Теорія постійного струму

Що таке постійний струм?

У початковій школі ми дізналися, що все зроблено атомами. Це продукт трьох частинок: електронів, протонів та нейтронів. Як випливає з назви, у нейтрона немає заряду, тоді як протони є позитивними, а електрони - негативними.

В атомі електрони протони і нейтрони залишаються разом у стабільній формації, але якщо в результаті якогось зовнішнього процесу електрони відокремлюються від атомів, вони завжди хочуть оселитися в попередньому положенні, таким чином це створить притягання до протонів. Якщо ми використовуємо ці вільні електрони і просуваємо їх всередину провідника, який утворює схему, притягнення потенціалу створює різницю потенціалів.

Якщо потік електрона не змінює свого шляху і перебуває в односпрямованих потоках або рухах усередині ланцюга, це називається постійним або постійним струмом. Постійне напруга є джерелом постійної напруги.

У разі постійного струму полярність ніколи не зміниться або зміниться щодо часу, тоді як потік струму може змінюватися з часом.

Як і насправді, ідеального стану не існує. У випадку ланцюга, де протікають вільні електрони, це також справедливо. Ці вільні електрони не течуть самостійно, оскільки провідні матеріали не є ідеальними для того, щоб електрони могли вільно текти. Він дійсно протистоїть потоку електронів певним правилом обмежень. У цьому питанні кожна електроніка / електрична схема складається з трьох основних індивідуальних величин, які називаються VI R.

• Напруга (В)
• Струм (I)
• І опір (R)

Ці три речі є основними фундаментальними величинами, які з’являються майже у всіх випадках, коли ми бачимо або описуємо щось, або робимо щось, що пов’язане з електрикою чи електронікою. Вони обидва добре пов’язані між собою, але вони позначили три окремі речі в Основах електроніки чи електрики.

Що таке струм?

Як вже зазначалося, вільні відокремлені електрони протікають усередині схеми; цей потік електронів (заряду) називається струмом. Коли джерело напруги подається на ланцюг, частки негативного заряду безперервно течуть з рівномірною швидкістю. Цей струм вимірюється в амперах відповідно до одиниці СІ і позначається як I або i. Відповідно до цієї одиниці 1 Ампер - це кількість електроенергії, що передається за 1 секунду. Основною одиницею заряду є кулон.

1А - це 1 кулон заряду, що переноситься в ланцюзі або провіднику за 1 секунду. Тож Формула є

1A = 1 C / S

Де C позначається кулоном, а S - другим.

У практичному сценарії електрони перетікають від негативного джерела до позитивного джерела живлення, але для кращого розуміння схеми звичайний струм передбачає, що струм тече від позитивного до негативного терміналу.

На деяких електричних схемах ми часто бачимо, що на декількох стрілках з I або i вказується потік струмів, що є звичайним потоком струму. Ми побачимо використання струму на платі комутатора стіни як “Максимум 10 ампер ” або в зарядному телефоні “максимальний струм заряду 1 Ампер ” тощо.

Сила струму також використовується як префікс із додатковим коефіцієнтом, як кіло ампер (10 ³ В), міліа ампер (10 ^-3 А), мікроампер (10 ^-6 А), наноампер (10 ^-9 А) тощо.

Що таке напруга?

Напруга - це різниця потенціалів між двома точками ланцюга. Він повідомляє про потенційну енергію, що зберігається як електричний заряд у точці електропостачання. Ми можемо позначити або виміряти різницю напруг між будь-якими двома точками у вузлах ланцюга, переході тощо.

Різниця між двома точками називається різницею потенціалів або падінням напруги.

Це падіння напруги або різниця потенціалів вимірюється у вольтах із символом V або v. Більша напруга означає більшу ємність і більше затримок на заряді.

Як описано раніше, джерелом постійної напруги називають постійну напругу. Якщо напруга періодично змінюється з часом, це змінна напруга або змінний струм.

Один Вольт - це за визначенням споживання енергії в один джоуль на електричний заряд одного кулона. Відносини такі, як описано

V = Потенційна енергія / заряд Або 1В = 1 Дж / С

Де J позначається як Джоуль, а C - кулон.

Падіння напруги в один вольт відбувається, коли струм 1 ампер протікає через опір 1 Ом.

1V = 1A / 1R

Де A - ампер, а R - опір в омах.

Напруга також використовується як префікс до множника, як кіловольт (10 ³ В), мілівольт (10 ^-3 В), мікровольт (10 ^-6 В), нано-вольт (10 ^-9 В) тощо. позначається як негативна напруга, а також як позитивна напруга.

Змінна напруга зазвичай зустрічається в домашніх торгових точках. В Індії це 220 В змінного струму, в США 110 В змінного струму і т. Д. Ми можемо отримати постійну напругу, перетворивши цей змінний струм в постійний або від батарейок, сонячних панелей, різних блоків живлення, а також телефонних зарядних пристроїв. Ми також можемо перетворити постійний струм в змінний за допомогою інверторів.

Дуже важливо пам’ятати, що напруга може існувати без струму, оскільки це різниця напруг між двома точками або різниця потенціалів, але струм не може протікати без різниці напруг між двома точками.

Що таке опір?

Як і в цьому світі, ніщо не є ідеальним, кожен матеріал має певні характеристики, щоб протистояти потоку електронів при проходженні від нього. Ємність опору матеріалу - це його опір, який вимірюється в Омах (Ом) або Омезі. Так само, як струм і напруга, опір також має префікс для кількох ом, таких як кілоом (10 ³ Ом), міліом (10 ^-3 Ом), мегаом (10 ⁶ Ом) тощо. Опір не можна виміряти в негативній; це лише позитивне значення.

Опір повідомляє, чи матеріал, від якого проходить струм, є хорошим провідником, означає низький опір, або поганий провідник означає високий опір. 1 Ом - це дуже низький опір порівняно з 1 М Ом.

Отже, є матеріали, які мають дуже низький опір і є хорошим провідником електрики. Як, мідь, золото, срібло, алюміній тощо. З іншого боку, є кілька матеріалів, які мають дуже високий опір, отже, поганий провідник електрики, такі як скло, дерево, пластик, і через високий опір та погану здатність проводити електрику вони в основному використовуються для ізоляції в якості ізолятора.

Крім того, спеціальні типи матеріалів широко використовуються в електроніці завдяки своїм особливим можливостям проводити електрику між поганими та хорошими провідниками. Це напівпровідники, назва означає, що це природа, напівпровідник. Транзистори, діоди, інтегральні схеми виготовляються з використанням напівпровідників. В цьому сегменті напівпровідникового матеріалу широко використовуються германій та кремній.

Як вже було сказано раніше, опір не може бути негативним. Але опір має два конкретні сегменти, один знаходиться в лінійному сегменті, а інший - у нелінійному сегменті. Ми можемо застосувати специфічний граничний математичний розрахунок для обчислення ємності опору цього лінійного опору, з іншого боку, нелінійний сегментований опір не має належного визначення або залежності між напругою та потоком струму між цими резисторами.

Омське право та відносини VI:

Георг Саймон Ом, він же німецький фізик Георг Ом, знайшов пропорційну залежність між падінням напруги, опором і струмом. Ці відносини відомі як закон Ома.

У його знахідці зазначено, що струм, що проходить через провідник, прямо пропорційний напрузі на ньому. Якщо ми перетворимо цю знахідку в математичну формацію, ми побачимо це

Струм (ампер) = напруга / опір I (ампер) = V / R

Якщо ми знаємо будь-яке з двох значень із цих трьох сутностей, ми можемо знайти третє.

З наведеної вище формули ми знайдемо три сутності, і формула буде такою:

Напруга	V = I x R	Вихід буде напругою у вольт (В)
Поточний	I = V / R	Вихід буде струмом в амперах (А)
Опір	R = V / I	На виході буде опір в Омах (Ом)

Давайте побачимо різницю цих трьох за допомогою схеми, де навантаження - це опір, а Ам-метр використовується для вимірювання струму, а Вольтметр - для вимірювання напруги.

На зображенні вище, амперметр підключений послідовно і подає струм на резистивне навантаження, з іншого боку, вольтметр, підключений через джерело для вимірювання напруги.

Важливо пам’ятати, що амперметр повинен мати опір 0, оскільки він повинен забезпечувати 0 опір струму, що протікає через нього, і для цього ідеально підходить амперметр 0 Ом послідовно, але оскільки напруга є різницею потенціалів з двох вузлів вольтметр підключений паралельно.

Якщо ми змінимо струм джерела напруги або напругу джерела напруги або опір навантаження на джерелі лінійно, а потім виміряємо одиниці виміру, ми отримаємо нижче результат:

На цьому графіку Якщо R = 1, тоді струм і напруга будуть пропорційно зростати. V = I x 1 або V = I., отже, якщо опір фіксований, напруга зростатиме зі струмом або навпаки.

Що таке сила?

Потужність створюється або споживається, в електронній чи електричній схемі номінальна потужність використовується для надання інформації про те, скільки енергії споживає схема, щоб забезпечити належний вихід її.

Згідно з правилами природи, енергію неможливо знищити, але вона може бути передана, як електрична енергія, перетворена в механічну, коли електрика подається на двигун, або електрична енергія, перетворена в тепло, коли подається на нагрівач. Таким чином, нагрівач потребує енергії, яка є потужністю, щоб забезпечити належне відведення тепла, тобто ця потужність є номінальною потужністю нагрівача при максимальній потужності.

Потужність позначається символом W і вимірюється у WATT.

Потужність - це помножене значення напруги та струму. Так, P = V x I

Де P - потужність у ватах, V - напруга, а I - ампер або поточний потік.

Він також має підпрефікс, такий як кіло-ват (10 ³ Вт), мілі-ват (10 ^-3 Вт), мега-ват (10 ⁶ Вт) тощо.

Оскільки Закон Ома V = I x R, а Закон степенів P = V x I, то ми можемо поставити значення V у закон степенів, використовуючи формулу V = I x R. Тоді закон про владу буде

P = I * R * I Або P = I ² R

Впорядкувавши те саме, ми можемо знайти найменше одне, коли інше недоступне, формули переставляються в нижченаведеній матриці:

Отже, кожен сегмент складається з трьох формул. У будь-якому з випадків, якщо опір став 0, тоді струм буде нескінченним, це називається умовою короткого замикання. Якщо напруга стала 0, то струм не існує, а потужність буде 0, якщо струм став 0, то ланцюг знаходиться в стані розімкнутого ланцюга, де напруга присутня, але не сила струму, отже, знову ж потужність буде 0, Якщо потужність 0 тоді схема не буде споживати або виробляти енергію.

Концепція електронного потоку

Струмові потоки зарядними залученнями. Насправді, оскільки електрони є негативними частинками, вони перетікають від негативного терміналу до позитивного терміналу джерела живлення. Отже, у фактичній схемі електронний струм протікає від негативного терміналу до позитивного терміналу, але в звичайному потоці струму, як ми описали раніше, ми вважаємо, що струм тече від позитивного до негативного терміналу. На наступному зображенні ми дуже легко зрозуміємо потік струму.

Незалежно від напрямку, це не впливає на струм потоку всередині схеми. Легше зрозуміти звичайний потік струму від позитивного до негативного. Потік струму в одному напрямку - постійний або постійний струм, який змінює його напрямок, що називається змінним струмом або змінним струмом.

Практичні приклади

Давайте розглянемо два приклади, щоб краще зрозуміти речі.

1. У цій схемі джерело постійного струму 12 В підключено через навантаження 2 Ом, обчисліть енергоспоживання схеми?

У цій схемі загальний опір є опором навантаження, тому R = 2, а вхідна напруга 12 В постійного струму, отже, V = 12 В. Потік струму в схемі буде

I = V / R I = 12/2 = 6 ампер

Оскільки потужність (Вт) = напруга (В) х Ампер (А), загальна потужність становитиме 12 х 6 = 72 Вт.

Ми також можемо розрахувати значення без Ампера.

Споживана потужність (Вт) = Потужність = Напруга ² / Опір Потужність = 12 ² /2 = 12 * 12/2 = 72 Вт

Незалежно від використовуваної формули, результат буде однаковим.

2. У цій схемі загальна споживана потужність навантаження становить 30 Вт, якщо підключити джерело живлення 15 В постійного струму, скільки струму потрібно?

У цій схемі загальний опір невідомий. Вхідна напруга живлення становить 15 В постійного струму, отже, V = 15 В постійного струму і потужність, що проходить через схему, становить 30 Вт, отже, Р = 30 Вт. Потік струму в схемі буде

I = P / VI = 30/15 2 ампер

Отже, для живлення схеми на 30 Вт нам потрібно джерело живлення постійного струму 15 В, яке здатне подавати струм постійного струму від 2 ампер або більше, оскільки схема потребує струму 2 ампер.