Может случиться так, что цепь невозможно разомкнуть для измерения или труднодоступная точка в цепи. В таких ситуациях измерение может быть выполнено косвенно. Определив падение напряжения на резисторе, можно использовать закон Ома для определения силы тока. Косвенные измерения удобно проводить с помощью мультиметра, который сочетает в себе функции омметра, вольтметра и амперметра.
Амперы: характеристики единицы измерения тока
Традиционный символ I происходит от французской фразы intensité du courant, что в переводе на русский язык означает “сила тока”. Эта фраза часто используется в старых текстах. В современной практике его часто сокращают до слова “ток”. Впервые его использовал Андре-Мари Ампер, в честь которого названа единица измерения электрического тока и разработанный им закон.
Один ампер равен силе изменения силы электрического тока при его протекании по параллельным парным линейным проводникам бесконечной длины с пренебрежимо малой площадью кругового поперечного сечения. Эти материалы находятся на расстоянии одного метра друг от друга в вакууме. Это приводит к силе взаимодействия 2*10-7. Единица ампер равна одному кулону в секунду через поперечное сечение материала проводника.
Общее описание силы тока
Ампераж – это количество электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени в одну секунду. Как уже упоминалось выше, за единицу силы тока принят ампер, который относится к международной системе СИ, используемой во всем мире.
Один ампер равен силе изменения силы электрического тока, проходящего по параллельным парным линейным проводникам бесконечной длины, имеющим пренебрежимо малую площадь кругового поперечного сечения. Эти материалы находятся в вакууме на расстоянии одного метра друг от друга. Это создает силу взаимодействия 2*10-7. Единица тока Ампер соответствует одному кулону, протекающему через поперечное сечение материала проводника за одну секунду.
В математических терминах эта характеристика выглядит следующим образом 1 А = 1 кулон/1 секунда. Значение характеристики относительно велико, поэтому в бытовых приборах и микросхемах используются дополнительные блоки: 1 мА и 1 мкА, которые равны одной тысячной и одной миллионной доле ампера.
Если известно количество электрического заряда, протекающего через проводник нужного сечения за нужный промежуток времени, то этот параметр можно выразить следующей формулой: l=q/t.
В замкнутой сети без ответвлений за одну секунду времени через любую часть проводника проходит одинаковое количество электронов. Поскольку заряды не могут накапливаться исключительно на одном участке электрической цепи, их интенсивность не зависит от толщины и поперечного сечения проводника.
Для более сложных разветвленных схем это утверждение также остается верным. Но это определение справедливо только для отдельных участков цепи, которая должна рассматриваться как элементарная сеть.
Токи AC и прямой. И для его измерения необходимы различные приборы. Амперметры постоянного тока имеют одну из следующих отметок на шкале – “-“, “DC” или указание полярности подключения. Амперметры, предназначенные для измерения переменного тока, обозначаются как ” ” или “AC”.
Единица измерения
Поскольку сила тока является количественной величиной, в физике существует единица измерения. Это позволяет проводить сравнительный анализ различных течений и их мер.
Как она измеряется?
Формула для силы тока записывается следующим образом:
где ∆t – единица времени, а ∆q – количество электрического заряда, протекающего через поперечное сечение проводника за определенный промежуток времени.
В Международной системе (СИ) заряд измеряется в кулонах, а время – в секундах. Поэтому единицей измерения тока является Кулон/секунда. По международной конвенции это стало известно как Ампер.
В 1948 году было высказано предположение, что ток можно определить по взаимодействию двух проводников на расстоянии одного метра друг от друга и длиной один метр в вакууме.
Ток 1 A – это ток, при котором два проводника притягиваются (ток течет в одном направлении) или отталкиваются (ток течет в противоположных направлениях) с силой 0,0000002 H.
На практике очень часто используются кратные значения тока:
1 кА = 103 A, 1 мкА = 10-6 A, 1 мА = 10-3 A
По имени которого названа единица измерения
Единица измерения силы тока названа в честь французского ученого Андре-Мари Ампер.. Его называют “отцом” электромагнетизма. Он ввел такие понятия, как электрический ток, электростатика и электродинамика, гальванометр, напряжение, электродвижущая сила и соленоид. Амперу удалось найти доказательство теоремы “о циркуляции магнитного поля” и математически описать силу взаимодействия между токами.
Зависимость от мощности выглядит следующим образом:
Об электрическом токе
Чтобы сделать предмет более понятным, можно использовать аналогии (сравнения) из окружающего мира. Электрические величины иногда объясняют на примере обычной трубы:
- Ток электронов подобен движению жидкости;
- напряжение (разность потенциалов) – различные уровни давления;
- Если сечение проводника уменьшается, сопротивление току увеличивается – точно так же необходимо увеличить напор, чтобы перемещать больше воды в единицу времени.
Поток жидкости можно наблюдать через прозрачные стенки. Наличие визуальных маркеров – примесей – упростит визуальный эксперимент. Однако самый наблюдательный человек не сможет увидеть движение микроскопически малых электронов.
Тем не менее, именно движение потока заряженных частиц является электрическим током. Почему такое действие, даже при длительном стоянии, не изменяет массу (размеры) отдельных участков проводника?
Как и в случае с наблюдениями, ответ на этот вопрос можно объяснить очень малым размером задействованных параметров. Электроны можно сравнить с муравьями. Перемещаясь в другой “дом”, старый муравей сохраняет свой размер (форму). Точно так же масса проводника заметно не изменится, даже если мы полностью удалим из него электрически заряженные частицы.
9.Сила тока в проводнике зависит от заряда, переносимого одной частицей, их концентрации, средней направленной скорости движения частиц и площади поперечного сечения проводника.
ПОЖАЛУЙСТА, ПОМОГИТЕ МНЕ С ФИЗИКОЙ 100 БАЛЛОВ! 1.Что такое ток?
2.Что такое сила в электрической цепи?
3.Как обозначается сила тока? Запишите формулу для силы тока.
4.Что является единицей измерения тока? Как она называется?
5.Как электрический заряд выражается силой тока?
6.Что является единицей измерения электрического заряда (количества электричества)?
7.Алгоритм использования амперметра.
8.Как амперметр подключается к цепи?
9.От каких факторов зависит сила тока в цепи?
10.На основе какого эксперимента следует ввести понятие напряжения?
11 Что означает напряжение? Какая буква используется для обозначения напряжения?
12.Формула для нахождения напряжения по работе электрического поля.
13.Единица измерения напряжения. В честь кого он назван?
14.Какое напряжение используется в осветительной сети? Какова сила тока?
15.Напряжение в сети составляет 100 В. Что это значит?
16.Какова связь между током в проводнике и напряжением на его концах?
17.Нарисуйте график зависимости между током и напряжением.
18.Напишите формулу для зависимости тока от напряжения.
19.Какой прибор измеряет напряжение в электрической цепи? Каким образом она включена в схему?
20.Приведите последовательность действий при измерении напряжения.
21.Чем объясняется разница в силе тока в разных проводниках?
22.Определите сопротивление проводника. Как обозначается сопротивление?
23.Какова единица измерения сопротивления?
24.В каком случае проводник имеет сопротивление, равное 1 Ом?
25.Что является причиной сопротивления металлических проводников электрическому току?
26.Чем объясняется разное сопротивление различных проводников?
27.От чего и как зависит сопротивление проводника?
28.Как ток в проводнике зависит от его сопротивления (если напряжение на концах проводника остается неизменным)?
29.Нарисуйте график зависимости между током и сопротивлением при постоянном напряжении.
30.Сформулируйте и укажите закон Ома.
31.К каким электрическим величинам применим закон Ома для данного участка?
32.Вывести выражение из закона Ома: Сопротивление проводника зависит от геометрических размеров Рассчитайте сопротивление проводника.
33.Понять выражение: >.
42.Необходимо удвоить силу тока в цепи. Как это можно сделать?
43.Требуется в четыре раза увеличить силу тока в цепи с вдвое большим сопротивлением. Что необходимо сделать для достижения этой цели?
1.Сила тока – это физическая величина I, равная отношению количества заряда ∆Delta Q, прошедшего через поверхность в некоторый момент времени ∆Delta t к значению этого интервала времени: I=<
2.Электрический заряд, протекающий через поперечное сечение проводника за 1 с, определяет силу тока в цепи. 3. . Сила тока равна отношению электрического заряда q, протекающего через поперечное сечение проводника, ко времени протекания t.
3.I = q t , где I – сила тока, q – заряд, t – время. Единица тока в СИ – [I] = 1 A (ампер).
4. единицей тока является ток, при котором отрезки таких параллельных проводников длиной 1 метр взаимодействуют друг с другом с силой 2 – 10 (степень -7) Н и называется ампер.
5.Электрический заряд выражается силой тока в проводнике и временем, затраченным на его протекание q = I * t (по определению тока I = q/t) и измеряется в кулонах.
7.Цифровые и аналоговые амперметры используются в различных отраслях промышленности и ремесла. Они особенно широко используются в энергетике, радиоэлектронике и электротехнике. Они также могут использоваться в строительстве, дорожном и другом транспорте, а также в научных целях.
В домашних условиях этот инструмент также часто используется обычными людьми. Амперметр стоит иметь с собой в автомобиле на случай сбоев в работе электрооборудования в дороге. Аналоговые приборы также по-прежнему используются в различных областях жизни. Их преимущество заключается в том, что для их работы не требуется подключение к источнику питания, поскольку они используют электроэнергию от измеряемой цепи. Также их удобство заключается в отображении данных. Многие люди привыкли смотреть за стрелкой. Некоторые приборы имеют регулировочный винт, который позволяет точно установить стрелку на ноль. Инерция прибора отрицательно влияет на его полезность, поскольку стрелке требуется время, чтобы занять устойчивое положение.
8.В электрической цепи амперметр подключается последовательно с нагрузкой или при больших токах через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт.
9.Ток в проводнике зависит от заряда, переносимого отдельной частицей, ее концентрации, средней направленной скорости движения частиц и площади поперечного сечения проводника.
11.Величина работы, совершаемой 1 зарядом Cl в электрической цепи, называется напряжением. Он обозначается буквой U.
12.Для определения напряжения существует формула: U=A/q, где U – напряжение, A – работа, совершаемая током при перемещении заряда q в некоторой части цепи.
13.Назван в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта (1745-1827), который изобрел первую электрогальваническую батарею, стек Вольта, и опубликовал результаты своих экспериментов в 1800 году.
Так я представляю себе Фалеса, который сидит, трет кусочком янтаря свой гиматий (шерстяную верхнюю одежду, которую носили древние греки), а затем с удивлением наблюдает, как волосы, обрывки ниток, перья и кусочки бумаги притягиваются к янтарю.
Основные величины и меры электрического тока
На этой странице приведены основные величины электрического тока. Страница будет обновляться новыми значениями и формулами по мере необходимости.
текущий – Количественная мера интенсивности электрического тока, протекающего через поперечное сечение проводника. Чем толще проводник, тем больший ток может протекать через него. Ток измеряется с помощью прибора, называемого амперметром. Единицей измерения является ампер (A). Сила тока обозначается буквой -. I.
Следует добавить, что низкочастотные постоянные и переменные токи протекают по всему поперечному сечению проводника. Переменный ток высокой частоты проходит только через поверхность проводника – эпидермальный слой. Чем выше частота тока, тем тоньше слой кожи проводника, по которому протекает высокочастотный ток.
Это относится к любым высокочастотным компонентам – проводникам, индукторам, волноводам.
Поэтому для снижения активного сопротивления проводника высокочастотному току выбирают проводник большого диаметра и посеребренный (известно, что серебро имеет очень низкое удельное сопротивление).
Напряжение (падение напряжения) – Количественная мера разности потенциалов (электрической энергии) между двумя точками в электрической цепи.
Напряжение источника тока – это разность потенциалов на клеммах источника тока. Напряжение измеряется с помощью вольтметра. Единицей измерения является вольт (В).
Напряжение обозначается буквой -. Uнапряжение источника (синоним электродвижущей силы) может обозначаться буквой -. Е.
Подробнее о напряжении вы можете прочитать в нашей статье.
электрический ток – Количественная мера тока, описывающая его энергетические свойства. Он определяется основными параметрами тока и напряжения. Мощность электрического тока измеряется с помощью прибора, называемого ваттметром. Единицей измерения является ватт (Вт). Сила электрического тока обозначается буквой -. Р. Мощность определяется отношением:
Приведу пример практического применения этой формулы: Представьте, что у вас есть электрический нагревательный прибор, мощность которого вам неизвестна.
Чтобы узнать энергопотребление электроприбора, измерьте силу тока и умножьте ее на напряжение. Или же, если у вас прибор мощностью 2 кВт (киловатт), умножьте ее на 220 вольт.
Как проверить силу тока в шнуре, питающем электроприбор? Разделив мощность на напряжение, вы получите ток: I = P / U = 2000 ВТ / 220 В = 9,1 А.
Потребление энергии – это общее количество энергии, взятой из сети за единицу времени. Потребление электроэнергии измеряется с помощью счетчика (обычный квартирный счетчик). Единицей измерения является киловатт-час (кВтч).
Сопротивление элемента цепи – Количественная мера, описывающая способность элемента в электрической цепи сопротивляться электрическому току. В самом простом понимании, сопротивление – это простой резистор.
Резистор может использоваться как токоограничивающий или как токозадающий резистор. Источник электрического тока также имеет внутреннее сопротивление. Сопротивление измеряется с помощью прибора, называемого омметром. Единицей измерения является ом (Ом).
Сопротивление обозначается буквой -. R. Он связан с током и напряжением законом Ома (формула):
Где U – это падение напряжения на компоненте электрической цепи, I – ток, протекающий через элемент цепи.
Мощность, рассеиваемая (поглощаемая) элементом цепи – значение мощности, рассеиваемой элементом цепи, которую элемент может принять (выдержать) без изменения своих номинальных параметров (повреждения).
Мощность, рассеиваемая резистором, указана в его названии (например, двухваттный резистор – ОМЛТ-2, десятиваттный проволочный резистор – ПЭВ-10).
При расчете схем необходимая мощность, рассеиваемая элементом схемы, рассчитывается по формулам:
- Для надежной работы коэффициент рассеиваемой мощности элемента умножается на 1,5, чтобы учесть, что должен быть предусмотрен запас мощности.
Проводимость элементов цепи – Способность элемента цепи проводить электрический ток. Единицей измерения электропроводности является сименс (см). Он обозначается буквой -. σ. Проводимость является обратной величиной к сопротивлению и связана с ним формулой:
Если сопротивление проводника составляет 0,25 Ом (или 1/4 Ом), то проводимость равна 4 сем.
Частота электрического тока – Количественная мера скорости изменения направления электрического тока.
Существуют термины круговая (или циклическая) частота – ωкоторая определяет скорость изменения фазового вектора электрического (магнитного) поля, и частота электрического тока – fЧастота электрического тока измеряется с помощью прибора. Частота измеряется с помощью прибора, называемого частотомером. Единицей измерения является герц (Гц). Эти две частоты связаны друг с другом выражением:
Продолжительность электрического тока – Это величина, обратная частоте, и показывает, сколько времени требуется электрическому току, чтобы совершить одно циклическое движение. Период обычно измеряется с помощью осциллографа. Единицей измерения периода является секунда (с). Период колебаний электрического тока обозначается буквой -. Т. Этот период связан с частотой электрического тока выражением:
Длина волны высокочастотного электромагнитного поля – размерная величина, характеризующая один период колебаний электромагнитного поля в пространстве. Длина волны измеряется в метрах (м). Длина волны обозначается буквой -. λ. Длина волны связана с частотой и определяется скоростью распространения света:
Электрическая мощность – это количественная мера способности сохранять энергию электрического тока в виде электрического заряда на катушках конденсатора. Емкость обозначается буквой -. С. Единицей измерения емкости является фарада (F).
Магнитная индуктивность – это количественная мера, характеризующая способность накапливать энергию электрического тока в магнитном поле индукционной катушки (дросселя). Магнитная индуктивность обозначается буквой -. L. Единицей измерения индуктивности является генри (Гн).
Сопротивление конденсатора (емкость) – это значение внутреннего сопротивления конденсатора гармоническому переменному току определенной частоты. Реактивное сопротивление конденсатора обозначается через -. XC и определяется по формуле:
- Реактивное сопротивление индуктора (дросселя) – значение внутреннего сопротивления индукционной катушки для переменного гармонического тока заданной частоты. Реактивное сопротивление индукционной катушки обозначается как XL и определяется по формуле:
- Резонансная частота колебательного контура – это гармоническая частота переменного тока, при которой колебательный контур демонстрирует четкую амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Резонансная частота колебательного контура задается формулой:
- или
Коэффициент качества колебательного контура – это характеристика, описывающая ширину резонансной частотной характеристики, показывающая, во сколько раз энергия, запасенная в цепи, превышает энергию, потерянную за период колебаний. При этом учитывается наличие активного сопротивления нагрузки. Это обозначается буквой -. Q.
Для последовательного колебательного контура в RLC-цепях, где все три элемента соединены последовательно, рассчитывается коэффициент качества:
Читайте далее:- 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе.
- Электричество. Сила электричества.
- Многоликий протон.
- Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряда.
- Измерительный инструмент – это инструмент для измерения. Что такое измерительный инструмент?.
- Значение слова ЭЛЕКТРОТЕХНИКАЦИЯ. Что такое ЭЛЕКТРОТЕХНИКА?.
- Основные единицы СИ – Тихоокеанский государственный университет.