaty”. kopalnia, w której ołowiany „róg”, zawierający ampułkę wypełnioną elektrolitem, został zmiażdżony w wyniku kontaktu z kadłubem statku, w wyniku czego zaczęła działać prosta bateria, której energia była wystarczająca do zdetonowania miny .

Żeglarze jako pierwsi docenili potencjał jeszcze niedoskonałych, potężnych źródeł światła - modyfikacji świec Jabłoczkowa, w których źródłem światła był łuk elektryczny i świecąca gorąca dodatnia elektroda węglowa - do wykorzystania w sygnalizacji i oświetlaniu pola walki. Zastosowanie reflektorów dawało zdecydowaną przewagę stronie, która używała ich w nocnych bitwach lub po prostu wykorzystywała je jako środek sygnalizacyjny do przekazywania informacji i koordynowania działań formacji morskich. A latarnie morskie wyposażone w potężne reflektory ułatwiły nawigację na niebezpiecznych wodach przybrzeżnych.

Nic dziwnego, że to marynarka wojenna z hukiem przyjęła metody bezprzewodowego przekazywania informacji – marynarze nie krępowali się dużymi rozmiarami pierwszych radiostacji, gdyż pomieszczenia na statkach umożliwiały przyjęcie tak zaawansowanych, choć wówczas bardzo kłopotliwe, urządzenia komunikacyjne.

Maszyny elektryczne pomogły uprościć ładowanie dział okrętowych, a elektryczne zespoły napędowe do obracania wież dział zwiększyły zwrotność uderzeń armat. Rozkazy przekazywane za pomocą telegrafu okrętowego zwiększały efektywność współdziałania całej drużyny, co dawało znaczną przewagę w starciach bojowych.

Najbardziej przerażającym wykorzystaniem prądu elektrycznego w historii marynarki wojennej było użycie przez Trzecią Rzeszę desantowych łodzi podwodnych klasy U z napędem spalinowo-elektrycznym. Okręty podwodne hitlerowskiej „Wilczej Stada” zatopiły wiele statków alianckiej floty transportowej – przypomnijcie sobie tylko smutny los konwoju PQ-17.

Brytyjskim marynarzom udało się zdobyć kilka kopii maszyn szyfrujących Enigma (Riddle), a brytyjski wywiad pomyślnie rozszyfrował jej kod. Jednym z wybitnych naukowców, którzy nad tym pracowali, jest Alan Turing, znany ze swojego wkładu w podstawy informatyki. Dzięki dostępowi do komunikatów radiowych admirała Dönitza marynarka aliancka i przybrzeżne siły powietrzne były w stanie wypędzić Wilcze Stado z powrotem do wybrzeży Norwegii, Niemiec i Danii, więc od 1943 roku operacje okrętów podwodnych ograniczały się do krótkotrwałych nalotów.

Hitler planował wyposażyć swoje okręty podwodne w rakiety V-2 do ataków na wschodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych. Na szczęście szybkie ataki aliantów na fronty zachodni i wschodni uniemożliwiły realizację tych planów.

Nowoczesna flota jest nie do pomyślenia bez lotniskowców i atomowych okrętów podwodnych, których niezależność energetyczną zapewniają reaktory jądrowe, które z powodzeniem łączą XIX-wieczne technologie parowe, XX-wieczne technologie elektroenergetyczne i technologie nuklearne XXI wieku. Reaktory o napędzie atomowym wytwarzają prąd elektryczny wystarczający do zasilenia całego miasta.

Ponadto marynarze ponownie zwrócili uwagę na elektryczność i testują zastosowanie karabinów szynowych – dział elektrycznych do wystrzeliwania pocisków kinetycznych o ogromnej niszczycielskiej sile.

Odniesienie historyczne

Wraz z pojawieniem się niezawodnych elektrochemicznych źródeł prądu stałego opracowanych przez włoskiego fizyka Alessandro Voltę, cała plejada niezwykłych naukowców z różnych krajów zaczęła badać zjawiska związane z prądem elektrycznym i rozwijać jego praktyczne zastosowania w wielu dziedzinach nauki i technologii. Wystarczy przypomnieć niemieckiego naukowca Georga Ohma, który sformułował prawo przepływu prądu dla elementarnego obwodu elektrycznego; Niemiecki fizyk Gustav Robert Kirchhoff, który opracował metody obliczania złożonych obwodów elektrycznych; Francuski fizyk Andre Marie Ampere, który odkrył prawo interakcji dla stałych prądów elektrycznych. Prace angielskiego fizyka Jamesa Prescotta Joule'a i rosyjskiego naukowca Emila Christianovicha Lenza doprowadziły niezależnie od siebie do odkrycia prawa ilościowej oceny efektu cieplnego prądu elektrycznego.

Dalszym rozwinięciem badań właściwości prądu elektrycznego było dzieło brytyjskiego fizyka Jamesa Clarke'a Maxwella, który położył podwaliny pod nowoczesną elektrodynamikę, znaną obecnie jako równania Maxwella. Maxwell rozwinął także elektromagnetyczną teorię światła, przewidującą wiele zjawisk (fale elektromagnetyczne, ciśnienie promieniowania elektromagnetycznego). Później niemiecki naukowiec Heinrich Rudolf Hertz eksperymentalnie potwierdził istnienie fal elektromagnetycznych; jego prace nad badaniem odbicia, interferencji, dyfrakcji i polaryzacji fal elektromagnetycznych stały się podstawą do stworzenia radia.

Praca francuskich fizyków Jean-Baptiste Biota i Felixa Savarda, którzy eksperymentalnie odkryli przejawy magnetyzmu podczas przepływu prądu stałego, oraz wybitnego francuskiego matematyka Pierre-Simona Laplace'a, który uogólnił ich wyniki w postaci prawa matematycznego, dla po raz pierwszy połączył dwie strony jednego zjawiska, kładąc podwaliny pod elektromagnetyzm. Pałeczkę od tych naukowców przejął genialny brytyjski fizyk Michael Faradaya, który odkrył zjawisko indukcji elektromagnetycznej i położył podwaliny pod nowoczesną elektrotechnikę.

Ogromny wkład w wyjaśnienie natury prądu elektrycznego wniósł holenderski fizyk teoretyczny Hendrik Anton Lorentz, który stworzył klasyczną teorię elektroniki i uzyskał wyrażenie na siłę działającą na poruszający się ładunek z pola elektromagnetycznego.

Elektryczność. Definicje

Prąd elektryczny to ukierunkowany (uporządkowany) ruch naładowanych cząstek. Z tego powodu prąd definiuje się jako liczbę ładunków przechodzących przez przekrój przewodnika w jednostce czasu:

I = q / t gdzie q to ładunek w kulombach, t to czas w sekundach, I to prąd w amperach

Inna definicja prądu elektrycznego związana jest z właściwościami przewodników i opisana jest prawem Ohma:

I = U/R gdzie U to napięcie w woltach, R to rezystancja w omach, I to prąd w amperach

Prąd elektryczny mierzy się w amperach (A) oraz jego dziesiętnych wielokrotnościach i podwielokrotnościach - nanoamperach (miliardowych ampera, nA), mikroamperach (milionowych ampera, μA), miliamperach (tysięcznych ampera, mA), kiloamperach (tysięcznych ampera) ampery, kA) i megaampery (miliony amperów, MA).

Wymiar prądu w układzie SI definiuje się jako

[A] = [Cl] / [sek]

Cechy przepływu prądu elektrycznego w różnych środowiskach. Fizyka zjawisk

Prąd elektryczny w ciałach stałych: metalach, półprzewodnikach i dielektrykach

Rozważając problematykę przepływu prądu elektrycznego, należy wziąć pod uwagę obecność różnych nośników prądu – ładunków elementarnych – charakterystycznych dla danego stanu fizycznego substancji. Sama substancja może być stała, ciekła lub gazowa. Unikalnym przykładem takich stanów obserwowanych w zwykłych warunkach jest stan podtlenku diwodoru, czyli inaczej wodorotlenku wodoru, czyli po prostu zwykłej wody. Jego fazę stałą obserwujemy, gdy wyjmujemy z zamrażarki kawałki lodu w celu schłodzenia napojów, z których większość opiera się na płynnej wodzie. A podczas parzenia herbaty lub kawy rozpuszczalnej zalewamy ją wrzątkiem, a gotowość tej ostatniej kontrolowana jest pojawieniem się mgiełki składającej się z kropelek wody, które w zimnym powietrzu kondensują się z pary wodnej wydobywającej się z dyszy gazowej. czajnik.

Istnieje również czwarty stan materii zwany plazmą, który tworzy górne warstwy gwiazd, jonosferę Ziemi, płomienie, łuki elektryczne i materię w lampach fluorescencyjnych. Plazma wysokotemperaturowa jest trudna do odtworzenia w laboratoriach naziemnych, ponieważ wymaga bardzo wysokich temperatur - ponad 1 000 000 K.

Ze strukturalnego punktu widzenia ciała stałe dzielą się na krystaliczne i amorficzne. Substancje krystaliczne mają uporządkowaną strukturę geometryczną; atomy lub cząsteczki takiej substancji tworzą osobliwe sieci wolumetryczne lub płaskie; Do materiałów krystalicznych zalicza się metale, ich stopy i półprzewodniki. Ta sama woda w postaci płatków śniegu (kryształów o różnych, niepowtarzających się kształtach) doskonale ilustruje ideę substancji krystalicznych. Substancje amorficzne nie mają sieci krystalicznej; Struktura ta jest typowa dla dielektryków.

W normalnych warunkach prąd w materiałach stałych płynie w wyniku ruchu wolnych elektronów utworzonych z elektronów walencyjnych atomów. Z punktu widzenia zachowania się materiałów pod wpływem przepływu prądu elektrycznego, te ostatnie dzielimy na przewodniki, półprzewodniki i izolatory. Właściwości różnych materiałów, zgodnie z pasmową teorią przewodnictwa, zależą od szerokości pasma wzbronionego, w którym nie mogą się znajdować elektrony. Izolatory mają najszerszą przerwę wzbronioną, czasami sięgającą 15 eV. W temperaturze zera absolutnego izolatory i półprzewodniki nie mają elektronów w paśmie przewodnictwa, ale w temperaturze pokojowej pewna liczba elektronów zostanie już wyrzucona z pasma walencyjnego z powodu energii cieplnej. W przewodnikach (metalach) pasmo przewodnictwa i pasmo walencyjne nakładają się na siebie, dlatego w temperaturze zera absolutnego występuje dość duża liczba elektronów - przewodników prądu, która utrzymuje się w wyższych temperaturach materiałów, aż do ich całkowitego stopienia. Półprzewodniki mają małe przerwy wzbronione, a ich zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego w dużym stopniu zależy od temperatury, promieniowania i innych czynników, a także obecności zanieczyszczeń.

Osobnym przypadkiem jest przepływ prądu elektrycznego przez tzw. nadprzewodniki – materiały, które nie mają zerowego oporu dla przepływu prądu. Elektrony przewodzące takich materiałów tworzą zespoły cząstek połączonych ze sobą efektami kwantowymi.

Izolatory, jak sama nazwa wskazuje, bardzo słabo przewodzą prąd. Ta właściwość izolatorów służy do ograniczenia przepływu prądu pomiędzy przewodzącymi powierzchniami różnych materiałów.

Oprócz istnienia prądów w przewodnikach o stałym polu magnetycznym, w obecności prądu przemiennego i związanego z nim zmiennego pola magnetycznego powstają zjawiska związane z jego zmianą, czyli tzw. prądy wirowe, inaczej zwane prądami Foucaulta. Im szybciej zmienia się strumień magnetyczny, tym silniejsze są prądy wirowe, które nie płyną określonymi ścieżkami w drutach, ale zamykając się w przewodniku, tworzą obwody wirowe.

Prądy wirowe wykazują efekt naskórkowości, co oznacza, że ​​przemienny prąd elektryczny i strumień magnetyczny rozchodzą się głównie w powierzchniowej warstwie przewodnika, co prowadzi do strat energii. Aby ograniczyć straty energii na skutek prądów wirowych, stosuje się podział rdzeni magnetycznych prądu przemiennego na osobne, izolowane elektrycznie płytki.

Prąd elektryczny w cieczach (elektrolitach)

Wszystkie ciecze, w takim czy innym stopniu, są w stanie przewodzić prąd elektryczny po przyłożeniu napięcia elektrycznego. Takie ciecze nazywane są elektrolitami. Obecnymi nośnikami w nich są jony naładowane dodatnio i ujemnie - odpowiednio kationy i aniony, które istnieją w roztworze substancji w wyniku dysocjacji elektrolitycznej. Prądowi w elektrolitach na skutek ruchu jonów, w przeciwieństwie do prądu spowodowanego ruchem elektronów, charakterystycznego dla metali, towarzyszy przenoszenie substancji na elektrody z tworzeniem się w ich pobliżu nowych związków chemicznych lub osadzaniem się te substancje lub nowe związki na elektrodach.

Zjawisko to położyło podwaliny pod współczesną elektrochemię poprzez ilościowe określenie gramowych odpowiedników różnych substancji chemicznych, czyniąc w ten sposób chemię nieorganiczną nauką ścisłą. Dalszy rozwój chemii elektrolitów umożliwił stworzenie jednorazowo ładowanych i wielokrotnego ładowania źródeł prądu chemicznego (suche baterie, akumulatory i ogniwa paliwowe), co z kolei dało ogromny impuls do rozwoju technologii. Wystarczy zajrzeć pod maskę swojego samochodu, aby zobaczyć efekt wysiłków pokoleń naukowców i inżynierów chemików w postaci akumulatora samochodowego.

Duża liczba procesów technologicznych opartych na przepływie prądu w elektrolitach pozwala nie tylko na nadanie efektownego wyglądu finalnym produktom (chromowanie i niklowanie), ale także zabezpieczenie ich przed korozją. Procesy elektrochemicznego osadzania i trawienia elektrochemicznego stanowią podstawę nowoczesnej produkcji elektroniki. Są to obecnie najpopularniejsze procesy technologiczne, a liczba podzespołów wytwarzanych w tych technologiach sięga kilkudziesięciu miliardów sztuk rocznie.

Prąd elektryczny w gazach

Prąd elektryczny w gazach wynika z obecności w nich wolnych elektronów i jonów. Gazy ze względu na swoje rozrzedzenie charakteryzują się dużą długością drogi przed zderzeniem cząsteczek i jonów; Z tego powodu przepływ prądu przez nie w normalnych warunkach jest stosunkowo trudny. To samo można powiedzieć o mieszaninach gazów. Naturalną mieszaniną gazów jest powietrze atmosferyczne, które w elektrotechnice uważane jest za dobry izolator. Jest to również typowe dla innych gazów i ich mieszanin w zwykłych warunkach fizycznych.

Przepływ prądu w gazach w dużym stopniu zależy od różnych czynników fizycznych, takich jak ciśnienie, temperatura i skład mieszaniny. Ponadto na skórę wpływają różne rodzaje promieniowania jonizującego. I tak np. oświetlone promieniami ultrafioletowymi lub rentgenowskimi, czy też znajdujące się pod wpływem cząstek katodowych lub anodowych, czy cząstek emitowanych przez substancje radioaktywne, czy wreszcie pod wpływem wysokiej temperatury gazy nabywają właściwość lepiej przewodzącego prąd elektryczny. aktualny.

Endotermiczny proces powstawania jonów w wyniku absorpcji energii przez obojętne elektrycznie atomy lub cząsteczki gazu nazywa się jonizacją. Po otrzymaniu wystarczającej energii elektron lub kilka elektronów zewnętrznej powłoki elektronowej, pokonując barierę potencjału, opuszcza atom lub cząsteczkę, stając się wolnymi elektronami. Atom lub cząsteczka gazu staje się jonami naładowanymi dodatnio. Wolne elektrony mogą przyłączać się do neutralnych atomów lub cząsteczek, tworząc ujemnie naładowane jony. Jony dodatnie mogą po zderzeniu odzyskiwać wolne elektrony, stając się ponownie elektrycznie obojętne. Proces ten nazywa się rekombinacją.

Przepływowi prądu przez ośrodek gazowy towarzyszy zmiana stanu gazu, co określa złożoną naturę zależności prądu od przyłożonego napięcia i ogólnie jest zgodne z prawem Ohma tylko przy małych prądach.

W gazach występują niesamodzielne i niezależne wyładowania. W wyładowaniu niesamopodtrzymującym prąd w gazie istnieje tylko w obecności zewnętrznych czynników jonizujących; w przypadku ich braku w gazie nie ma znaczącego prądu. Podczas samorozładowania prąd jest utrzymywany dzięki jonizacji uderzeniowej neutralnych atomów i cząsteczek podczas zderzeń z wolnymi elektronami i jonami przyspieszanymi przez pole elektryczne, nawet po usunięciu zewnętrznych wpływów jonizujących.

Wyładowanie niesamopodtrzymujące, w którym występuje niewielka różnica potencjałów między anodą i katodą w gazie, nazywane jest cichym wyładowaniem. Wraz ze wzrostem napięcia prąd najpierw wzrasta proporcjonalnie do napięcia (odcinek OA dotyczący charakterystyki prądowo-napięciowej cichego wyładowania), następnie wzrost prądu zwalnia (odcinek krzywej AB). Gdy wszystkie cząstki powstałe pod wpływem jonizatora trafiają jednocześnie na katodę i anodę, prąd nie rośnie wraz ze wzrostem napięcia (część wykresu BC). Wraz z dalszym wzrostem napięcia prąd ponownie wzrasta, a ciche wyładowanie zamienia się w niesamopodtrzymujące się wyładowanie lawinowe. Rodzajem wyładowania niesamopodtrzymującego jest wyładowanie jarzeniowe, które wytwarza światło w lampach wyładowczych o różnej barwie i przeznaczeniu.

Przejście niesamopodtrzymującego wyładowania elektrycznego w gazie w wyładowanie samopodtrzymujące charakteryzuje się gwałtownym wzrostem prądu (punkt E na krzywej charakterystyki prąd-napięcie). Nazywa się to elektrycznym rozkładem gazu.

Wszystkie powyższe typy wyładowań odnoszą się do wyładowań stacjonarnych, których główne cechy nie zależą od czasu. Oprócz wyładowań ustalonych istnieją wyładowania przejściowe, które zwykle powstają w silnych niejednorodnych polach elektrycznych, na przykład w pobliżu spiczastych i zakrzywionych powierzchni przewodników i elektrod. Istnieją dwa rodzaje wyładowań przejściowych: wyładowania koronowe i iskrowe.

W przypadku wyładowania koronowego jonizacja nie prowadzi do przebicia; jest to po prostu powtarzający się proces zapalania niesamopodtrzymującego się wyładowania w ograniczonej przestrzeni w pobliżu przewodników. Przykładem wyładowania koronowego jest świecenie powietrza atmosferycznego w pobliżu wysoko uniesionych anten, piorunochronów lub linii wysokiego napięcia. Wystąpienie wyładowań koronowych na liniach energetycznych prowadzi do strat energii elektrycznej. W dawnych czasach ten blask na szczytach masztów był znany marynarzom floty żaglowej jako światła św. Elma. Wyładowanie koronowe stosowane jest w drukarkach laserowych i kopiarkach elektrograficznych, gdzie generowane jest przez koronotron – metalowy drut, do którego przykładane jest wysokie napięcie. Jest to konieczne do zjonizowania gazu w celu naładowania światłoczułego bębna. W tym przypadku korzystne jest wyładowanie koronowe.

Wyładowanie iskrowe, w przeciwieństwie do wyładowania koronowego, prowadzi do awarii i ma postać przerywanych jasnych rozgałęzionych nici-kanałów wypełnionych zjonizowanym gazem, pojawiających się i znikających, czemu towarzyszy uwolnienie dużej ilości ciepła i jasnego blasku. Przykładem naturalnego wyładowania iskrowego jest błyskawica, podczas której prąd może osiągnąć dziesiątki kiloamperów. Samo powstanie pioruna poprzedzone jest utworzeniem kanału przewodzącego, tzw. zstępującego „ciemnego” lidera, który wraz z indukowanym wstępującym liderem tworzy kanał przewodzący. Piorun to zwykle wyładowanie wielokrotne iskrowe w utworzonym kanale przewodzącym. Silne wyładowanie iskrowe znalazło także swoje techniczne zastosowanie w kompaktowych lampach błyskowych, w których wyładowanie następuje pomiędzy elektrodami rurki ze szkła kwarcowego wypełnionej mieszaniną zjonizowanych gazów szlachetnych.

Długotrwały, długotrwały rozkład gazu nazywany jest wyładowaniem łukowym i jest stosowany w technologii spawania, która jest kamieniem węgielnym technologii tworzenia konstrukcji stalowych naszych czasów, od drapaczy chmur po lotniskowce i samochody. Służy zarówno do spawania, jak i cięcia metali; różnica w procesach wynika z siły przepływającego prądu. Przy stosunkowo niższych wartościach prądu następuje spawanie metalu, przy wyższych wartościach prądu wyładowania łuku następuje cięcie metalu w wyniku usuwania roztopionego metalu spod łuku elektrycznego różnymi metodami.

Innym zastosowaniem wyładowań łukowych w gazach są lampy wyładowcze, które rozpraszają ciemność na naszych ulicach, placach i stadionach (lampy sodowe) lub samochodowe lampy halogenowe, które obecnie zastąpiły konwencjonalne żarówki w reflektorach samochodowych.

Prąd elektryczny w próżni

Próżnia jest idealnym dielektrykiem, dlatego prąd elektryczny w próżni jest możliwy tylko w obecności wolnych nośników w postaci elektronów lub jonów, które powstają w wyniku termicznej, fotoemisji lub innych metod.

Główną metodą wytwarzania prądu w próżni za pomocą elektronów jest metoda termionowej emisji elektronów przez metale. Wokół nagrzanej elektrody, zwanej katodą, tworzy się chmura wolnych elektronów, które zapewniają przepływ prądu elektrycznego w obecności drugiej elektrody, zwanej anodą, pod warunkiem, że występuje między nimi odpowiednie napięcie o wymaganej polaryzacji. Takie elektryczne urządzenia próżniowe nazywane są diodami i mają właściwość jednokierunkowego przewodzenia prądu, wyłączając się po odwróceniu napięcia. Ta właściwość służy do prostowania prądu przemiennego przekształcanego przez układ diod na impulsowy prąd stały.

Dodanie dodatkowej elektrody, zwanej siatką, umieszczonej w pobliżu katody, pozwala uzyskać triodowy element wzmacniający, w którym niewielkie zmiany napięcia na siatce względem katody pozwalają uzyskać znaczne zmiany w przepływającym prądzie, oraz odpowiednio znaczne zmiany napięcia na obciążeniu połączonym szeregowo z lampą w stosunku do źródła zasilania, które służy do wzmacniania różnych sygnałów.

Zastosowanie urządzeń elektropróżniowych w postaci triod i urządzeń o dużej liczbie siatek o różnym przeznaczeniu (tetrody, pentody, a nawet heptody) zrewolucjonizowało wytwarzanie i wzmacnianie sygnałów o częstotliwości radiowej oraz doprowadziło do powstania nowoczesnych radiofonii i telewizji systemy.

Historycznie rzecz biorąc, rozwój radiofonii był pierwszy, ponieważ metody przetwarzania sygnałów o stosunkowo niskiej częstotliwości i ich transmisja, a także obwody urządzeń odbiorczych ze wzmocnieniem i konwersją częstotliwości radiowej oraz przekształcaniem jej na sygnał akustyczny, były stosunkowo stosunkowo prosty.

Podczas tworzenia telewizji do konwersji sygnałów optycznych używano elektrycznych urządzeń próżniowych - ikonoskopów, w których emitowane były elektrony w wyniku fotoemisji padającego światła. Dalsze wzmocnienie sygnału przeprowadzono za pomocą wzmacniaczy wykorzystujących lampy próżniowe. Do odwrotnej konwersji sygnału telewizyjnego wykorzystano lampy kineskopowe, wytwarzające obraz na skutek fluorescencji materiału ekranu pod wpływem elektronów przyspieszanych do dużych energii pod wpływem napięcia przyspieszającego. Zsynchronizowany system odczytu sygnałów ikonoskopowych i system skanowania obrazu kineskopowego stworzyły obraz telewizyjny. Pierwsze kineskopy były monochromatyczne.

Następnie stworzono systemy telewizji kolorowej, w których ikonoskopy odczytujące obrazy reagowały jedynie na swój własny kolor (czerwony, niebieski lub zielony). Elementy emitujące kineskopów (kolorowe luminofory), dzięki przepływowi prądu generowanego przez tzw. „działy elektronowe”, reagujące na wnikanie do nich przyspieszonych elektronów, emitowały światło w pewnym zakresie odpowiedniego natężenia. Aby mieć pewność, że promienie z dział każdego koloru trafią we własny luminofor, zastosowano specjalne maski ochronne.

Nowoczesny sprzęt nadawczy telewizji i radia wykonany jest z bardziej zaawansowanych elementów o mniejszym poborze mocy - półprzewodników.

Jedną z powszechnie stosowanych metod uzyskiwania obrazów narządów wewnętrznych jest metoda fluoroskopowa, w której elektrony emitowane przez katodę uzyskują tak duże przyspieszenie, że uderzając w anodę, generują promieniowanie rentgenowskie mogące penetrować tkanki miękkie katody. Ludzkie ciało. Zdjęcia rentgenowskie dostarczają lekarzom unikalnych informacji na temat uszkodzeń kości, stanu zębów i niektórych narządów wewnętrznych, ujawniając nawet tak poważną chorobę, jak rak płuc.

Generalnie prądy elektryczne powstałe w wyniku ruchu elektronów w próżni mają szerokie zastosowanie, do którego zaliczają się wszelkie lampy radiowe, akceleratory cząstek naładowanych, spektrometry masowe, mikroskopy elektronowe, generatory próżni o ultrawysokiej częstotliwości, w postaci przemieszczania się lampy falowe, klistrony i magnetrony. Nawiasem mówiąc, to magnetrony podgrzewają lub gotują nasze jedzenie w kuchenkach mikrofalowych.

W ostatnim czasie ogromne znaczenie zyskała technologia nakładania powłok foliowych w próżni, która pełni zarówno rolę powłoki ochronnej, dekoracyjnej, jak i funkcjonalnej. Jako powłoki stosuje się powłoki z metalami i ich stopami oraz ich związkami z tlenem, azotem i węglem. Powłoki takie zmieniają właściwości elektryczne, optyczne, mechaniczne, magnetyczne, korozyjne i katalityczne pokrywanych powierzchni lub łączą kilka właściwości na raz.

Złożony skład chemiczny powłok można uzyskać jedynie stosując technikę napylania jonowego w próżni, której odmianą jest napylanie katodowe lub jego modyfikacja przemysłowa - napylanie magnetronowe. Ostatecznie mianowicie prąd elektryczny Dzięki jonom osadza składniki na osadzanej powierzchni, nadając jej nowe właściwości.

W ten sposób możliwe jest otrzymanie tzw. powłok reaktywnych jonowo (warstwy azotków, węglików, tlenków metali), które posiadają zespół niezwykłych właściwości mechanicznych, termofizycznych i optycznych (o wysokiej twardości, odporności na zużycie, właściwościach elektrycznych i przewodność cieplna, gęstość optyczna), których nie można uzyskać innymi metodami.

Prąd elektryczny w biologii i medycynie

Znajomość zachowania prądów w obiektach biologicznych daje biologom i lekarzom potężną metodę badań, diagnozowania i leczenia.

Z punktu widzenia elektrochemii wszystkie obiekty biologiczne zawierają elektrolity, niezależnie od cech strukturalnych danego obiektu.

Rozważając przepływ prądu przez obiekty biologiczne, należy wziąć pod uwagę ich budowę komórkową. Istotnym elementem komórki jest błona komórkowa – zewnętrzna powłoka, która dzięki swojej selektywnej przepuszczalności dla różnych substancji chroni komórkę przed działaniem niekorzystnych czynników środowiskowych. Z fizycznego punktu widzenia błonę komórkową można sobie wyobrazić jako równoległe połączenie kondensatora i kilku łańcuchów źródła prądu i rezystora połączonych szeregowo. Określa to z góry zależność przewodności elektrycznej materiału biologicznego od częstotliwości przyłożonego napięcia i kształtu jego oscylacji.

Tkanka biologiczna składa się z komórek samego narządu, płynu międzykomórkowego (limfy), naczyń krwionośnych i komórek nerwowych. Te ostatnie w odpowiedzi na działanie prądu elektrycznego reagują wzbudzeniem, powodując kurczenie się i rozluźnianie mięśni i naczyń krwionośnych zwierzęcia. Należy zauważyć, że przepływ prądu w tkance biologicznej jest nieliniowy.

Klasycznym przykładem wpływu prądu elektrycznego na obiekt biologiczny są eksperymenty włoskiego lekarza, anatoma, fizjologa i fizyka Luigiego Galvaniego, który stał się jednym z twórców elektrofizjologii. W jego eksperymentach przepuszczanie prądu elektrycznego przez nerwy żabiej nogi doprowadziło do skurczu mięśni i drgań nogi. W 1791 roku słynne odkrycie Galvaniego zostało opisane w jego Traktacie o siłach elektrycznych w ruchu mięśni. Same zjawiska odkryte przez Galvaniego przez długi czas w podręcznikach i artykułach naukowych nazywane były „galwanizmem”. Termin ten jest nadal zachowany w nazwach niektórych urządzeń i procesów.

Dalszy rozwój elektrofizjologii jest ściśle powiązany z neurofizjologią. W 1875 roku niezależnie od siebie angielski chirurg i fizjolog Richard Caton oraz rosyjski fizjolog V. Ya Danilevsky wykazali, że mózg jest generatorem aktywności elektrycznej, czyli odkryto bioprądy mózgowe.

Obiekty biologiczne w trakcie swojej aktywności życiowej wytwarzają nie tylko mikroprądy, ale także duże napięcia i prądy. Znacznie wcześniej niż Galvani angielski anatom John Walsh udowodnił elektryczny charakter uderzenia płaszczki, a szkocki chirurg i anatom John Hunter podał dokładny opis narządu elektrycznego tego zwierzęcia. Badania Walsha i Huntera zostały opublikowane w 1773 roku.

We współczesnej biologii i medycynie stosuje się różne metody badania organizmów żywych, zarówno inwazyjne, jak i nieinwazyjne.

Klasycznym przykładem metod inwazyjnych jest szczur laboratoryjny, któremu w mózgu wszczepiono wiązkę elektrod, biegający po labiryntach lub rozwiązujący inne zadania przypisane mu przez naukowców.

Do metod nieinwazyjnych zaliczają się takie znane badania, jak wykonanie encefalogramu czy elektrokardiogramu. W tym przypadku elektrody odczytujące bioprądy serca lub mózgu usuwają prądy bezpośrednio ze skóry pacjenta. Aby poprawić kontakt z elektrodami, skórę zwilża się roztworem soli fizjologicznej, która jest dobrym elektrolitem przewodzącym.

Oprócz wykorzystania prądu elektrycznego w badaniach naukowych i technicznej kontroli stanu różnych procesów i reakcji chemicznych, jednym z najbardziej dramatycznych momentów jego wykorzystania znanych ogółowi społeczeństwa jest ponowne uruchomienie „zatrzymanego” serca postaci we współczesnym filmie.

Rzeczywiście, przepływ krótkotrwałego impulsu o dużym natężeniu prądu tylko w pojedynczych przypadkach jest w stanie uruchomić zatrzymane serce. Najczęściej przywracany jest jego prawidłowy rytm ze stanu chaotycznych konwulsyjnych skurczów, zwanego migotaniem serca. Urządzenia służące do przywrócenia prawidłowego rytmu skurczów serca nazywane są defibrylatorami. Nowoczesny automatyczny defibrylator sam wykonuje kardiogram, określa migotanie komór serca i samodzielnie decyduje, czy zastosować wstrząs, czy nie - może wystarczyć przejście małego impulsu wyzwalającego przez serce. Istnieje tendencja do instalowania automatycznych defibrylatorów w miejscach publicznych, co może znacząco zmniejszyć liczbę zgonów z powodu nieoczekiwanego zatrzymania krążenia.

Praktykujący lekarze medycyny ratunkowej nie mają wątpliwości co do stosowania defibrylacji – przeszkoleni w szybkim określaniu stanu fizycznego pacjenta na podstawie elektrokardiogramu, podejmują decyzję znacznie szybciej niż automatyczny defibrylator przeznaczony dla ogółu społeczeństwa.

Wypadałoby wspomnieć o sztucznych rozrusznikach serca, inaczej zwanych rozrusznikami serca. Urządzenia te wszczepia się pod skórę lub pod mięsień piersiowy człowieka i za pomocą elektrod dostarcza do mięśnia sercowego (mięsienia sercowego) impulsy prądu o napięciu około 3 V, stymulując prawidłową pracę serca. Nowoczesne rozruszniki serca mogą zapewnić nieprzerwaną pracę przez 6–14 lat.

Charakterystyka prądu elektrycznego, jego wytwarzanie i zastosowanie

Prąd elektryczny charakteryzuje się wielkością i kształtem. Na podstawie jego zachowania w czasie rozróżnia się prąd stały (niezmienny w czasie), prąd aperiodyczny (zmieniający się losowo w czasie) i prąd przemienny (zmieniający się w czasie zgodnie z pewnym, zwykle okresowym prawem). Czasami rozwiązywanie różnych problemów wymaga jednoczesnej obecności prądu stałego i przemiennego. W tym przypadku mówimy o prądzie przemiennym ze składową stałą.

Historycznie rzecz biorąc, jako pierwszy pojawił się tryboelektryczny generator prądu, który generował prąd poprzez pocieranie wełny o kawałek bursztynu. Bardziej zaawansowane generatory prądu tego typu nazywane są obecnie generatorami Van de Graaffa, od nazwiska twórcy pierwszego rozwiązania technicznego tego typu maszyn.

Jak wspomniano powyżej, włoski fizyk Alessandro Volta wynalazł elektrochemiczny generator prądu stałego, który stał się poprzednikiem suchych baterii, akumulatorów i ogniw paliwowych, które do dziś wykorzystujemy jako wygodne źródła prądu dla różnorodnych urządzeń - od zegarków naręcznych po smartfony wyłącznie akumulatory samochodowe i akumulatory trakcyjne pojazdów elektrycznych Tesla.

Oprócz tych generatorów prądu stałego istnieją generatory prądu oparte na bezpośrednim rozpadzie jądrowym izotopów oraz generatory prądu magnetohydrodynamicznego (generatory MHD), które dotychczas miały ograniczone zastosowanie ze względu na małą moc, słabą bazę technologiczną do powszechnego stosowania oraz do innych powodów. Niemniej jednak źródła energii radioizotopowej są szeroko stosowane tam, gdzie wymagana jest całkowita autonomia: w kosmosie, w pojazdach głębinowych i stacjach hydroakustycznych, na latarniach morskich, bojach, a także na Dalekiej Północy, w Arktyce i Antarktydzie.

W elektrotechnice generatory prądu dzielą się na generatory prądu stałego i generatory prądu przemiennego.

Wszystkie te generatory opierają się na zjawisku indukcji elektromagnetycznej, odkrytym przez Michaela Faradaya w 1831 roku. Faraday zbudował pierwszy jednobiegunowy generator małej mocy wytwarzający prąd stały. Pierwszy generator prądu przemiennego zaproponował anonimowy autor pod łacińskimi inicjałami R.M. w liście do Faradaya z 1832 r. Po opublikowaniu listu Faraday otrzymał list z podziękowaniami od tego samego anonimowego autora, zawierający schemat ulepszonego generatora z 1833 roku, w którym zastosowano dodatkowy stalowy pierścień (jarzmo) do zamykania strumieni magnetycznych rdzeni uzwojenia.

Jednak w tamtym czasie nie było zastosowania prądu przemiennego, ponieważ wszystkie praktyczne zastosowania elektryczności w tamtym czasie (elektrotechnika kopalniana, elektrochemia, nowo powstająca telegrafia elektromagnetyczna, pierwsze silniki elektryczne) wymagały prądu stałego. Dlatego kolejni wynalazcy skupili swoje wysiłki na budowie generatorów dostarczających prąd stały, opracowując różne urządzenia przełączające do tych celów.

Jednym z pierwszych generatorów, który znalazł praktyczne zastosowanie, był generator magnetoelektryczny rosyjskiego akademika B. S. Jacobiego. Generator ten został przyjęty przez zespoły galwaniczne armii rosyjskiej, które używały go do zapalania zapalników kopalnianych. Ulepszone modyfikacje generatora Jacobiego nadal służą do zdalnego aktywowania ładunków min, co jest szeroko przedstawiane w filmach wojskowo-historycznych, w których sabotażyści lub partyzanci wysadzają mosty, pociągi lub inne obiekty.

Następnie walka pomiędzy wytwarzaniem prądu stałego lub przemiennego toczyła się z różnym powodzeniem wśród wynalazców i inżynierów-praktyków, co doprowadziło do apogeum konfrontacji tytanów współczesnej elektroenergetyki: Thomasa Edisona z jednej strony z firmą General Electric strony, a Nikola Tesla z firmy Westinghouse z drugiej strony. Potężny kapitał zwyciężył, a osiągnięcia Tesli w dziedzinie wytwarzania, przesyłu i transformacji prądu przemiennego stały się własnością narodową społeczeństwa amerykańskiego, co w dużej mierze przyczyniło się później do dominacji technologicznej Stanów Zjednoczonych.

Oprócz faktycznego wytwarzania energii elektrycznej na różne potrzeby, w oparciu o zamianę ruchu mechanicznego na energię elektryczną, dzięki odwracalności maszyn elektrycznych, stała się możliwa odwrotna przemiana prądu elektrycznego na ruch mechaniczny, realizowany przez silniki elektryczne prądu stałego i przemiennego . Być może są to najpopularniejsze maszyny naszych czasów, w tym rozruszniki do samochodów i motocykli, napędy do maszyn przemysłowych i różne urządzenia gospodarstwa domowego. Stosując różne modyfikacje takich urządzeń staliśmy się fachowcami, potrafimy planować, piłować, wiercić i frezować. A w naszych komputerach, dzięki miniaturowym, precyzyjnym silnikom prądu stałego, kręcą się dyski twarde i optyczne.

Oprócz zwykłych silników elektromechanicznych, silniki jonowe działają w oparciu o przepływ prądu elektrycznego, wykorzystując zasadę napędu odrzutowego podczas wyrzucania przyspieszonych jonów materii. Póki co wykorzystuje się je głównie w przestrzeni kosmicznej na małych satelitach do ich wystrzeliwania na żądane orbity. A silniki fotonowe XXII wieku, które na razie istnieją jedynie w fazie projektowej i które będą przewozić nasze przyszłe statki międzygwiezdne z prędkością poniżej światła, najprawdopodobniej również będą działać na prądzie elektrycznym.

Do tworzenia elementów elektronicznych i hodowania kryształów do różnych celów, ze względów technologicznych wymagane są ultrastabilne generatory prądu stałego. Takie precyzyjne generatory prądu stałego wykorzystujące elementy elektroniczne nazywane są stabilizatorami prądu.

Pomiar prądu elektrycznego

Należy zauważyć, że przyrządy do pomiaru prądu (mikroamperomierze, miliamperometry, amperomierze) bardzo różnią się od siebie, przede wszystkim rodzajem konstrukcji i zasadą działania - mogą to być urządzenia prądu stałego, prądu przemiennego o niskiej częstotliwości i wysokiej- częstotliwość prądu przemiennego.

W oparciu o zasadę działania rozróżnia się urządzenia elektromechaniczne, magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, magnetodynamiczne, elektrodynamiczne, indukcyjne, termoelektryczne i elektroniczne. Większość przyrządów do pomiaru prądu wskaźnikowego składa się z ruchomej/nieruchomej ramy z uzwojoną cewką i nieruchomego/ruchomego magnesu. Ze względu na tę konstrukcję typowy amperomierz ma równoważny obwód indukcyjności i rezystancji połączony szeregowo, bocznikowany przez pojemność. Z tego powodu charakterystyka częstotliwościowa amperomierzy zegarowych zmienia się przy wysokich częstotliwościach.

Podstawą dla nich jest miniaturowy galwanometr, a różne granice pomiarowe osiąga się poprzez zastosowanie dodatkowych boczników – rezystorów o małej rezystancji, która jest o rząd wielkości mniejsza od rezystancji galwanometru pomiarowego. Zatem na bazie jednego urządzenia można tworzyć przyrządy do pomiaru prądów o różnych zakresach - mikroamperomierze, miliamperometry, amperomierze, a nawet kilometromierze.

Generalnie w praktyce pomiarowej istotne jest zachowanie się mierzonego prądu – może być funkcją czasu i mieć różną postać – być stałe, harmoniczne, nieharmoniczne, pulsacyjne itd. i zazwyczaj wykorzystuje się jego wartość charakteryzować tryby pracy obwodów i urządzeń radiowych. Wyróżnia się następujące wartości prądu:

  • natychmiastowy,
  • amplituda,
  • przeciętny,
  • średnia kwadratowa (rms).

Chwilowa wartość prądu I i jest wartością prądu w określonym momencie. Można to zaobserwować na ekranie oscyloskopu i określić dla każdego momentu w czasie za pomocą oscylogramu.

Wartość amplitudy (szczytowa) prądu I m jest największą chwilową wartością prądu w tym okresie.

Wartość średnią kwadratową (rms) prądu I określa się jako pierwiastek kwadratowy średniej kwadratowej chwilowych wartości prądu w danym okresie.

Wszystkie amperomierze wskaźnikowe są zwykle kalibrowane w wartościach skutecznych prądu.

Wartość średnia (składnik stały) prądu jest średnią arytmetyczną wszystkich jego wartości chwilowych w czasie pomiaru.

Różnica między maksymalną i minimalną wartością prądu sygnału nazywana jest wahaniem sygnału.

Obecnie do pomiaru prądu służą głównie wielofunkcyjne instrumenty cyfrowe i oscyloskopy - ich ekrany wyświetlają nie tylko formularz napięcie/prąd, ale także istotne charakterystyki sygnału. Do tych cech zalicza się także częstotliwość zmian sygnałów okresowych, dlatego w technice pomiarowej istotne jest ograniczenie częstotliwości pomiaru urządzenia.

Pomiar prądu za pomocą oscyloskopu

Ilustracją powyższego będzie seria eksperymentów dotyczących pomiaru wartości prądu skutecznego i szczytowego sygnałów sinusoidalnych i trójkątnych za pomocą generatora sygnału, oscyloskopu i wielofunkcyjnego urządzenia cyfrowego (multimetru).

Ogólny schemat doświadczenia nr 1 przedstawiono poniżej:

Generator sygnału (FG) jest ładowany do szeregowego połączenia multimetru (MM), rezystancją bocznika R s = 100 omów i rezystancją obciążenia R 1 kOhm. OS oscyloskopu jest połączony równolegle z rezystancją bocznika R s. Wartość rezystancji bocznika wybiera się z warunku R s<

Doświadczenie 1

Przyłóżmy sygnał sinusoidalny do rezystancji obciążenia z generatora o częstotliwości 60 Hz i amplitudzie 9 woltów. Wciśnijmy bardzo wygodny przycisk Auto Set i zaobserwujemy na ekranie sygnał pokazany na rys. 1. Huśtawka sygnału wynosi około pięciu dużych działek o wartości podziału 200 mV. Multimetr pokazuje wartość prądu 3,1 mA. Oscyloskop wyznacza wartość skuteczną napięcia sygnału na rezystorze pomiarowym U=312 mV. Wartość skuteczną prądu płynącego przez rezystor R s określa prawo Ohma:

I RMS = U RMS /R = 0,31 V / 100 omów = 3,1 mA,

co odpowiada wskazaniu multimetru (3,10 mA). Należy zauważyć, że zakres prądu w naszym obwodzie dwóch rezystorów i multimetru połączonych szeregowo jest równy

I P-P = U P-P /R = 0,89 V / 100 omów = 8,9 mA

Wiadomo, że wartości szczytowe i efektywne prądu i napięcia dla sygnału sinusoidalnego różnią się o współczynnik √2. Jeśli pomnożę I RMS = 3,1 mA przez √2, otrzymamy 4,38. Podwoimy tę wartość, a otrzymamy 8,8 mA, czyli prawie tyle samo, co prąd mierzony oscyloskopem (8,9 mA).

Doświadczenie 2

Zmniejszmy sygnał z generatora o połowę. Zakres obrazu na oscyloskopie zostanie zmniejszony dokładnie o połowę (464 mV), a multimetr wskaże wartość prądu 1,55 mA zmniejszoną w przybliżeniu o połowę. Określmy efektywne odczyty wartości prądu na oscyloskopie:

I RMS = U RMS /R = 0,152 V / 100 omów = 1,52 mA,

co w przybliżeniu odpowiada wskazaniu multimetru (1,55 mA).

Doświadczenie 3

Zwiększmy częstotliwość generatora do 10 kHz. W takim przypadku obraz na oscyloskopie ulegnie zmianie, ale zakres sygnału pozostanie taki sam, a odczyty multimetru zmniejszą się - wpływa to na dopuszczalny zakres częstotliwości roboczej multimetru.

Doświadczenie 4

Wróćmy do pierwotnej częstotliwości 60 Hz i napięcia generatora sygnału 9 V, ale zmieńmy formularz jego sygnał z sinusoidalnego na trójkątny. Zakres obrazu na oscyloskopie pozostał taki sam, ale odczyty multimetru zmniejszyły się w porównaniu do wartości prądu, którą pokazał w eksperymencie nr 1, ponieważ zmieniła się wartość skuteczna prądu sygnału. Oscyloskop pokazuje również spadek napięcia skutecznego mierzonego na rezystorze R s = 100 omów.

Środki ostrożności podczas pomiaru prądu i napięcia

Domowy stojak na cokole z w pełni funkcjonalnym teleprompterem i monitorami do domowego studia wideo

  • Ponieważ w zależności od klasy bezpieczeństwa pomieszczenia i jego stanu, przy pomiarze prądów nawet stosunkowo niskie napięcia 12–36 V mogą stanowić zagrożenie dla życia, należy przestrzegać następujących zasad:
  • Nie mierz prądów wymagających pewnych umiejętności zawodowych (przy napięciach powyżej 1000 V).
  • Nie mierzyć prądów w trudno dostępnych miejscach lub na wysokościach.
  • Podczas wykonywania pomiarów w sieci domowej należy stosować specjalne środki ochrony przed porażeniem prądem (rękawice gumowe, maty, buty lub buty).
  • Użyj odpowiedniego narzędzia pomiarowego.
  • W przypadku stosowania przyrządów wielofunkcyjnych (multimetru) należy przed pomiarem upewnić się, że mierzony parametr i jego wartość są prawidłowo ustawione.
  • Użyj urządzenia pomiarowego z sondami roboczymi.
  • Należy ściśle przestrzegać zaleceń producenta dotyczących użytkowania urządzenia pomiarowego.

W przypadku urządzeń gospodarstwa domowego (mikser, suszarka do włosów, blender) producenci zapisują pobór mocy w watach, w przypadku urządzeń wymagających dużego obciążenia elektrycznego (kuchenka elektryczna, odkurzacz, podgrzewacz wody) w kilowatach. A w gniazdach lub wyłącznikach, przez które urządzenia są podłączone do sieci, zwyczajowo podaje się natężenie prądu w amperach. Aby zrozumieć, czy gniazdko będzie obsługiwać podłączane urządzenie, musisz wiedzieć, jak przeliczyć ampery na waty.

Jednostki napędowe

Zamiana watów na ampery i odwrotnie jest pojęciem względnym, ponieważ są to różne jednostki miary. Ampery to fizyczna wielkość prądu elektrycznego, to znaczy prędkość, z jaką prąd przepływa przez kabel. Wat to ilość energii elektrycznej lub stopień zużycia energii elektrycznej. Ale takie tłumaczenie jest konieczne, aby obliczyć, czy wartość prądu odpowiada wartości jego mocy.

Zamiana amperów na waty i kilowaty

Aby określić, które urządzenie wytrzyma moc podłączonych odbiorników, konieczna jest umiejętność obliczenia zgodności amperów i watów. Do takich urządzeń zalicza się sprzęt ochronny lub sprzęt przełączający.

Przed wyborem wyłącznika automatycznego lub wyłącznika różnicowoprądowego (RCD) do zainstalowania należy obliczyć zużycie energii przez wszystkie podłączone urządzenia (żelazko, lampy, pralkę, komputer itp.). Lub wręcz przeciwnie, znając koszt wyłącznika automatycznego lub urządzenia wyłączającego, określ, który sprzęt wytrzyma obciążenie, a który nie.

Aby przeliczyć ampery na kilowaty i odwrotnie, istnieje wzór: I=P/U, gdzie I to ampery, P to waty, U to wolty. Wolty to napięcie sieciowe. W pomieszczeniach mieszkalnych stosowana jest sieć jednofazowa - 220 V. W produkcji do podłączenia urządzeń przemysłowych stosowana jest trójfazowa sieć elektryczna, której wartość wynosi 380 V. Na podstawie tego wzoru, znając ampery, potrafi obliczyć odpowiednik watów i odwrotnie - przeliczyć waty na ampery.

Sytuacja: Jest wyłącznik automatyczny. Parametry techniczne: prąd znamionowy 25 A, 1-biegunowy. Musisz obliczyć, jaką moc urządzeń może wytrzymać maszyna.

Najłatwiej jest wprowadzić dane techniczne do kalkulatora i obliczyć moc. Można też skorzystać ze wzoru I=P/U, wyjdzie: 25 A=x W/220 V.

x szer.=5500 W.

Aby przeliczyć waty na kilowaty, musisz znać następujące miary mocy w watach:

  • 1000 W = 1 kW,
  • 1000 000 W = 1000 kW = MW,
  • 1 000 000 000 W = 1000 MW = 1 000 000 kW itd.

Oznacza to 5500 W = 5,5 kW. Odpowiedź: maszyna o prądzie znamionowym 25 A może wytrzymać obciążenie wszystkich urządzeń o łącznej mocy 5,5 kW, nie więcej.

Zastosuj wzór z danymi dotyczącymi napięcia i prądu, aby wybrać typ kabla na podstawie mocy i prądu. Tabela pokazuje aktualną zgodność z przekrojem drutu:

Miedziane przewodniki drutów i kabli
Przekrój rdzenia, mm²Żyły miedziane przewodów, kabli
Napięcie 220 VNapięcie 380 V
Aktualny, Amoc, kWAktualny, Amoc, kW
1,5 19 4,1 16 10,5
2,5 27 5,9 25 16,5
4 38 8,3 30 19,8
6 46 10,1 40 26,4
10 70 15,4 50 33
16 85 18,7 75 49,5
25 115 25,3 90 59,4
35 135 29,7 115 75,9
50 175 38,5 145 95,7
70 215 47,3 180 118,8
95 260 57,2 220 145,2
120 300 66 260 171,6

Jak przeliczyć wat na amper

Musisz przeliczyć waty na ampery w sytuacji, gdy musisz zainstalować urządzenie zabezpieczające i musisz wybrać, jaki powinien mieć prąd znamionowy. Z instrukcji obsługi jasno wynika, ile watów zużywa urządzenie gospodarstwa domowego podłączone do sieci jednofazowej.

Zadanie polega na obliczeniu, ile amperów w watach lub do jakiego gniazdka podłączyć, jeśli kuchenka mikrofalowa pobiera 1,5 kW. Dla ułatwienia obliczeń lepiej przeliczyć kilowaty na waty: 1,5 kW = 1500 W. Podstawiamy wartości do wzoru i otrzymujemy: 1500 W / 220 V = 6,81 A. Zaokrąglamy wartości w górę i otrzymujemy 1500 W w amperach - pobór prądu przez kuchenkę mikrofalową wynosi co najmniej 7 A.

Jeśli podłączysz kilka urządzeń jednocześnie do jednego urządzenia zabezpieczającego, aby obliczyć, ile amperów jest w watach, musisz dodać wszystkie wartości zużycia razem. Na przykład w pomieszczeniu zastosowano oświetlenie za pomocą 10 sztuk lamp LED. 6 W, żelazko 2 kW i telewizor 30 W. Po pierwsze, okazuje się, że wszystkie wskaźniki należy przeliczyć na waty:

  • lampy 6*10= 60 W,
  • żelazko 2 kW=2000 W,
  • Telewizor 30 W.

60+2000+30=2090 W.

Teraz możesz przeliczyć ampery na waty, w tym celu podstawiamy wartości ze wzoru 2090/220 V = 9,5 A ~ 10 A. Odpowiedź: pobór prądu wynosi około 10 A.

Musisz wiedzieć, jak przeliczyć ampery na waty bez kalkulatora. Tabela pokazuje zgodność między szybkością zużycia energii elektrycznej a natężeniem prądu dla sieci jednofazowych i trójfazowych.

Amper (A)Moc, kW)
220 V380 V
2 0,4 1,3
6 1,3 3,9
10 2,2 6,6
16 3,5 10,5
20 4,4 13,2
25 5,5 16,4
32 7,0 21,1
40 8,8 26,3
50 11,0 32,9
63 13,9 41,4

Wszystkie maszyny dostępne na rynku są oznaczone etykietą z informacją o maksymalnym dopuszczalnym prądzie (ale nie o obsługiwanej mocy w watach), a większość konsumentów ma na etykiecie oznaczenie dotyczące zużycia energii. Aby wybrać odpowiedni kabel i wyłącznik, musisz wiedzieć, jak przeliczyć ampery na kilowaty i odwrotnie. Powiemy o tym czytelnikom witryny dalej.

Krótka informacja o napięciu, prądzie i mocy

Napięcie (mierzone w woltach) to różnica potencjałów między dwoma punktami lub praca wykonana podczas przemieszczania ładunku jednostkowego. Potencjał z kolei charakteryzuje energię w danym punkcie. Wielkość prądu (ampery) opisuje, ile ładunków przepływa przez powierzchnię w jednostce czasu. Moc (waty i kilowaty) opisuje prędkość, z jaką ten ładunek został przeniesiony. Wynika z tego, że im większa moc, tym szybciej i więcej nośników ładunku przemieszcza się przez ciało. W jednym kilowacie jest tysiąc watów, musisz o tym pamiętać, aby szybko obliczyć i przetłumaczyć.

W teorii brzmi dość skomplikowanie, spójrzmy na to w praktyce. Podstawowy wzór na obliczenie mocy urządzeń elektrycznych jest następujący:

P=I*U*cosФ

Ważny! W przypadku obciążeń czysto aktywnych stosuje się wzór P=U*I, dla którego cosФ jest równe jeden. Obciążeniami czynnymi są urządzenia grzewcze (ogrzewanie elektryczne, piec elektryczny z elementami grzejnymi, podgrzewacz wody, czajnik elektryczny), lampy żarowe. Wszystkie inne urządzenia elektryczne mają określoną wartość mocy biernej, są to zwykle małe wartości, więc są pomijane, więc ostatecznie obliczenia są przybliżone.

Jak dokonać przelewu

Waszyngton

W dziedzinie elektryki samochodowej i oświetlenia dekoracyjnego stosuje się obwody 12 V. Przyjrzyjmy się w praktyce, jak przeliczyć ampery na waty na przykładzie paska LED. Aby go podłączyć, często potrzebny jest zasilacz, ale nie można go podłączyć „tak po prostu”, może się przepalić lub odwrotnie, można kupić zbyt mocny i drogi zasilacz tam, gdzie nie jest potrzebny i marnuje się Twoje pieniądze.

Charakterystyka zasilacza na etykiecie wskazuje wartości takie jak napięcie, moc i prąd. Ponadto należy podać liczbę woltów, ale moc lub prąd można opisać łącznie lub może się zdarzyć, że zostanie wskazana tylko jedna z cech. Charakterystyka paska LED wskazuje te same cechy, ale moc i prąd są brane pod uwagę na metr.

Wyobraźmy sobie, że kupiłeś 5 metrów taśmy 5050 z 60 diodami LED na 1 metr. Na opakowaniu widnieje informacja „14,4 W/m”, ale w sklepie na etykietach zasilacza podany jest tylko prąd. Wybieramy odpowiednie źródło zasilania, w tym celu mnożymy liczbę metrów przez moc właściwą i otrzymujemy moc całkowitą.

14,4*5=72 W – niezbędna do zasilania taśmy.

Musisz więc przeliczyć na ampery, korzystając ze wzoru:

Razem: 72/12 = 6 amperów

W sumie potrzebujesz zasilacza o natężeniu co najmniej 6 amperów. Więcej na ten temat dowiesz się z naszego osobnego artykułu.

Kolejna sytuacja. Zainstalowałeś w swoim samochodzie dodatkowe reflektory, ale charakterystyka podana na żarówkach to powiedzmy 55 W. Lepiej jest podłączyć wszystkich odbiorców w samochodzie za pomocą bezpiecznika, ale który z nich jest potrzebny do tych reflektorów? Musisz przeliczyć waty na ampery, korzystając z powyższego wzoru - dzieląc moc przez napięcie.

55/12 = 4,58 ampera, najbliższy wynik to 5 A.

Sieć jednofazowa

Większość urządzeń gospodarstwa domowego jest zaprojektowana do podłączenia do jednofazowej sieci 220 V Przypomnijmy, że w zależności od kraju, w którym mieszkasz, napięcie może wynosić 110 woltów lub dowolne inne. W Rosji wartość przyjęta jako norma wynosi dokładnie 220 V dla sieci jednofazowej i 380 V dla sieci trójfazowej. Większość czytelników najczęściej musi pracować właśnie w takich warunkach. Najczęściej obciążenie w takich sieciach mierzone jest w kilowatach, natomiast wyłączniki automatyczne oznaczane są w amperach. Spójrzmy na kilka praktycznych przykładów.

Załóżmy, że mieszkasz w mieszkaniu ze starym licznikiem elektrycznym i masz zainstalowaną automatyczną wtyczkę 16 Amperów. Aby określić, jaką moc „pociągnie” wtyczka, należy przeliczyć ampery na kilowaty. Tutaj obowiązuje ta sama formuła, łącząca prąd i napięcie z mocą.

P=I*U*cosФ

Dla wygody obliczeń przyjmujemy cosF jako jednostkę. Znamy napięcie - 220 V, prąd też, przetłumaczmy: 220 * 16 * 1 = 3520 watów lub 3,5 kilowata - dokładnie tyle, ile możesz podłączyć jednocześnie.

Korzystając z tabeli, możesz szybko przeliczyć ampery na kilowaty przy wyborze wyłącznika:

Sytuacja jest nieco bardziej skomplikowana w przypadku silników elektrycznych; mają one taki wskaźnik, jak współczynnik mocy. Aby określić, ile kilowatów na godzinę zużyje taki silnik, należy wziąć pod uwagę współczynnik mocy we wzorze:

P=U*I*cosФ

Należy zauważyć, że na etykiecie należy wskazać cosФ, zwykle od 0,7 do 0,9. W takim przypadku, jeśli całkowita moc silnika wynosi 5,5 kilowata lub 5500 watów, wówczas zużywana jest moc czynna (i płacimy, w przeciwieństwie do przedsiębiorstw, tylko za aktywną):

5,5 * 0,87 = 4,7 kilowatów, a dokładniej 4785 W

Warto zauważyć, że wybierając maszynę i kabel do silnika elektrycznego, należy wziąć pod uwagę całkowitą moc, dlatego należy wziąć prąd obciążenia wskazany w paszporcie silnika. Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę prądy rozruchowe, ponieważ znacznie przekraczają one prąd roboczy silnika.

Inny przykład: ile amperów zużywa czajnik o mocy 2 kW? Zróbmy obliczenia, najpierw musisz zrobić: 2*1000 = 2000 watów. Następnie przeliczamy waty na ampery, a mianowicie: 2000/220 = 9 amperów.

Oznacza to, że wtyczka 16 amperów wytrzyma czajnik, ale jeśli włączysz inny mocny odbiornik (na przykład grzejnik), a całkowita moc będzie wyższa niż 16 amperów, po chwili się zepsuje. To samo dotyczy automatycznych wyłączników i bezpieczników.

Aby wybrać kabel, który wytrzyma określoną liczbę amperów, częściej stosuje się tabelę niż formuły. Oto przykład jednego z nich, oprócz prądu w nim, moc obciążenia jest wskazywana w kilowatach, co jest bardzo wygodne:

Sieć trójfazowa

W sieci trójfazowej istnieją dwa główne schematy podłączenia obciążenia, na przykład uzwojenia silnika elektrycznego - gwiazda i trójkąt. Wzór na określenie i przeliczenie mocy na prąd jest nieco inny niż w poprzednich wersjach:

P = √3*U*I*cosФ

Ponieważ najczęstszym odbiorcą trójfazowej sieci elektrycznej jest silnik elektryczny, spójrzmy na jego przykład. Załóżmy, że mamy silnik elektryczny o mocy 5 kilowatów, zmontowany zgodnie z obwodem gwiazdowym o napięciu zasilania 380 V.

Musisz zasilić go przez wyłącznik automatyczny, ale aby go wybrać, musisz znać prąd silnika, co oznacza, że ​​musisz przeliczyć kilowaty na ampery. Wzór do obliczeń będzie wyglądał następująco:

I=P/(√3*U*cosФ)

W naszym przykładzie będzie to 5000/(1,73*380*0,9)=8,4 A. W ten sposób mogliśmy łatwo przeliczyć kilowaty na ampery w sieci trójfazowej.