Formula pentru calcularea tensiunii prin curent și rezistență

La proiectarea circuitelor diferitelor dispozitive, amatorii radio trebuie să facă calcule precise cu ajutorul instrumentelor și formulelor de măsurare. În ingineria electrică, formulele sunt folosite pentru a calcula cantitățile de energie electrică (formule pentru tensiune, rezistență, curent și așa mai departe).

Informații generale despre curentul electric

Curentul electric este procesul de mișcare a particulelor încărcate (electroni liberi), care are un vector de directivitate. Particulele se mișcă sub acțiunea intensității câmpului electric, care are o direcție vectorală. Acest câmp efectuează lucrul la deplasarea acestor particule. Forța curentului, tensiunea și rezistența afectează funcționarea câmpului electric.

Sensul fizic

Prin semnificație fizică se înțelege operațiunea curentă de pe site, care se corelează cu valoarea încărcării. Încărcarea pozitivă se mișcă dintr-un punct cu un potențial de celălalt, iar potențialul în acest moment diferă de cel anterior. Ca rezultat, apare o diferență de potențial, numită tensiune sau EMF (forța electromotoare).

Pentru a înțelege pe deplin acest proces fizic și pentru a afla sensul fizic al stresului, este necesar să se facă o analogie cu tubul. Să presupunem că conducta este umplută cu apă, iar un robinet pentru atingerea apei este înșurubat. Această conductă este de asemenea echipată cu o macara pentru a umple apa cu o pompă puternică.

Pentru a demonstra analogia, trebuie să deschideți robinetul complet, apa începe să curgă și puteți concluziona că există o presiune mică. În al doilea caz, robinetul de scurgere nu este complet deschis și apa este colectată de o pompă. Conducta creează presiunea și creșterea presiunii. Pompa de presiune este, și în acest exemplu, intensitatea câmpului electric.

Energie electrică, în cazul în care nu sunt controlate și să nu fie conștienți de efectele nocive asupra organismului uman este capabil de a crea o varietate de probleme, de la aparate de ardere și de incendii, și se termină amenințarea la adresa vieții și sănătății umane. Siguranța este foarte importantă în orice domeniu.

Efectul pernicos asupra omului

Electricitatea este foarte periculoasă și este cauza accidentelor. Amatorii de radio sunt expuși riscului de șoc electric destul de des. Unii amatori radio încearcă să streseze degetele și să neglijeze tehnicile de siguranță. Cele mai multe dintre ele consideră că o tensiune în pericol de viață de 500 V, iar 110 și 220 - nu dăunează sănătății. Impactul surselor de curent redus (transformator de putere mică, condensator), în opinia lor, nu este periculos.

În conformitate cu măsurile de siguranță atunci când lucrează cu electricitate, se confundă, dar există o altă parte a acestei întrebări: corpul fiecărei persoane este individual, are parametri diferiți. Din această declarație rezultă că caracteristicile mortale ale electricității (tensiune și curent) sunt individuale pentru fiecare persoană. Se poate atinge 36 V, iar celălalt nu penetrează și 220 V.

Efectul electricității asupra corpului uman depinde de mai mulți factori: puterea și frecvența, timpul și calea trecerii prin corp, rezistența corpului sau a ariei corpului, peste care curge curentul.

Cercetătorii au stabilit că magnitudinea curentului letal care afectează inima este mai mare de 100 mA. Curenții de la 50 mA la 100 mA cauzează o pierdere a conștiinței în timpul unei scurte atingeri a suprafeței care conduce curentul. Curenții de până la 50 mA pot cauza răniri, cum ar fi căderea de pe o scară, eliberarea unui conductor din mână etc.

Influența asupra factorului de înfrângere încă mai are rezistența corpului uman. Rezistența pentru fiecare persoană este dificil de determinat și intervalul său este de la 30 kOhm la 200 kOhm. Această valoare depinde de o varietate de factori: grosimea pielii, umiditatea corpului și a mediului, oboseala, starea neuro-emoțională, boala și alți factori. Rezistența scade brusc cu umiditate ridicată și lucrează în zonele umede.

tensiune formulă de calcul periculoase pentru viață, presupunând că RCH = 2K Ohm și I = 60 mA, este după cum urmează: U = I * R = 0,06 * 2000 = 120 V. În această situație tensiuni periculoase pot fi considerate ca fiind 120 V sau mai mare.

Frecvența curentului este o altă caracteristică periculoasă, cu un efect dăunător. Pe măsură ce crește frecvența, pericolul scade în proporție directă. De asemenea, curentul are un efect termic, astfel încât este imposibil să se considere curenții de înaltă frecvență ca fiind sigure.

Leziunile cauzate de electricitate se numesc leziuni electrice. Fiecare dintre ele are un pericol mai mic sau mai mare. Cele mai periculoase sunt leziunile primite de la arcul electric, care are o temperatură ridicată de 5 mii la 12 mii grade Celsius. Tipuri de leziuni electrice:

1. Arsurile electrice apar atunci când căldura afectează țesuturile corpului uman, prin care curge curentul.
2. Zonele arse pe piele apar atunci când se află în contact direct cu partea conducătoare a curentului. Zona afectată dobândește o culoare cenușie sau gri.
3. Metallizarea pielii - impregnarea pielii cu particule de metal în cazul scurtcircuitului sau al sudării.
4. Daune mecanice - spasme musculare spontane, care duc la o cădere. La cădere, apar fracturi, vânătăi de dislocare articulare etc.
5. Electroftalmia - inflamația membranei mucoase a ochilor atunci când este expusă la radiații cu arc electric.

Există un alt fel de înfrângere - șoc electric. Acest tip de înfrângere poate fi împărțit în 5 grupe: fără pierderea conștiinței, cu pierderea conștiinței asociată cu încălcarea activității cardiace sau fără aceasta, moartea clinică și șocul electric.

Unități de măsură

Lucrarea câmpului electric la transferul de sarcină este măsurată în J (Joule), încărcare în CI (pendant). Aici, ca tensiunea denotat sau o unitate de măsură: raportul dintre aceste valori (pentru mișcarea în J la sarcina electrică în Cl) și este o diferență de potențial, măsurată în volți (V) și este notat cu U. Diferența de potențial este:

1. Variabila (amplitudinea și polaritatea variază în funcție de timp, în funcție de frecvența caracteristică).
2. Constant (are o valoare constantă a amplitudinii și polaritatea este o valoare constantă).

Și, de asemenea, unitățile de măsură au prefixe, de exemplu kV (Kilovolt = 1000V) și MV (megavolt = 1000000V). Există valori foarte scăzute, de exemplu, mV (milivolt = 0,001 V).

Circuite AC și DC

În circuitele DC și AC, U are proprietăți diferite și produce alte efecte asupra conductorilor. Pentru o tensiune constantă există legi pentru calcularea caracteristicilor sale, dar pentru metode variabile de calcul al indicatorilor sunt semnificativ diferite. Vom analiza în detaliu toate diferențele și asemănările.

Calcularea și analiza lanțurilor se face folosind legea lui Ohm: curentul total este direct proporțional cu tensiunea și este invers proporțional cu suma rezistenței circuitului și a sursei de alimentare.

Consecința legii prevedea că rezistența internă a sursei de energie electrică este neglijată: curentul circuitului este direct proporțional cu emf-ul și invers proporțional cu rezistența acestei secțiuni.

Înregistrarea legii lui Ohm, a cărui tensiune urmează formula, curent și rezistență: I = U / (RVN + Rts), unde I - intensitatea curentului, U - EMF Rts - rezistența circuitului, RVN - rezistența la sursa de alimentare internă.

Formula curentului prin rezistență și tensiune: I = U / Rτ.

Formula pentru tensiunea curentului electric: U = I * Rτ.

Pentru a calcula puterea, U trebuie înmulțită cu I: P = U * I = U * U / R, unde P este puterea.

Tensiune variabilă monofazată

În circuitele pentru alternanța curentă se produc alte fenomene și procese, pentru care sunt valabile și alte legi. Există astfel de tipuri de bază:

1. Instantanee (diferența de potențial într-un interval de timp specific: u = u (t)).
2. Valoarea de vârf (valoarea instantanee maximă U la momentul respectiv: u (t) = UM * sin (wt + f), în cazul în care w - frecvența unghiulară, t - și timp dat f - unghiul de fază inițială a tensiunii).
3. Valoarea medie (pentru un sinusoid este zero).
4. Rms-Uq (U pentru întreaga perioadă de oscilație și pentru sinusoid arata ca: Uq = 0.707 * Um).
5. Media rectificată este Uv (valoarea medie a modulului U: Um este aproximativ egală cu 0,9 * Uq).

În circuitele cu curent trifazat, există două tipuri de tensiuni: fază liniară (fază de fază) și fază (fază zero). Atunci când sunt conectate într-un lanț "triunghi", faza și linia U sunt egale. În cazul unei conexiuni "stea", faza 1 este de 1,732050808 ori mai mică decât cea liniară.

Recomandări pentru alegerea dispozitivului

Pentru calcule este necesară măsurarea valorilor valorilor energiei electrice. Există dispozitive speciale care ajută la efectuarea calculelor corecte. Pentru a măsura diferența de potențial, se utilizează un voltmetru.

Voltmetrul (volt - unitatea de măsură a EMF, măsurarea măsurătorilor) este un dispozitiv pentru măsurarea EMF în circuit, conectat în paralel cu zona pe care este necesară măsurarea.

Pentru un anumit caz este necesar să utilizați acest dispozitiv sau acel dispozitiv. Pentru calcule mai precise, sunt achiziționate dispozitive cu o clasă de înaltă precizie. Clasificarea voltmetrilor:

1. Principiul de funcționare: electromecanic (comutator) și electronic.
2. Scop: DC și AC, puls, selectiv și universal.
3. Proiectare: panou, portabil și staționar.

Voltmetru electromecanic analogic are erori mari de măsurare în circuitele de rezistență ridicată, dar sa dovedit a fi în circuite low-ohmic și posibilitatea modernizării (o creștere a valorilor de măsurare a U datorită rezistorului suplimentar).

Redresor voltmetru are o clasă de precizie mai mare. Se compune din dispozitivul de măsurare propriu-zis (are sensibilitate la curent continuu) și un dispozitiv de redresare. Ele nu sunt foarte răspândite din cauza erorilor mari și sunt utilizate ca dispozitive de semnalizare (valoarea aproximativă a U).

Voltmetre digitale Ele sunt utilizate în instrumente combinate-multimetre. Tensiunea de intrare la bornele (sondele) instrumentului este transformată într-un semnal utilizând un convertor analog-digital (ADC). Un afișaj este afișat pe afișajul digital. Acest tip de dispozitive a fost utilizat pe scară largă datorită înaltei precizii și versatilității sale.

Puls voltmetru Este necesar să o aplicați la măsurarea amplitudinii semnalelor pulsului și a impulsurilor individuale.

Aplicarea principală a voltmetrelor sensibile la fază este măsurarea componentelor de cvadratură ale tensiunii complexe (prezența părților imaginare și reale) ale armonicii primare. Ele sunt de obicei echipate cu 2 indicatori pentru a identifica părțile imaginare și cele actuale. Ele au fost utilizate pe scară largă în măsurarea AFC (caracteristică de fază de amplitudine) pentru selectarea pieselor și ajustarea amplificatoarelor.

Voltmetrele din subgrupul B2 (voltmetre pentru tensiune constantă) și B7 (universal) sunt utilizate pentru măsurarea tensiunii nominale.

Pentru a determina tensiunea AC, este necesar să utilizați dispozitivele din subgrupa B3 sau de tipul universal (B7). Cu toate acestea, adesea în aceste voltmetre convertoarele speciale sunt utilizate de la tensiunea alternativă la cea constantă.

B3 și B7 sunt calculate numai pentru determinarea tensiunii armonice pătrate medii-pătrată. În aceste instrumente electrice de măsurare, este posibil să se utilizeze detectoare (convertoare): vârf, redresor și cadran. Cea mai bună opțiune este un voltmetru pe un detector patrat, în timp ce valoarea măsurată este transmisă direct fără transformări. Instrumentele de măsurare pe detectoarele de vârf și redresoare recalculează valorile, reducând astfel precizia măsurătorilor. Pentru a măsura tensiunea periodică non-armonică, selectați un voltmetru pe un detector patrat.

În acest fel, calculul stresului joacă un rol important în ingineria electrică. Calculele pentru circuitele variabile și constante ale curentului electric diferă semnificativ, în urma căreia este necesar să se determine mai întâi tipul curentului și apoi să se efectueze calcule. Dar, de asemenea, este necesar să se respecte măsurile de siguranță atunci când se lucrează cu electricitate. La urma urmei, principalele sale prevederi se bazează pe experiența amară a omenirii.