Зарядное устройство 2.4 ампера. Конвертер ватт в амперы. Ампер с точки зрения физики
На бытовых приборах (миксер, фен, блендер) производители пишут потребляемую мощность в ваттах, на устройствах, которые требуют больших объемов электрической нагрузки (электрическая плита, пылесос, водонагреватель), – в киловаттах. А на розетках или автоматических выключателях, через которые подключаются к сети приборы, принято указывать силу тока в амперах. Чтобы понять, выдержит ли розетка подключаемое устройство, нужно знать, как переводить амперы в ватты.
Единицы мощности
Перевод ватты в амперы и наоборот – понятие относительное, потому как это разные единицы измерения. Амперы – это физическая величина силы электрического тока, то есть скорость прохождения электричества через кабель. Ватт – величина электрической мощности, или скорость потребления электроэнергии. Но такой перевод необходим для того, чтобы рассчитать, соответствует ли значение силы тока значению его мощности.
Перевод ампера в ватты и киловатты
Знать, как посчитать соответствие ампер ваттам, нужно для того, чтобы определить, какое устройство способно выдержать мощность подключаемых потребителей. К таким устройствам относят защитную аппаратуру или коммутационную.
Перед тем как выбрать, какой автоматический выключатель или устройство защитного отключения (УЗО) установить, нужно посчитать мощности потребления всех подключаемых приборов (утюг, лампы, стиральная машина, компьютер и т.д.). Или же наоборот, зная, какой стоит автомат или защитное устройство отключения, определить, какое оборудование выдержит нагрузку, а какое нет.
Для перевода ампера в киловатты и наоборот существует формула: I=P/U, где I – амперы, P – ватты, U – вольты. Вольты – это напряжение сети. В жилых помещениях используется однофазная сеть – 220 В. На производстве для подключения промышленного оборудования работает электрическая трехфазная сеть, значение которой равно 380 В. Исходя из этой формулы, зная амперы, можно посчитать соответствие ваттам и наоборот – перевести ватты в амперы.
Ситуация: имеется автоматический выключатель. Технические параметры: номинальный ток 25 А, 1-полюс. Нужно посчитать, какую ваттность приборов способен выдержать автомат.
Проще всего технические данные внести в калькулятор и рассчитать мощность. А также можно использовать формулу I=P/U, получится: 25 А=х Вт/220 В.
х Вт=5500 Вт.
Чтобы ватты перевести в киловатты,необходимо знать следующие меры мощности в ватт:
- 1000 Вт = 1 кВт,
- 1000 000 Вт = 1000 кВт = МВт,
- 1000 000 000 Вт = 1000 МВт = 1000000 кВт и т.д.
Значит, 5500 Вт =5,5 кВт. Ответ: автомат с номинальным током 25 А может выдержать нагрузку всех приборов общей мощностью 5,5 кВт, не более.
Применяют формулу с данными напряжения и силы тока для того, чтобы подобрать тип кабеля по мощности и силе тока. В таблице приведено соответствие тока сечению провода:
| Сечение жилы, мм² | Медные жилы проводов, кабелей | |||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | |
| 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 |
Как перевести ватт в ампер
Перевести ватт в ампер нужно в ситуации, когда необходимо поставить защитное устройство и нужно выбрать, с каким номинальным током оно должно быть.
Задача рассчитать, сколько ампер в ваттах или какая соответствует розетка для подключения, если микроволновая печь потребляет 1,5 кВт. Для удобства расчета киловатты лучше перевести в ватты: 1,5 кВт = 1500 Вт. Подставляем значения в формулу и получаем: 1500 Вт / 220 В = 6,81 А. Значения округляем в большую сторону и получаем 1500 Вт в пересчете на амперы – потребление тока СВЧ не менее 7 А.
Если подключать несколько приборов одновременно к одному устройству защиты, то чтобы посчитать, сколько в ваттах ампер, нужно все значения потребления сложить вместе. Например, в комнате используется освещение со светодиодными лампами 10 шт. по 6 Вт, утюг мощностью 2 кВт и телевизор 30 Вт. Сначала все показатели нужно перевести в ватты, получается:
- лампы 6*10= 60 Вт,
- утюг 2 кВт=2000 Вт,
- телевизор 30 Вт.
60+2000+30=2090 Вт.
Теперь можно перевести ампер в ватты, для этого подставляем значения в формулу 2090/220 В = 9,5 А ~ 10 А.
Ответ: потребляемый ток около 10 А.
Необходимо знать, как перевести амперы в ватты без калькулятора. В таблице показано соответствие скорости потребления электроэнергии силе тока при однофазной и трехфазной сетях.
| Ампер (А) | Мощность (кВт) | |
| 220 В | 380 В | |
| 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 |
Каждый раз собираясь в отпуск или командировку приходится брать с собой целый ворох зарядок под различные девайсы.
Недавно я приобрел компактное зарядное устройство Xiaomi на 4 порта, суммарно выдающее мощность 35W (7 ампер) или 2,4 ампера на один порт. Зарядка оказалась очень качественной и полностью соответствует заявленным характеристикам, поэтому решил поделится информацией.
Видео обзор с тестированием нагрузкой
Маленькая упаковка с логотипом Mi, основные характеристики указаны на одной из сторон:
- интерфейсы: 4 порта USB 2.0
- Input: AC 100-240V / 50-60Hz
- Output: 5.0V / 2.4A на порт или суммарно 7А
- Мощность: 35W
- Размеры: 6.50 x 6.18 x 2.80 см
В комплекте: зарядник и инструкция на китайском языке.
Размеры — очень компактные, она спокойно умещается в руке, в поездке много места не займет.
На лицевой части расположены 4 usb порта. Поддержки QC2.0 или QC3.0 нет, но максимальный ток 2,4A на порт и без этого быстро зарядит ваш смартфон или планшет.
Вилка складная и спрятана в корпус. Минусом можно считать то, что она китайская и дополнительно нужно использовать переходник, который в комплект не кладут.
Если использовать зарядку дома, на постоянной основе, то конструкция выходит довольно громоздкой: переходник+зарядка+ кабеля. Хотя я приспособил ее и дома, просто кладу на бок и все выглядит довольно цивилизованно. В поездках этот вопрос вообще не имеет значения.
Но конечно самый интересный и главный вопрос — соответствие на заявленные характеристики. Прежде чем написать обзор я более месяца пользовался ей дома, как основной для зарядки своих гаджетов. В работе показала себя хорошо — не греется, не шумит. То что я не написал обзор раньше связанно также с тем фактом, что я ждал новую нагрузку для точных измерений возможности зарядки. Вот пару дней назад получил, но китайцы подложили «свинью» — нагрузка оказалась нерабочей…
Пришлось использовать старую, которая в принципе ничем не хуже, однако шаг в котором можно менять нагрузку равен 0,5А, что не позволяет точно вычислить максимальный потенциал зарядного. Но что есть то есть, буду тестировать на ней.
Первым делом узнаем сколько максимально зарядное может выдать в реальности на 1 порт.
Начнем с постепенной нагрузки — 0,5А:
1А (на самом деле нагрузка потребляет чуть меньше — 0,95А)
2А (реальное потребление нагрузкой 1,88А)
И 2,5А (достигается путем использования 1,88А и дополнительного включение фонарика на 0,6А)
Как видим заявленные характеристики — соответствуют и даже больше. При заявленных 2,4А зарядное выдает 2,5А без значительной просадки в напряжении. А вот если нагрузить еще больше, например на 3А, она уже не справляется — ток почти не растет, а напряжение проседает.
Смартфон MI5S потребляет 1,75А
Смартфон Gemini потребляет 1,43А
Теперь включаем это все одновременно вместе с нагрузкой. Итого в сумме: 1.79А +1,75А+1.43А+2,5А = 7,47А. Это даже выше заявленных возможностей.
Напряжение проседает до 5,05V — 5,07V но зарядка держит нагрузку. Спустя 5 минут она уже значительно теплая и я решаю ее не мучать, т.к все же она не рассчитана на такую работу. Буквально немного уменьшив нагрузку, когда смартфон чуть зарядился и стал брать 1А (уменьшение нагрузки на 0,5А) сразу видим повышение напряжения до 5,15V — 5,2V, что уже вполне хорошо.
В электротехнике существует множество единиц измерения, используемых при выполнении расчетов. Большие значение делятся на более мелкие, а те в свою очередь — на еще более мелкие. Поэтому, в зависимости от обстоятельств, приходится переводить одни единицы в другие. В процессе перевода нередко возникают разные вопросы, например, сколько миллиампер в ампере или ватт в киловатте и мегаватте.
Опытные специалисты выполняют такие операции практически не задумываясь, однако начинающие электрики иногда могут и ошибиться, особенно если возникает вопрос, что больше ампер или миллиампер? Чтобы исключить подобные ошибки, нужно иметь наиболее полное представление о конкретной единице измерения и все проблемы разрешатся сами собой.
Ампер с точки зрения физики
В физике и электротехнике ампер является величиной, характеризующей силу тока в количественном отношении.
Другой способ считается косвенным, требующим проведения специальных расчетов. В этом случае необходимо знать напряжение, приложенное к данному участку цепи, и сопротивление этого участка. После чего, сила тока легко определяется по формуле I = U/R, а полученный результат отображается в амперах.
В практической деятельности амперы используются довольно редко, поскольку эта единица считается слишком большой для обычного пользования. Поэтому большинство специалистов пользуются кратными единицами — миллиамперами (10-3А) и микроамперами (10-6А), которые по-другому могут обозначаться в виде 0,001 А и 0,000001 А. Однако при выполнении расчетов необходимо вновь перевести миллиамперы в амперы и во всех формулах применять уже эти единицы. Именно на этой стадии у многих возникает вопрос, как переводить миллиамперы в амперы.
Как измерить
Для того чтобы определить силу тока на конкретном участке цепи, используются измерительные приборы, перечисленные выше. Среди них наиболее точным считается амперметр, производящий замеры только одной величины, с использованием одной шкалы. Однако более удобными считаются тестеры и , с помощью которых осуществляется измерение не только силы тока, но и других электротехнических величин в различных диапазонах. Данные приборы обладают возможностью переключаться с одних единиц измерения на другие и точно определять, сколько миллиампер в ампере.
В некоторых случаях измерительное устройство может показать превышение диапазона. Чтобы решить эту проблему достаточно сделать перевод миллиампер в амперы и получить требуемое значение. Несмотря на высокие погрешности измерений, мультиметры и тестеры на практике применяются намного чаще амперметров, поскольку с их помощью большинство неисправностей очень быстро обнаруживается и устраняется. Кроме того, эти приборы при выполнении измерений не требуют обязательного разрыва цепи, и сила тока может быть измерена бесконтактным способом.
Как перевести
Наиболее простым способом считается перевод единиц вручную, наглядно показывая ампер и миллиампер, разница между которыми составляет 10-3. В качестве примера можно рассмотреть участок электрической цепи с напряжением 5 вольт и сопротивлением 100 Ом. Для того чтобы определить силу тока, необходимо воспользоваться формулой и разделить значение напряжения на сопротивление I = U/R = 5/100 = 0,05 А. Полученный результат не совсем удобен использования, поэтому его рекомендуется пересчитать в кратных единицах измерения, то есть, в миллиамперах.
В этом случае 1 ампер равен 1000 миллиампер. Для пересчета 0,05 А нужно умножить на 1000 и получится 50 мА. Точно так же делается обратная процедура, когда 50 мА делится на 1000, и в итоге получаются первоначальные 0,05 А. Таким образом, решая задачу на 1 ампер сколько приходится миллиампер получается количество, равное 1000.
Для того чтобы ускорить процедуру перевода единиц, были разработаны специальные таблицы, отображающие различные типы величин.
Например, если один миллиампер составляет 0,001 ампера, то в обратном порядке один ампер будет равен 1000 миллиампер. На корпусах аккумуляторов помимо силы тока, добавляется количество времени, в течение которого они смогут отдать или получить определенный заряд. На различных зарядных устройствах наносится количество ампер или миллиампер, которые дополнительно означают их мощность.
В таблице, приведенной на рисунке, исключается применение большого количества нулей. Вместо них используются специальные приставки, обозначающие какую-то часть от целых чисел. Все вместе они представляют собой единое слово, в котором присутствует не только приставка, но и сама основная единица.
Современному комфорту нашей жизни мы обязаны именно электрическому току. Он освещает наши жилища, генерируя излучение в видимом диапазоне световых волн, готовит и подогревает пищу в разнообразных устройствах вроде электроплиток, микроволновых печей, тостеров, избавляя нас от необходимости поиска топлива для костра.
Благодаря ему мы быстро перемещаемся в горизонтальной плоскости в электричках, метро и поездах, перемещаемся в вертикальной плоскости на эскалаторах и в кабинах лифтов. Теплу и комфорту в наших жилищах мы обязаны именно электрическому току, который течёт в кондиционерах, вентиляторах и электрообогревателях. Разнообразные электрические машины, приводимые в действие электрическим током, облегчают наш труд, как в быту, так и на производстве. Воистину мы живём в электрическом веке, поскольку именно благодаря электрическому току работают наши компьютеры и смартфоны, Интернет и телевидение, и другие умные электронные устройства. Недаром человечество столько усилий прилагает для выработки электричества на тепловых, атомных и гидроэлектростанциях — электричество само по себе является самой удобной формой энергии.
Как бы это парадоксально не звучало, но идеи практического использования электрического тока одними из первых взяла на вооружение самая консервативная часть общества — флотские офицеры.
Понятно, пробиться наверх в этой закрытой касте было сложным делом, трудно было доказать адмиралам, начинавшим юнгами на парусном флоте, необходимость перехода на цельнометаллические корабли с паровыми двигателями, поэтому младшие офицеры всегда делали ставку на нововведения. Именно успех применения брандеров во время русско-турецкой войны в 1770 году, решившими исход сражения в Чесменской бухте, поставил вопрос о защите портов не только береговыми батареями, но и более современными на тот день средствами защиты — минными заграждениями.
Разработка подводных мин различных систем велась с начала 19-го века, наиболее удачными конструкциями стали автономные мины, приводимые в действие электричеством. В 70-х гг. 19-го века немецким физиком Генрихом Герцем было изобретено устройство для электрической детонации якорных мин с глубиной постановки до 40 м. Её модификации знакомы нам по историческим фильмам на военно-морскую тематику — это печально известная «рогатая» мина, в которой свинцовый «рог», содержащий ампулу, наполненную электролитом, сминался при контакте с корпусом судна, в результате чего начинала работать простейшая батарея, энергии которой было достаточно для детонации мины.
Моряки первыми оценили потенциал тогда ещё несовершенных мощных источников света — модификаций свечей Яблочкова, у которых источником света служила электрическая дуга и светящийся раскалённый положительный угольный электрод — для использования в целях сигнализации и освещения поля боя. Использование прожекторов давало подавляющее преимущество стороне, применивших их в ночных сражениях или просто использующих их как средство сигнализации для передачи информации и координации действий морских соединений. А оснащённые мощными прожекторами маяки упрощали навигацию в прибрежных опасных водах.
Не удивительно, что именно флот принял на ура способы беспроводной передачи информации — моряков не смущали большие размеры первых радиостанций, поскольку помещения кораблей позволяли разместить столь совершенные, хотя на тот момент и весьма громоздкие, устройства связи.
Электрические машины помогали упростить заряжание корабельных пушек, а электрические силовые агрегаты поворота орудийных башен повышали маневренность нанесения пушечных ударов.
Команды, передаваемые по корабельному телеграфу, повышали оперативность взаимодействия всей команды, что давало немалое преимущество в боевых столкновениях.
Самым ужасающим применением электрического тока в истории флота было использование рейдерских дизель-электрических подлодок класса U Третьим Рейхом. Субмарины «Волчьей стаи» Гитлера потопили много судов транспортного флота союзников — достаточно вспомнить о печальной судьбе конвоя PQ-17.
Британским морякам удалось добыть несколько экземпляров шифровальных машин «Энигма» (Загадка), а британская разведка успешно расшифровала её код. Один из выдающихся ученых, который над этим работал — Алан Тьюринг, известный своим вкладом в основы информатики. Получив доступ к радиодепешам адмирала Дёница, союзный флот и береговая авиация смогли загнать «Волчью стаю» обратно к берегам Норвегии, Германии и Дании, поэтому операции с применением подлодок с 1943 года были ограничены краткосрочными рейдами.
Гитлер планировал оснастить свои подлодки ракетами Фау-2 для атак на восточное побережье США.
К счастью, стремительные атаки союзников на Западном и Восточном фронтах не позволили этим планам осуществиться.
Современный флот немыслим без авианосцев и атомных подводных лодок, энергонезависимость которых обеспечивается атомными реакторами, удачно сочетающими в себе технологии 19-го века пара, технологии 20-го века электричества, и атомные технологии 21-го века. Реакторы атомоходов генерируют электрический ток в количестве, достаточном для обеспечения жизнедеятельности целого города.
Помимо этого, моряки вновь обратили своё внимание на электричество и апробируют применение рельсотронов — электрических пушек для стрельбы кинетическими снарядами, имеющими огромную разрушительную силу.
Историческая справка
С появлением надёжных электрохимических источников постоянного тока, разработанных итальянским физиком Алессандро Вольта, целая плеяда замечательных учёных из разных стран занялись исследованием явлений, связанных с электрическим током, и разработкой его практического применения во многих областях науки и техники.
Достаточно вспомнить немецкого учёного Георга Ома, сформулировавшего закон протекания тока для элементарной электрической цепи; немецкого физика Густава Роберта Кирхгофа, разработавшего методы расчёта сложных электрических цепей; французского физика Андре Мари Ампера, открывшего закон взаимодействия для постоянных электрических токов. Работы английского физика Джеймса Прескотта Джоуля и российского учёного Эмиля Христиановича Ленца, привели, независимо друг от друга, к открытию закона количественной оценки теплового действия электрического тока.
Дальнейшим развитием исследования свойств электрического тока были работы британского физика Джеймса Кларка Максвелла, заложившего основы современной электродинамики, которые ныне известны как уравнения Максвелла. Также Максвелл разработал электромагнитную теорию света, предсказав многие явления (электромагнитные волны, давление электромагнитного излучения). Позднее немецкий учёный Генрих Рудольф Герц экспериментально подтвердил существование электромагнитных волн; его работы по исследованию отражения, интерференции, дифракции и поляризации электромагнитных волн легли в основу создания радио.
Работы французских физиков Жана-Батиста Био и Феликса Савара, экспериментально открывшими проявления магнетизма при протекании постоянного тока, и замечательного французского математика Пьера-Симона Лапласа, обобщившего их результаты в виде математической закономерности, впервые связали две стороны одного явления, положив начало электромагнетизму. Эстафету от этих учёных принял гениальный британский физик Майкл Фарадей, открывший явление электромагнитной индукции и положивший начало современной электротехнике.
Огромный вклад в объяснение природы электрического тока внёс нидерландский физик-теоретик Хендрик Антон Лоренц, создавший классическую электронную теорию и получивший выражение для силы, действующей на движущийся заряд со стороны электромагнитного поля.
Электрический ток. Определения
Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. В силу этого ток определяется как количество зарядов, прошедшее через сечение проводника в единицу времени:
I = q / t где q — заряд в кулонах, t — время в секундах, I — ток в амперах
Другое определение электрического тока связано со свойствами проводников и описывается законом Ома:
I = U/R где U — напряжение в вольтах, R — сопротивление в омах, I — ток в амперах
Электрический ток измеряется в амперах (А) и его десятичных кратных и дольных единицах — наноамперах (миллиардная доля ампера, нА), микроамперах (миллионная доля ампера, мкА), миллиамперах (тысячная доля ампера, мА), килоамперах (тысячах ампер, кА) и мегаамперах (миллионах ампер, МА).
Размерность тока в системе СИ определяется как
[А] = [Кл] / [сек]
Особенности протекания электрического тока в различных средах. Физика явлений
Электрический ток в твердых телах: металлах, полупроводниках и диэлектриках
При рассмотрении вопроса протекания электрического тока надо учитывать наличие различных носителей тока — элементарных зарядов — характерных для данного физического состояния вещества. Само по себе вещество может быть твёрдым, жидким или газообразным. Уникальным примером таких состояний, наблюдаемых в обычных условиях, могут служить состояния дигидрогена монооксида, или, иначе, гидроксида водорода, а попросту — обыкновенной воды. Мы наблюдаем её твердую фазу, доставая кусочки льда из морозильника для охлаждения напитков, основой для большей части которых является вода в жидком состоянии. А при заварке чая или растворимого кофе мы заливаем его кипятком, причём готовность последнего контролируется появлением тумана, состоящего из капелек воды, которая конденсируется в холодном воздухе из газообразного водяного пара, выходящего из носика чайника.
Существует также четвёртое состояние вещества, называемое плазмой, из которой состоят верхние слои звёзд, ионосфера Земли, пламя, электрическая дуга и вещество в люминесцентных лампах. Высокотемпературная плазма с трудом воспроизводится в условиях земных лабораторий, поскольку требует очень высоких температур — более 1 000 000 K.
С точки зрения структуры твёрдые тела подразделяются на кристаллические и аморфные. Кристаллические вещества имеют упорядоченную геометрическую структуру; атомы или молекулы такого вещества образуют своеобразные объёмные или плоские решётки; к кристаллическим материалам относятся металлы, их сплавы и полупроводники. Та же вода в виде снежинок (кристаллов разнообразных не повторяющих форм) прекрасно иллюстрирует представление о кристаллических веществах. Аморфные вещества кристаллической решётки не имеют; такое строение характерно для диэлектриков.
В обычных условиях ток в твёрдых материалах протекает за счёт перемещения свободных электронов, образующихся из валентных электронов атомов.
С точки зрения поведения материалов при пропускании через них электрического тока, последние подразделяются на проводники, полупроводники и изоляторы. Свойства различных материалов, согласно зонной теории проводимости, определяются шириной запрещённой зоны, в которой не могут находиться электроны. Изоляторы имеют самую широкую запрещённую зону, иногда достигающую 15 эВ. При температуре абсолютного нуля у изоляторов и полупроводников электронов в зоне проводимости нет, но при комнатной температуре в ней уже будет некоторое количество электронов, выбитых из валентной зоны за счет тепловой энергии. В проводниках (металлах) зона проводимости и валентная зона перекрываются, поэтому при температуре абсолютного нуля имеется достаточно большое количество электронов — проводников тока, что сохраняется и при более высоких температурах материалов, вплоть до их полного расплавления. Полупроводники имеют небольшие запрещённые зоны, и их способность проводить электрический ток сильно зависит от температуры, радиации и других факторов, а также от наличия примесей.
Отдельным случаем считается протекание электрического тока через так называемые сверхпроводники — материалы, имеющие нулевое сопротивление протеканию тока. Электроны проводимости таких материалов образуют ансамбли частиц, связанные между собой за счёт квантовых эффектов.
Изоляторы, как следует из их названия, крайне плохо проводят электрический ток. Это свойство изоляторов используется для ограничения протекания тока между проводящими поверхностями различных материалов.
Помимо существования токов в проводниках при неизменном магнитном поле, при наличии переменного тока и связанного с ним переменного магнитного поля возникают эффекты, связанные с его изменением или так называемые «вихревые» токи, иначе называемые токами Фуко. Чем быстрее изменяется магнитный поток, тем сильнее вихревые токи, которые не текут по определённым путям в проводах, а, замыкаясь в проводнике, образуют вихревые контуры.
Вихревые токи проявляют скин-эффект, сводящийся к тому, что переменный электрический ток и магнитный поток распространяются в основном в поверхностном слое проводника, что приводит к потерям энергии.
Для уменьшения потерь энергии на вихревые токи применяют разделение магнитопроводов переменного тока на отдельные, электрически изолированные, пластины.
Электрический ток в жидкостях (электролитах)
Все жидкости, в той или иной мере, способны проводить электрический ток при приложении электрического напряжения. Такие жидкости называются электролитами. Носителями тока в них являются положительно и отрицательно заряженные ионы — соответственно катионы и анионы, которые существуют в растворе веществ вследствие электролитической диссоциации. Ток в электролитах за счёт перемещения ионов, в отличие от тока за счёт перемещения электронов, характерного для металлов, сопровождается переносом вещества к электродам с образованием вблизи них новых химических соединений или осаждением этих веществ или новых соединений на электродах.
Это явление заложило основу современной электрохимии, дав количественные определения грамм-эквивалентам различных химических веществ, тем самым превратив неорганическую химию в точную науку.
Дальнейшее развитие химии электролитов позволило создать однократно заряжаемые и перезаряжаемые источники химического тока (сухие батареи, аккумуляторы и топливные элементы), которые, в свою очередь, дали огромный толчок в развитии техники. Достаточно заглянуть под капот своего автомобиля, чтобы увидеть результаты усилий поколений учёных и инженеров-химиков в виде автомобильного аккумулятора.
Большое количество технологических процессов, основанных на протекании тока в электролитах, позволяет не только придать эффектный вид конечным изделиям (хромирование и никелирование), но и защитить их от коррозии. Процессы электрохимического осаждения и электрохимического травления составляют основу производства современной электроники. Ныне это самые востребованные технологические процессы, число изготавливаемых компонентов по этим технологиям исчисляется десятками миллиардов единиц в год.
Электрический ток в газах
Электрический ток в газах обусловлен наличием в них свободных электронов и ионов.
Для газов, в силу их разрежённости, характерна большая длина пробега до столкновения молекул и ионов; из-за этого протекание тока в нормальных условиях через них относительно затруднено. То же самое можно утверждать относительно смесей газов. Природной смесью газов является атмосферный воздух, который в электротехнике считается неплохим изолятором. Это характерно и для других газов и их смесей при обычных физических условиях.
Протекание тока в газах очень сильно зависит от различных физических факторов, как-то: давления, температуры, состава смеси. Помимо этого, действие оказывают различного рода ионизирующие излучения. Так, например, будучи освещёнными ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, или находясь под действием катодных или анодных частиц или частиц, испускаемых радиоактивными веществами, или, наконец, под действием высокой температуры, газы приобретают свойство лучше проводить электрический ток.
Эндотермический процесс образования ионов в результате поглощения энергии электрически нейтральными атомами или молекулами газа называется ионизацией. Получив достаточную энергию, электрон или несколько электронов внешней электронной оболочки, преодолевая потенциальный барьер, покидают атом или молекулу, становясь свободными электронами. Атом или молекула газа становятся при этом положительно заряженными ионами. Свободные электроны могут присоединяться к нейтральным атомам или молекулам, образуя отрицательно заряженные ионы. Положительные ионы могут обратно захватывать свободные электроны при столкновении, становясь при этом опять электрически нейтральными. Этот процесс называется рекомбинацией.
Прохождение тока через газовую среду сопровождается изменением состояния газа, что предопределяет сложный характер зависимости тока от приложенного напряжения и, в общем, подчиняется закону Ома только при малых токах.
Различают несамостоятельный и самостоятельные разряды в газах. При несамостоятельном разряде ток в газе существует только при наличии внешних ионизирующих факторов, при их отсутствии сколь-нибудь значительного тока в газе нет. При самостоятельном разряде ток поддерживается за счёт ударной ионизации нейтральных атомов и молекул при столкновении с ускоренными электрическим полем свободными электронами и ионами даже после снятия внешних ионизирующих воздействий.
Несамостоятельный разряд при малом значении разности потенциалов между анодом и катодом в газе называется тихим разрядом. При повышении напряжения сила тока сначала увеличивается пропорционально напряжению (участок ОА на вольт-амперной характеристике тихого разряда), затем рост тока замедляется (участок кривой АВ). Когда все частицы, возникшие под действием ионизатора, уходят за то же время на катод и на анод, усиления тока с ростом напряжения не происходит (участок графика ВС). При дальнейшем повышении напряжения ток снова возрастает, и тихий разряд переходит в несамостоятельный лавинный разряд. Разновидность несамостоятельного разряда — тлеющий разряд, который создаёт свет в газоразрядных лампах различного цвета и назначения.
Переход несамостоятельного электрического разряда в газе в самостоятельный разряд характеризуется резким увеличением тока (точка Е на кривой вольт-амперной характеристики). Он называется электрическим пробоем газа.
Все вышеперечисленные типы разрядов относятся к установившимся типам разрядов, основные характеристики которых не зависят от времени. Помимо установившихся разрядов, существуют разряды неустановившиеся, возникающие обычно в сильных неоднородных электрических полях, например у заостренных и искривлённых поверхностей проводников и электродов. Различают два типа неустановившихся разрядов: коронный и искровой разряды.
При коронном разряде ионизация не приводит к пробою, просто он представляет собой повторяющийся процесс поджига несамостоятельного разряда в ограниченном пространстве возле проводников. Примером коронного разряда может служить свечение атмосферного воздуха вблизи высоко поднятых антенн, громоотводов или высоковольтных линий электропередач. Возникновение коронного разряда на линиях электропередач приводит к потерям электроэнергии. В прежние времена это свечение на верхушках мачт было знакомо морякам парусного флота как огоньки святого Эльма. Коронный разряд применяется в лазерных принтерах и электрографических копировальных устройствах, где он формируется коротроном — металлической струной, на которую подано высокое напряжение. Это необходимо для ионизации газа с целью нанесения заряда на фоточувствительный барабан. В данном случае коронный разряд приносит пользу.
Искровой разряд, в отличие от коронного, приводит к пробою и имеет вид прерывистых ярких разветвляющихся, заполненных ионизированным газом нитей-каналов, возникающих и исчезающих, сопровождаемые выделением большого количества теплоты и ярким свечением. Примером естественного искрового разряда может служить молния, где ток может достигать значений в десятки килоампер. Образованию собственно молнии предшествует создание канала проводимости, так называемого нисходящего «тёмного» лидера, образующего совместно с индуцированным восходящим лидером проводящий канал. Молния представляет собой обычно многократный искровой разряд в образованном канале проводимости. Мощный искровой разряд нашёл своё техническое применение также и в компактных фотовспышках, в которых разряд происходит между электродами трубки из кварцевого стекла, наполненной смесью ионизированных благородных газов.
Длительный поддерживаемый пробой газа носит название дугового разряда и применяется в сварочной технике, являющейся краеугольным камнем технологий создания стальных конструкций нашего времени, от небоскрёбов до авианосцев и автомобилей. Он применяется как для сварки, так и для резки металлов; различие в процессах обусловлено силой протекающего тока. При относительно меньших значениях тока происходит сварка металлов, при более высоких значениях тока дугового разряда — идёт резка металла за счёт удаления расплавленного металла из-под электрической дуги различными методами.
Другим применением дугового разряда в газах служат газоразрядные лампы освещения, которые разгоняют тьму на наших улицах, площадях и стадионах (натриевые лампы) или автомобильные галогенные лампы, которые сейчас заменили обычные лампы накаливания в автомобильных фарах.
Электрический ток в вакууме
Вакуум является идеальным диэлектриком, поэтому электрический ток в вакууме возможен только при наличии свободных носителей в виде электронов или ионов, которые генерируются за счёт термо- или фотоэмиссии, или иными методами.
Основным методом получения тока в вакууме за счёт электронов является метод термоэлектронной эмиссии электронов металлами. Вокруг разогретого электрода, называемого катодом, образуется облако из свободных электронов, которые и обеспечивают протекание электрического тока при наличии второго электрода, называемого анодом, при условии наличия между ними соответствующего напряжения требуемой полярности. Такие электровакуумные приборы называются диодами и обладают свойством односторонней проводимости тока, запираясь при обратном напряжении. Это свойство применяется для выпрямления переменного тока, преобразуемого системой из диодов в импульсный ток постоянного направления.
Добавление дополнительного электрода, называемого сеткой, расположенной вблизи катода, позволяет получить усилительный элемент триод, в котором малые изменения напряжения на сетке относительно катода позволяют получить значительные изменения протекающего тока, и, соответственно, значительные изменения напряжения на нагрузке, включённой последовательно с лампой относительно источника питания, что и используется для усиления различных сигналов.
Применение электровакуумных приборов в виде триодов и приборов с большим числом сеток различного назначения (тетродов, пентодов и даже гептодов), произвело революцию в деле генерации и усиления радиочастотных сигналов, и привело к созданию современных систем радио и телевещания.
Исторически первым было развитие именно радиовещания, так как методы преобразования относительно низкочастотных сигналов и их передача, равно как и схемотехника приёмных устройств с усилением и преобразованием радиочастоты и превращением её в акустический сигнал были относительно просты.
При создании телевидения для преобразования оптических сигналов применялись электровакуумные приборы — иконоскопы, где электроны эмитировались за счёт фотоэмиссии от падающего света. Дальнейшее усиление сигнала выполнялось усилителями на электронных лампах. Для обратного преобразования телевизионного сигнала служили кинескопы, дающие изображение за счёт флюоресценции материала экрана под воздействием электронов, разгоняемых до высоких энергий под воздействием ускоряющего напряжения. Синхронизированная система считывания сигналов иконоскопа и система развёртки изображения кинескопа создавали телевизионное изображение. Первые кинескопы были монохромными.
В дальнейшем были созданы системы цветного телевидения, в котором считывающие изображение иконоскопы реагировали только на свой цвет (красный, синий или зелёный). Излучающие элементы кинескопов (цветной люминофор), за счёт протекания тока, вырабатываемого так называемыми «электронными пушками», реагируя на попадание в них ускоренных электронов, излучали свет в определённом диапазоне соответствующей интенсивности. Чтобы лучи от пушек каждого цвета попадали на свой люминофор, использовали специальные экранирующие маски.
Современная аппаратура телевидения и радиовещания выполняется на более прогрессивных элементах с меньшим энергопотреблением — полупроводниках.
Одним из широко распространённых методов получения изображения внутренних органов является метод рентгеноскопии, при котором эмитируемые катодом электроны получают столь значительное ускорение, что при попадании на анод генерируют рентгеновское излучение, способное проникать через мягкие ткани тела человека. Рентгенограммы дают в руки медиков уникальную информацию о повреждениях костей, состоянии зубов и некоторых внутренних органов, выявляя даже такое грозное заболевание, как рак лёгких.
Вообще, электрические токи, сформированные в результате движения электронов в вакууме, имеют широчайшую область применения, к которой относятся все без исключения радиолампы, ускорители заряженных частиц, масс-спектрометры, электронные микроскопы, вакуумные генераторы сверхвысокой частоты, в виде ламп бегущей волны, клистронов и магнетронов. Именно магнетроны, кстати, подогревают или готовят нам пищу в микроволновых печах.
Большое значение в последнее время имеет технология нанесения плёночных покрытий в вакууме, которые играют роль как защитно-декоративного, так и функционального покрытия. В качестве таких покрытий применяются покрытия металлами и их сплавами, и их соединениями с кислородом, азотом и углеродом. Такие покрытия изменяют электрические, оптические, механические, магнитные, коррозионные и каталитические свойства покрываемых поверхностей, либо сочетают сразу несколько свойств.
Сложный химический состав покрытий можно получать только с использованием техники ионного распыления в вакууме, разновидностями которой являются катодное распыление или его промышленная модификация — магнетронное распыление. В конечном итоге именно электрический ток за счёт ионов производит осаждение компонентов на осаждаемую поверхность, придавая ей новые свойства.
Именно таким способом можно получать так называемые ионные реактивные покрытия (плёнки нитридов, карбидов, оксидов металлов), обладающих комплексом экстраординарных механических, теплофизических и оптических свойств (с высокой твёрдостью, износостойкостью, электро- и теплопроводностью, оптической плотностью), которые невозможно получить иными методами.
Электрический ток в биологии и медицине
Знание поведения токов в биологических объектах даёт в руки биологов и медиков мощный метод исследования, диагностики и лечения.
С точки зрения электрохимии все биологические объекты содержат электролиты, вне зависимости от особенностей структуры данного объекта.
При рассмотрении протекания тока через биологические объекты необходимо учитывать их клеточное строение. Существенным элементом клетки является клеточная мембрана — внешняя оболочка, ограждающая клетку от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды за счёт ее избирательной проницаемости для различных веществ. С точки зрения физики, клеточную мембрану можно представить себе в виде параллельного соединения конденсатора и нескольких цепочек из соединенных последовательно источника тока и резистора. Это предопределяет зависимость электропроводности биологического материала от частоты прилагаемого напряжения и формы его колебаний.
Биологическая ткань состоит из клеток собственно органа, межклеточной жидкости (лимфы), кровеносных сосудов и нервных клеток. Последние в ответ на воздействие электрического тока отвечают возбуждением, заставляя сокращаться и расслабляться мышцы и кровеносные сосуды животного. Следует отметить, что протекание тока в биологической ткани носит нелинейный характер.
Классическим примером воздействия электрического тока на биологический объект могут служить опыты итальянского врача, анатома, физиолога и физика Луиджи Гальвани, ставшего одним из основателей электрофизиологии. В его опытах пропускание электрического тока через нервы лапки лягушки приводило к сокращению мышц и подергиванию ножки. В 1791 году в «Трактате о силах электричества при мышечном движении» было описано сделанное Гальвани знаменитое открытие. Сами явления, открытые Гальвани, долгое время в учебниках и научных статьях назывались «гальванизмом». Этот термин и доныне сохраняется в названии некоторых аппаратов и процессов.
Дальнейшее развитие электрофизиологии тесно связано с нейрофизиологией. В 1875 году независимо друг от друга английский хирург и физиолог Ричард Кэтон и русский физиолог В. Я. Данилевский показали, что мозг является генератором электрической активности, то есть были открыты биотоки мозга.
Биологические объекты в ходе своей жизнедеятельности создают не только микротоки, но и большие напряжения и токи. Значительно раньше Гальвани английский анатом Джон Уолш доказал электрическую природу удара ската, а шотландский хирург и анатом Джон Хантер дал точное описание электрического органа этого животного. Исследования Уолша и Хантера были опубликованы в 1773 году.
В современной биологии и медицине применяются различные методы исследования живых организмов, как инвазивные, так и неинвазивные.
Классическим примером инвазивных методов является лабораторная крыса с пучком вживлённых в мозг электродов, бегающая по лабиринтам или решающая другие задачки, поставленные перед ней учёными.
К неинвазивным методам относятся такие, всем знакомые исследования, как снятие энцефалограммы или электрокардиограммы. При этом электроды, считывающие биотоки сердца или мозга, снимают токи прямо с кожи обследуемого. Для улучшения контакта с электродами кожа смачивается физиологическим раствором, который является неплохим проводящим электролитом.
Помимо применения электрического тока при научных исследованиях и техническом контроле состояния различных химических процессов и реакций, одним из самых драматических моментов его применения, известного широкой публике, является запуск «остановившегося» сердца какого-либо героя современного фильма.
Действительно, протекание кратковременного импульса значительного тока лишь в единичных случаях способно запустить остановившееся сердце. Чаще всего происходит восстановление его нормального ритма из состояния хаотичных судорожных сокращений, называемого фибрилляцией сердца. Приборы, применяющиеся для восстановления нормального ритма сокращений сердца, называются дефибрилляторами. Современный автоматический дефибриллятор сам снимает кардиограмму, определяет фибрилляцию желудочков сердца и самостоятельно решает – бить током или не бить – может быть достаточно пропустить через сердце небольшой запускающий импульс. Существует тенденция установления автоматических дефибрилляторов в общественных местах, что может существенно сократить количество смертей из-за неожиданной остановки сердца.
У практикующих врачей скорой помощи не возникает никакого сомнения по поводу применения метода дефибрилляции – обученные быстро определять физическое состояние пациента по кардиограмме, они принимают решение значительно быстрее автоматического дефибриллятора, предназначенного для широкой публики.
Тут же уместно будет упомянуть об искусственных водителях сердечного ритма, иначе называемых кардиостимуляторами. Эти приборы вживляются под кожу или под грудную мышцу человека, и такой аппарат через электроды подаёт на миокард (сердечную мышцу) импульсы тока напряжением около 3 В, стимулируя нормальную работу сердца. Современные электрокардиостимуляторы способны обеспечить бесперебойную работу в течение 6–14 лет.
Характеристики электрического тока, его генерация и применение
Электрический ток характеризуется величиной и формой. По его поведению с течением времени различают постоянный ток (не изменяющийся с течением времени), апериодический ток (произвольно изменяющийся с течением времени) и переменный ток (изменяющийся с течением времени по определённому, как правило, периодическому закону). Иногда для решения различных задач требуется одновременное наличие постоянного и переменного тока. В таком случае говорят о переменном токе с постоянной составляющей.
Исторически первым появился трибоэлектрический генератор тока, который вырабатывал ток за счёт трения шерсти о кусок янтаря. Более совершенные генераторы тока такого типа сейчас называются генераторами Ван де Граафа, по имени изобретателя первого технического решения таких машин.
Как указывалось выше, итальянским физиком Алессандро Вольта был изобретён электрохимический генератор постоянного тока, ставший предшественником сухих батарей, аккумуляторов и топливных элементов, которые мы пользуемся и поныне как удобными источниками тока для разнообразных устройств — от наручных часов и смартфонов до просто автомобильных аккумуляторов и тяговых аккумуляторов электромобилей Tesla.
Помимо этих генераторов постоянного тока, существуют генераторы тока на прямом ядерном распаде изотопов и магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы) тока, которые пока имеют ограниченное применение в силу своей маломощности, слабой технологической основы для широкого применения и по другим причинам. Тем не менее, радиоизотопные источники энергии широко применяются там, где нужна полная автономность: в космосе, на глубоководных аппаратах и гидроакустических станциях, на маяках, бакенах, а также на Крайнем Севере, в Арктике и Антарктике.
В электротехнике генераторы тока подразделяются на генераторы постоянного тока и генераторы переменного тока.
Все эти генераторы основаны на явлении электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831 году. Фарадей построил первый маломощный униполярный генератор, дающий постоянный ток. Первый генератор переменного тока был предложен анонимным автором под латинскими инициалами Р.М. в письме к Фарадею в 1832 году. После опубликования письма, Фарадей получил благодарственное письмо от того же анонима со схемой усовершенствованного генератора в 1833 году, в котором использовалось дополнительное стальное кольцо (ярмо) для замыкания магнитных потоков сердечников обмоток.
Однако в то время для переменного тока еще не нашлось применения, так как для всех практических применений электричества того времени (минная электротехника, электрохимия, только что зародившаяся электромагнитная телеграфия, первые электродвигатели) требовался постоянный ток. Поэтому в последующем изобретатели направили свои усилия на построение генераторов, дающих постоянный электрический ток, разрабатывая для этих целей разнообразные коммутационные устройства.
Одним из первых генераторов, получившим практическое применение, был магнитоэлектрический генератор российского академика Б. С. Якоби. Этот генератор был принят на вооружение гальванических команд русской армии, использовавших его для воспламенения минных запалов. Улучшенные модификации генератора Якоби до сих пор используются для удалённого приведения в действие минных зарядов, что нашло широкое отображение в военно-исторических фильмах, в которых диверсанты или партизаны подрывают мосты, поезда или другие объекты.
В дальнейшем борьба между генерацией постоянного или переменного тока с переменным успехом велась среди изобретателей и инженеров–практиков, приведшая к апогею противостояния титанов современной электроэнергетики: Томаса Эдисона с компанией Дженерал Электрик с одной стороны, и Николой Тесла с компанией Вестингауз, с другой стороны. Победил мощный капитал, и разработки Тесла в области генерации, передачи, и трансформации переменного электрического тока стали общенациональным достоянием американского общества, что, в немалой степени, позднее способствовало технологическому доминированию США.
Помимо собственно генерации электричества для разнообразных нужд, основанной на преобразовании механического движения в электричество, за счёт обратимости электрических машин появилась возможность обратного преобразования электрического тока в механическое движение, реализуемая электродвигателями постоянного и переменного тока. Пожалуй, это самые распространённые машины современности, включающие в себя стартеры автомобилей и мотоциклов, приводы промышленных станков и разнообразных бытовых устройств. Используя различные модификации подобных устройств, мы стали мастерами на все руки, мы умеем строгать, пилить, сверлить и фрезеровать. А в наших компьютерах, благодаря миниатюрным прецизионным двигателям постоянного тока, крутятся приводы жёстких и оптических дисков.
Кроме привычных электромеханических двигателей, за счёт протекания электрического тока работают ионные двигатели, использующие принцип реактивного движения при выбросе ускоренных ионов вещества, Пока, в основном, они применяются в космическом пространстве на малых спутниках для выведения их на нужные орбиты. А фотонные двигатели 22-го века, которые существуют пока только в проекте и которые понесут наши будущие межзвёздные корабли с субсветовой скоростью, скорее всего, тоже будут работать на электрическом токе.
Для создания электронных элементов и при выращивании кристаллов различного назначения по технологическим причинам требуются сверхстабильные генераторы постоянного тока. Такие прецизионные генераторы постоянного тока на электронных компонентах называются стабилизаторами тока.
Измерение электрического тока
Необходимо отметить, что приборы для измерения тока (микроамперметры, миллиамперметры, амперметры) весьма отличаются друг от друга в первую очередь по типу конструкций и принципам действия — это могут быть приборы постоянного тока, переменного тока низкой частоты и переменного тока высокой частоты.
По принципу действия различают электромеханические, магнитоэлектрические, электромагнитные, магнитодинамические, электродинамические, индукционные, термоэлектрические и электронные приборы. Большинство стрелочных приборов для измерения токов состоит из комбинации подвижной/неподвижной рамки с намотанной катушкой и неподвижного/подвижного магнитов. Вследствие такой конструкции типичный амперметр имеет эквивалентную схему из последовательно соединённых индуктивности и сопротивления, шунтированных ёмкостью. Из-за этого частотная характеристика стрелочных амперметров имеет завал по высоким частотам.
Основой для них является миниатюрный гальванометр, а различные пределы измерения достигаются применением дополнительных шунтов — резисторов с малым сопротивлением, которое на порядки ниже сопротивления измерительного гальванометра. Таким образом, на основе одного прибора могут быть созданы приборы для измерения токов различных диапазонов – микроамперметры, миллиамперметры, амперметры и даже килоамперметры.
Вообще, в измерительной практике важно поведение измеряемого тока — он может быть функцией времени и иметь различную форму — быть постоянным, гармоническим, негармоническим, импульсным и так далее, и его величиной принято характеризовать режимы работ радиотехнических цепей и устройств. Различают следующие значения токов:
- мгновенное,
- амплитудное,
- среднее,
- среднеквадратичное (действующее).
Мгновенное значение тока I i — это значение тока в определенный момент времени. Его можно наблюдать на экране осциллографа и определять для каждого момента времени по осциллограмме.
Амплитудное (пиковое) значение тока I m — это наибольшее мгновенное значение тока за период.
Среднее квадратичное (действующее) значение тока I определяется как корень квадратный из среднего за период квадрата мгновенных значений тока.
Все стрелочные амперметры обычно градуируются в среднеквадратических значениях тока.
Среднее значение (постоянная составляющая) тока — это среднее арифметическое всех его мгновенных значений за время измерения.
Разность между максимальным и минимальным значениями тока сигнала называют размахом сигнала.
Сейчас, в основном, для измерения тока используются как многофункциональные цифровые приборы, так и осциллографы — на их экранах отображается не только форма напряжения/тока, но и существенные характеристики сигнала. К таким характеристикам относится и частота изменения периодических сигналов, поэтому в технике измерений важен частотный предел измерений прибора.
Измерение тока с помощью осциллографа
Иллюстрацией к вышесказанному будет серия опытов по измерению действующего и пикового значения тока синусоидального и треугольного сигналов с использованием генератора сигналов, осциллографа и многофункционального цифрового прибора (мультиметра).
Общая схема эксперимента №1 представлена ниже:
Генератор сигналов (FG) нагружен на последовательное соединение мультиметра (MM), сопротивление шунта R s =100 Ом и сопротивление нагрузки R в 1 кОм. Осциллограф OS подключен параллельно сопротивлению шунта R s . Значение сопротивления шунта выбирается из условия R s
Опыт 1
Подадим на сопротивление нагрузки сигнал синусоидальной формы с генератора частотой 60 Герц и амплитудой 9 Вольт. Нажмем очень удобную кнопку Auto Set и будем наблюдать на экране сигнал, показанный на рис. 1. Размах сигнала — около пяти больших делений при цене деления 200 мВ. Мультиметр при этом показывает значение тока в 3,1 мА. Осциллограф определяет среднеквадратичное значение напряжения сигнала на измерительном резисторе U=312 мВ. Действующее значение тока через резистор R s определяется по закону Ома:
I RMS = U RMS /R = 0,31 В / 100 Ом = 3,1 мА,
что соответствует показаниям мультиметра (3,10 мА). Отметим, что размах тока через нашу цепь из включенных последовательно двух резисторов и мультиметра равен
I P-P = U P-P /R = 0,89 В / 100 Ом = 8,9 мА
Известно, что пиковое и действующее значения тока и напряжения для синусоидального сигнала отличаются в √2 раз. Если умножить I RMS = 3,1 мА на √2, получим 4,38. Удвоим это значение и мы получим 8,8 мА, что почти соответствует току, измеренному с помощью осциллографа (8,9 мА).
Опыт 2
Уменьшим сигнал от генератора вдвое. Размах изображения на осциллографе уменьшится ровно приблизительно вдвое (464 мВ) и мультиметр покажет приблизительно уменьшенное вдвое значение тока 1,55 мА. Определим показания действующего значения тока на осциллографе:
I RMS = U RMS /R = 0,152 В / 100 Ом = 1,52 мА,
что приблизительно соответствует показаниям мультиметра (1,55 мА).
Опыт 3
Увеличим частоту генератора до 10 кГц. При этом изображение на осциллографе изменится, но размах сигнала останется прежним, а показания мультиметра уменьшатся — сказывается допустимый рабочий частотный диапазон мультиметра.
Опыт 4
Вернёмся к исходной частоте 60 Герц и напряжению 9 В генератора сигналов, но изменим форму его сигнала с синусоидальной на треугольную. Размах изображения на осциллографе остался прежним, а показания мультиметра уменьшились по сравнению со значением тока, которое он показывал в опыте №1, так как изменилось действующее значение тока сигнала. Осциллограф также показывает уменьшение среднеквадратичного значения напряжения, измеренного на резисторе R s =100 Ом.
Техника безопасности при измерении тока и напряжения
Самодельный пьедестал-стойка с полнофункциональным телесуфлёром и мониторами для домашней видеостудии
- Поскольку в зависимости от класса безопасности помещения и его состояния при измерении токов даже относительно невысокие напряжения уровня 12–36 В могут представлять опасность для жизни, необходимо выполнять следующие правила:
- Не проводить измерения токов, требующих определённых профессиональных навыков (при напряжении свыше 1000 В).
- Не производить измерения токов в труднодоступных местах или на высоте.
- При измерениях в бытовой сети применять специальные средства защиты от поражения электрическим током (резиновые перчатки, коврики, сапоги или боты).
- Пользоваться исправным измерительным инструментом.
- В случае использования многофункциональных приборов (мультиметров), следить за правильной установкой измеряемого параметра и его величины перед измерением.
- Пользоваться измерительным прибором с исправными щупами.
- Строго следовать рекомендациям производителя по использованию измерительного прибора.
Выбираем в магазине две вещи, которые должны использоваться «в тандеме», например, утюг и розетку, и внезапно сталкиваемся с проблемой — «электропараметры» на маркировке указаны в разных единицах.
Как же подобрать подходящие друг к другу приборы и устройства? Как амперы перевести в ватты?
Смежные, но разные
Сразу надо сказать, что прямого перевода единиц сделать нельзя, поскольку обозначают они разные величины.
Ватт — указывает на мощность, т.е. скорость, с которой потребляется энергия.
Ампер — единица силы, говорящая о скорости прохождения тока через конкретное сечение.
Чтобы электрические системы работали безотказно, можно рассчитать соотношение амперов и ваттов при определенном напряжении в электросети. Последнее — измеряется в вольтах и может быть:
- фиксированным;
- постоянным;
- переменным.
С учетом этого и производится сопоставление показателей.
«Фиксированный» перевод
Зная, помимо величин мощности и силы, еще и показатель напряжения, перевести амперы в ватты можно по следующей формуле:
При этом P — это мощность в ваттах, I — сила тока в амперах, U — напряжение в вольтах.
Онлайн калькулятор
Для того, чтобы постоянно быть «в теме» можно составить для себя «ампер-ватт»-таблицу с наиболее часто встречаемыми параметрами (1А, 6А, 9А и т.п.).
Такой «график соотношений» будет достоверным для сетей с фиксированным и постоянным напряжением.
«Переменные нюансы»
Для расчета при переменном напряжении в формулу включается еще одно значение — коэффициент мощности (КМ). Теперь она выглядит так:
Сделать процесс перевода единиц измерения более быстрым и простым поможет такое доступное средство, как онлайн-калькулятор «ампер в ватты». Не забывайте, что если надо ввести в графу дробное число, производится это через точку, а не через запятую.
Таким образом, на вопрос «1 ватт — сколько ампер?», с помощью калькулятора можно дать ответ — 0,0045. Но он будет справедливым только для стандартного напряжения в 220в.
Используя представленные в интернете калькуляторы и таблицы, вы сможете не мучиться над формулами, а легко сопоставить разные единицы измерения.
Это поможет подобрать автоматические выключатели на разную нагрузку и не тревожиться за свои бытовые приборы и состояние электропроводки.
Ампер — ватт таблица:
| 6 | 12 | 24 | 48 | 64 | 110 | 220 | 380 | Вольт | |
| 5 Ватт | 0,83 | 0,42 | 0,21 | 0,10 | 0,08 | 0,05 | 0,02 | 0,01 | Ампер |
| 6 Ватт | 1 | 0,5 | 0,25 | 0,13 | 0,09 | 0,05 | 0,03 | 0,02 | Ампер |
| 7 Ватт | 1,17 | 0,58 | 0,29 | 0,15 | 0,11 | 0,06 | 0,03 | 0,02 | Ампер |
| 8 Ватт | 1,33 | 0,67 | 0,33 | 0,17 | 0,13 | 0,07 | 0,04 | 0,02 | Ампер |
| 9 Ватт | 1,5 | 0,75 | 0,38 | 0,19 | 0,14 | 0,08 | 0,04 | 0,02 | Ампер |
| 10 Ватт | 1,67 | 0,83 | 0,42 | 0,21 | 0,16 | 0,09 | 0,05 | 0,03 | Ампер |
| 20 Ватт | 3,33 | 1,67 | 0,83 | 0,42 | 0,31 | 0,18 | 0,09 | 0,05 | Ампер |
| 30 Ватт | 5,00 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,47 | 0,27 | 0,14 | 0,03 | Ампер |
| 40 Ватт | 6,67 | 3,33 | 1,67 | 0,83 | 0,63 | 0,36 | 0,13 | 0,11 | Ампер |
| 50 Ватт | 8,33 | 4,17 | 2,03 | 1,04 | 0,78 | 0,45 | 0,23 | 0,13 | Ампер |
| 60 Ватт | 10,00 | 5 | 2,50 | 1,25 | 0,94 | 0,55 | 0,27 | 0,16 | Ампер |
| 70 Ватт | 11,67 | 5,83 | 2,92 | 1,46 | 1,09 | 0,64 | 0,32 | 0,18 | Ампер |
| 80 Ватт | 13,33 | 6,67 | 3,33 | 1,67 | 1,25 | 0,73 | 0,36 | 0,21 | Ампер |
| 90 Ватт | 15,00 | 7,50 | 3,75 | 1,88 | 1,41 | 0,82 | 0,41 | 0,24 | Ампер |
| 100 Ватт | 16,67 | 3,33 | 4,17 | 2,08 | 1,56 | ,091 | 0,45 | 0,26 | Ампер |
| 200 Ватт | 33,33 | 16,67 | 8,33 | 4,17 | 3,13 | 1,32 | 0,91 | 0,53 | Ампер |
| 300 Ватт | 50,00 | 25,00 | 12,50 | 6,25 | 4,69 | 2,73 | 1,36 | 0,79 | Ампер |
| 400 Ватт | 66,67 | 33,33 | 16,7 | 8,33 | 6,25 | 3,64 | 1,82 | 1,05 | Ампер |
| 500 Ватт | 83,33 | 41,67 | 20,83 | 10,4 | 7,81 | 4,55 | 2,27 | 1,32 | Ампер |
| 600 Ватт | 100,00 | 50,00 | 25,00 | 12,50 | 9,38 | 5,45 | 2,73 | 1,58 | Ампер |
| 700 Ватт | 116,67 | 58,33 | 29,17 | 14,58 | 10,94 | 6,36 | 3,18 | 1,84 | Ампер |
| 800 Ватт | 133,33 | 66,67 | 33,33 | 16,67 | 12,50 | 7,27 | 3,64 | 2,11 | Ампер |
| 900 Ватт | 150,00 | 75,00 | 37,50 | 13,75 | 14,06 | 8,18 | 4,09 | 2,37 | Ампер |
| 1000 Ватт | 166,67 | 83,33 | 41,67 | 20,33 | 15,63 | 9,09 | 4,55 | 2,63 | Ампер |
| 1100 Ватт | 183,33 | 91,67 | 45,83 | 22,92 | 17,19 | 10,00 | 5,00 | 2,89 | Ампер |
| 1200 Ватт | 200 | 100,00 | 50,00 | 25,00 | 78,75 | 10,91 | 5,45 | 3,16 | Ампер |
| 1300 Ватт | 216,67 | 108,33 | 54,2 | 27,08 | 20,31 | 11,82 | 5,91 | 3,42 | Ампер |
| 1400 Ватт | 233 | 116,67 | 58,33 | 29,17 | 21,88 | 12,73 | 6,36 | 3,68 | Ампер |
| 1500 Ватт | 250,00 | 125,00 | 62,50 | 31,25 | 23,44 | 13,64 | 6,82 | 3,95 | Ампер |
как перевести амперы в ватты
Сколько в ампере ватт? Для того, чтобы ответить на этот, в общем-то, несложный вопрос, нам необходимо еще раз коротко рассмотреть такие физические величины, как сила тока (А), напряжение (В) и мощность (Вт). Они очень тесно связаны между собой и не могут существовать друг без друга.
Зависимость от электрического поля
Нам хорошо известно, что создание и поддержание электрического тока полностью зависит от электрического поля. Сила тока напрямую зависит от величины электрического поля. Для лучшего
понимания этой зависимости попробуем охарактеризовать эти понятия в количественном выражении.Сила тока – это не совсем удачное название для данного процесса. Оно появилось в то время, когда далеко не совсем было понятно, что это такое. Ведь это вовсе не сила, как таковая, а количество электронов (электричества), которое протекает через поперечное сечение проводника за одну секунду. Эту величину можно было бы отобразить в виде количества электронов, проходящих через проводник за секунду. Однако заряд электрона – очень маленькая величина. Она непригодна для применения на практике.
Например: через нить накаливания лампочки обычного карманного фонарика за одну секунду проходит 2х1018электронов. Поэтому единицей измерения величины электрического заряда стали считать заряд, который имеют 6,25х1018 электронов. Этот заряд получил название кулон. Поэтому окончательно единицей считают такой ток, при котором за одну секунду через поперечное сечение проводника проходит заряд в 1 кулон. Такая единица получила название ампер и по сей день используется в электротехнике для измерения силы тока.
Для того, чтобы определить зависимость электрического тока от электрического поля необходимо уметь измерять величину поля. Ведь поле – это сила, которая действует на какой-либо заряд, электрон, или кулон. Именно наличие такой силы и характерно для электрического поля.
Измерение силы поля
Измерить силу поля очень трудно, ведь в разных местах проводника оно неодинаковое. Пришлось бы проводить большое число сложный измерений в различных точках. В связи с этим величина поля характеризуется не силой, действующей на заряды, а работой, совершаемой ею, при перемещении одного кулона из одного конца проводника – до другого. Работа электрического поля называется напряжением. Еще ее называют разность потенциалов (+ и -) на концах проводника. Единицей напряжения называют вольт.
Таким образом, можно сделать вывод, что понятие электрического тока характеризуется двумя основными величинами: сила тока – это непосредственно электрический ток, напряжение – величина поля, при котором создается сам ток. Получается, что сила напрямую зависит от напряжения.
Что такое мощность
И, наконец, коротко рассмотрим, что же такое мощность. Мы уже знаем, что U (напряжение) – работа, которая выполняется при перемещении 1 кулона. I – это сила тока, или количество кулонов, проходящих за одну секунду. Таким образом I х U – есть показатель полной работы, выполненной за 1 секунду. Фактически, это и есть мощность электрического тока. Единицей измерения мощности является ватт.
Как перевести ватты в амперы
- Ватт = Ампер х Вольт или Р = I х U
- Ампер = Ватты/Вольт или I = P/U
В качестве наглядного примера можно рассмотреть такой вариант
- 4,6 Ампер = 1000Вт/220В
- 2,7 Ампер = 600Вт/220В
- 1,8 Ампер = 400Вт/220В
- 1,1 Ампер = 250Вт/220В
Как перевести кВА в кВт | Как перевести кВт в кВА
Мощность задана в кВА, а на сайте ugm-arenda.com сортировка электростанций (генераторов) в кВт. Как перевести кВА в кВт и подобрать нужный дизель генератор?
Характеристики генераторов (электростанций) содержат обе единицы измерения мощности ― и кВт и кВа для удобства подбора техники в аренду нашими клиентами.
Приближенный перевод кВа в кВт
кВт ― полезная мощность, а кВА ― полная мощность.
кВА ― 20% = кВт или 1кВА = 0,8 кВт.
Следует от кВа отнять 20% и получится кВт с малой погрешностью, которую можно не учитывать.
Например, дана мощность 200 кВА перевести в кВт, необходимо 200 кВА х 0,8 = 160 кВт или 200 кВА ― 20% = 160 кВт.
Приближенный перевод кВт в кВА
1 кВт = 1.25 кВА или кВт = кВА / 0,8
Например, на генераторе указана мощность 80 кВт, а вам требуется перевести данные показаний в кВА, следует 80кВт / 0,8=100кВА
Точный перевод формула перевода кВА в кВт
P=S * Сosf, где
P-активная мощность (кВт), S-полная мощность (кВА), Сos f- коэффициент мощности.
Точный перевод формула перевода кВт в кВА
S=P/ Сos f, где
S-полная мощность (кВА),
P-активная мощность (кВт),
Сos f- коэффициент мощности
Пояснения к формулам перевода кВА в кВт / кВт в кВА
Мощность — физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю в секунду.
Мощность бывает полная, реактивная и активная.
S – полная мощность измеряется в кВА (килоВольтАмперах)
A – активная мощность измеряется в кВт (килоВаттах)
P – реактивная мощность измеряется в кВар (килоВарах)
Cos «фи» ― это коэффициент мощности, который представляет собой отношение активной мощности к полной мощности, совокупный показатель, говорящий о присутствии в электросети линейных и нелинейных искажений, появляющиеся при подключении нагрузки.
Максимально возможное значение ― единица. 0,9/0,95 ― хороший показатель, 0,8 ― средний (например, электродвигатели), 0,7 ― низкий, 0,6 ― плохой показатель.
S — это геометрическая сумма активной и реактивной мощности, находимая из соотношения: S=P/cos(ф) или S=Q/sin(ф). кВА характеризует полную электрическую мощность.
P — это геометрическая разность полной и реактивной мощности, находимая из соотношения: P=S*cos(ф). кВт характеризует активную потребляемую электрическую мощность.
Киловатт (кВт) — единица измерения мощности, кратная производной единице измерения мощности в системе СИ ватту.
Ватт определяется как мощность, при которой за одну секунду совершается работа или расходуется энергия в один джоуль.
Ватт можно определить также как скорость выполнения работы, при которой поддерживается постоянная скорость тела один метр в секунду, если при этом необходимо преодолевать силу в один ньютон, действующую в направлении, противоположном направлению движения тела. В электромагнетизме один ватт определяется как скорость выполнения работы или преобразования электрической энергии, если ток в один ампер проходит через участок электрической цепи с разностью потенциалов один вольт.
Киловольт-ампер (кВА, кВ·А) — единица измерения полной мощности, кратная вольт-амперу — единице измерения полной электрической мощности в системе СИ и равная произведению действующих значений напряжения и тока.
Вольт-амперы используются только в тех случаях, когда необходимо оценить мощность в цепях переменного тока, в которых вольт-амперы и ватты имеют разное значение. В цепях постоянного тока мощность, выраженная в вольт-амперах, равна активной мощности в ваттах. В этом конвертере выполняется преобразование для цепей постоянного тока.
Для некоторых устройств, в частности, для блоков бесперебойного питания (UPS), максимальная мощность указывается как в ваттах, так и в вольт-амперах.
Как перевести ватты в амперы
Автор Юлия На чтение 3 мин. Просмотров 15 Опубликовано Обновлено
Школьную программу физики большинство из нас помнит, как правило, образно. Многие сакральные термины и магические единицы с годами наш мозг позабыл, в силу отсутствия необходимости в данной информации. Однако физические формулы в нашем обиходе, хоть и очень редко, но бывают весьма полезны даже на бытовом уровне, к примеру, в минуты раздумий над тем, как перевести ватты в амперы и для чего это нужно. Попробуем найти ответы на эти вопросы вместе.
Что такое ватты и амперы?
Термин ватт довольно часто вспоминается при походах в отделы с бытовой техникой или даже при покупке обычных лампочек. Данным термином принято измерять единицы мощности и не только те, которые относятся к электрическому току. Ампер, в сою очередь, термин чисто электротехнический и представляет собой единицу измерения силы электрического тока.
Зачем переводить ватты в амперы?
Все это необходимо делать, в первую очередь для того, чтобы узнать, возможно ли подключение мощной бытовой техники к конкретной розетке в силу того, что бытовая техника в своем описании использует термин мощности – ватт, а линии электропередачи проектируются и строятся под определенную силу тока – амперы.
Как перевести ватты в амперы — инструкция.
Необходимая нам формула выглядит следующим образом:
P=I*U
Здесь применяются обозначения следующих показателей:
- P – мощность (Вт),
- I – сила тока (А),
- U – напряжение сети (В – вольты).
Про напряжение отметим, что в бытовой электросети напряжение в чаще всего встречающихся однофазных линиях равно 220 В.
Как и в любой другой формуле, зная два показателя из трех, последний третий показатель («неизвестная») находится очень легко. Исходя поставленного в начале вопроса, нам необходимо найти силу тока (амперы), зная мощность (ватты). Следовательно, приведенная выше формула преобразится в следующий вид: I=P/U.
Небольшой пример-задача о том, как переводятся ватты в амперы и зачем.
Имеется кухня. На кухне установлена группа розеток. Вся эта группа розеток выключается автоматом в электрическом щитке, на котором есть обозначение 16А. В розетки на кухне подключены следующие приборы: микроволновка (1000 Вт), электрический чайник (2000 Вт), духовой шкаф (1500 Вт). Вопрос в следующем, выдержит ли линия, если включить все эти приборы одновременно?
Решение.
Имея автомат выключения на 16А надо полагать, что предельным значением для нас будут служить эти данные, сила тока в данном участке цепи не должна превысить 16А. Сперва складываем мощности, в сумме получаем 4500 Вт. Далее по нашей формуле получаем силу тока (амперы): 4500/220=20,45 А. Соответственно, если включить электрочайник, микроволновку и духовой шкаф на полную мощность, то предохранительный автомат на 16А попросту «выбьет».
Отсюда вывод: очень полезно иногда задумываться на тем, как перевести ватты в амперы, и потом применять произведенные расчеты на практике, особенно во время ремонта, например, для закладки (как в нашем примере) дополнительной электрической линии, позволяющей развести нагрузку по разным проводам, либо для перекладывания линии, используя другие провода, рассчитанные на большую силу тока.
Видео.
Рекомендую прочитать:
Вольт, Ампер, Ватт
Вольт … Ампер … Ватт … Что все это значит?
Давайте начнем с основ и начнем с них.
Атомы — Атомы являются строительными блоками материи. Атом состоит из ядра с положительно заряженными протонами и нейтрально заряженными нейтронами, окруженного отрицательно заряженными электронами. У разных типов атомов разное количество протонов в ядрах. Представьте атом как миниатюрную солнечную систему, в которой протоны и нейтроны являются Солнцем, а электроны — планетами.Провода в вашей электрической системе состоят из материи, состоящей из атомов.
Электроны — Поскольку противоположные заряды притягиваются, электроны притягиваются к протонам в ядре, подобно тому, как гравитация удерживает планеты на орбите вокруг Солнца. В отличие от планет с их медленными эллиптическими орбитами, которые создают центробежную силу, чтобы удержать планеты от столкновения с Солнцем, электроны отталкиваются друг от друга из-за своего заряда, и они вращаются вокруг ядра со скоростью света по пути, который лучше всего описать как «Облако вероятностей».
Напряжение, Вольт, В, потенциал, заряд — Поскольку одинаковые заряды отталкиваются, а все электроны имеют отрицательные заряды, эта сила отталкивания увеличивается как «давление», когда электроны находятся в непосредственной близости друг от друга. Это «давление» в контексте электрической системы известно как напряжение.
Ампер, Ампер, Ампер, А, Ток, I — Когда электроны текут из области высокого напряжения (давления) в область низкого напряжения, скорость потока измеряется в Амперах. Усилитель — один кулон в секунду.18 (или 6 241 000 000 000 000 000) электронов.
Сопротивление, Ом, Ом — На пути от областей высокого напряжения к областям низкого напряжения электроны сталкиваются с сопротивлением. Это сопротивление контролирует скорость потока, как насадка на шланге. Это сопротивление измеряется в Ом.
Вт, энергия, Вт — Когда протекающие электроны сталкиваются с сопротивлением, работа может выполняться. Это то, что заставляет электричество действовать. Эта работа может быть измерена в ваттах и равна вольтам, умноженным на амперы (ватты = вольт x амперы).
Когда солнечный свет попадает на солнечную панель, возникают напряжение и ток. Этот ток, проталкиваемый напряжением, протекает по проводам в электрической системе и выполняет работу, когда встречает сопротивление, которое можно измерить в ваттах.
Чтобы узнать об ампер-часах, ватт-часах и мощности, перейдите к следующему разделу.
<ПРЕДЫДУЩИЙ | NEXT>
Преобразование ампер в ватт / вольт — Преобразование единиц измерения
›› Перевести амперы в ватты на вольт
Пожалуйста, включите Javascript для использования
конвертер величин.
Обратите внимание, что вы можете отключить большинство объявлений здесь:
https://www.convertunits.com/contact/remove-some-ads.php
›› Дополнительная информация в конвертере величин
Сколько ампер в 1 ватт / вольт?
Ответ: 1.
Мы предполагаем, что вы конвертируете ампер в ватт / вольт .
Вы можете просмотреть более подробную информацию о каждой единице измерения:
ампер или
ватт / вольт
Базовой единицей СИ для электрического тока является ампер.
1 ампер равен 1 ампера или 1 ватт / вольт.
Обратите внимание, что могут возникать ошибки округления, поэтому всегда проверяйте результаты.
Используйте эту страницу, чтобы узнать, как преобразовать ампер в ватт / вольт.
Введите свои числа в форму для преобразования единиц!
›› Таблица быстрой конвертации ампер в ватт / вольт
1 ампер в ватт / вольт = 1 ватт / вольт
5 ампер в ватт / вольт = 5 ватт / вольт
10 ампер в ватт / вольт = 10 ватт / вольт
20 ампер в ватт / вольт = 20 ватт / вольт
30 ампер в ватт / вольт = 30 ватт / вольт
40 ампер в ватт / вольт = 40 ватт / вольт
50 ампер в ватт / вольт = 50 ватт / вольт
75 ампер в ватт / вольт = 75 ватт / вольт
100 ампер в ватт / вольт = 100 ватт / вольт
›› Хотите другие единицы?
Вы можете произвести обратное преобразование единиц измерения из ватты / вольт в амперы, или введите любые две единицы ниже:
›› Преобразователи общего электрического тока
ампер на миллиампер
ампер на статамп
ампер на сименс вольт
ампер на гигаампер
ампер на гауссовский
ампер на мегампера
ампер на тераампер
ампер на аттоампер
ампер на гилберт
ампер на электромагнитный блок
›› Определение: Amp
В физике ампер (символ: A, часто неофициально сокращается до ампер) — это базовая единица СИ, используемая для измерения электрических токов.Нынешнее определение, принятое 9-й сессией ГКПМ в 1948 году, гласит: «Один ампер — это тот постоянный ток, который, если он поддерживается в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с незначительным круглым поперечным сечением и помещен на расстоянии одного метра в вакууме, дает между этими проводниками действует сила, равная 2 × 10 -7 ньютон на метр длины ».
›› Метрические преобразования и др.
ConvertUnits.com предоставляет онлайн калькулятор преобразования для всех типов единиц измерения.Вы также можете найти метрические таблицы преобразования для единиц СИ. в виде английских единиц, валюты и других данных. Введите единицу символы, сокращения или полные названия единиц длины, площадь, масса, давление и другие типы. Примеры включают мм, дюйм, 100 кг, жидкая унция США, 6 футов 3 дюйма, 10 стоун 4, кубический см, метры в квадрате, граммы, моль, футы в секунду и многое другое!
Как преобразовать 15 ампер в ватт
Как преобразовать электрический ток силой 15 ампер (А) в электрическую мощность в ваттах (Вт).
Вы можете рассчитать (но не преобразовать) ватты из ампер и вольт:
15А для расчета ватт при напряжении 12В постоянного тока
Для источника питания постоянного тока ватты равны ампер, умноженный на вольт.
Вт = амперы × вольт
Вт = 15 А × 12 В = 180 Вт
15А для расчета ватт при напряжении 120В переменного тока
Для источника питания переменного тока ватты равны коэффициенту мощности, умноженному на амперы, умноженным на вольты.
Вт = PF × ампер ×
вольтДля резистивной нагрузки без катушек индуктивности или конденсаторов коэффициент мощности равен 1:
.Вт = 1 × 15 А × 120 В = 1800 Вт
Для индуктивной нагрузки (например, асинхронного двигателя) коэффициент мощности может быть приблизительно равен 0.8:
Вт = 0,8 × 15 А × 120 В = 1440 Вт
15А для расчета ватт при напряжении 230В переменного тока
Для источника питания переменного тока ватты равны коэффициенту мощности, умноженному на амперы, умноженным на вольты.
Вт = PF × ампер ×
вольтДля резистивной нагрузки без катушек индуктивности или конденсаторов коэффициент мощности равен 1:
.Вт = 1 × 15 А × 230 В = 3450 Вт
Для индуктивной нагрузки (например, асинхронного двигателя) коэффициент мощности может быть приблизительно равен 0.8:
Вт = 0,8 × 15 А × 230 В = 2760 Вт
Определение ватт
Ватт — единица измерения мощности (обозначение: Вт).
В Международной системе единиц (СИ) это производная единица (в основных единицах СИ) 1 кг )м 2 ⋅s −3 или, что эквивалентно, 1 джоуль в секунду. Он используется для количественной оценки скорости передачи энергии.
Ваттный блок назван в честь Джеймса Ватта, изобретателя паровой машины.
Один ватт определяется как уровень потребления энергии один джоуль в секунду.
1Вт = 1Дж / 1с
Один ватт также определяется как ток в один ампер при напряжении в один вольт.
1 Вт = 1 В × 1 А
Определение ампер
Ампер или ампер (символ: A) — это единица измерения электрического тока.
Блок Ampere назван в честь Андре-Мари Ампера из Франции.
Один ампер определяется как ток, протекающий с электрическим зарядом в один кулон в секунду.
1 А = 1 Кл / с
Как перевести амперы в ватты »
В настоящее время у нас есть около 939 калькуляторов, таблиц преобразования и полезных онлайн-инструментов и программных функций для студентов, преподавателей и учителей, дизайнеров и просто для всех.
На этой странице вы можете найти финансовые калькуляторы, ипотечные калькуляторы, калькуляторы для кредитов, калькуляторы для автокредитования и лизинга, калькуляторы процентов, калькуляторы платежей, пенсионные калькуляторы, калькуляторы амортизации, инвестиционные калькуляторы, калькуляторы инфляции, финансовые калькуляторы, калькуляторы подоходного налога , калькуляторы сложных процентов, калькулятор заработной платы, калькулятор процентной ставки, калькулятор налога с продаж, калькуляторы фитнеса и здоровья, калькулятор BMI, калькуляторы калорий, калькулятор телесного жира, калькулятор BMR, калькулятор идеального веса, калькулятор темпа, калькулятор беременности, калькулятор зачатия беременности, срок родов калькулятор, математические калькуляторы, научный калькулятор, калькулятор дробей, процентные калькуляторы, генератор случайных чисел, треугольный калькулятор, калькулятор стандартного отклонения, другие калькуляторы, калькулятор возраста, калькулятор даты, калькулятор времени, калькулятор часов, калькулятор GPA, калькулятор оценок, конкретный калькулятор, подсеть калькулятор, генерация паролей калькулятор преобразования и многие другие инструменты, а также для редактирования и форматирования текста, загрузки видео с Facebok (мы создали один из самых известных онлайн-инструментов для загрузки видео с Facebook).Мы также предоставляем вам онлайн-загрузчики для YouTube, Linkedin, Instagram, Twitter, Snapchat, TikTok и других социальных сетей (обратите внимание, что мы не размещаем видео на своих серверах. Все загружаемые вами видео загружаются с Facebook, YouTube, Linkedin, CDN в Instagram, Twitter, Snapchat, TikTok. Мы также специализируемся на сочетаниях клавиш, кодах ALT для Mac, Windows и Linux и других полезных советах и инструментах (как писать смайлы в Интернете и т. Д.)
В Интернете есть много очень полезных бесплатных инструментов, и мы будем рады, если вы поделитесь нашей страницей с другими или отправите нам какие-либо предложения по другим инструментам, которые придут вам в голову.Также, если вы обнаружите, что какой-либо из наших инструментов не работает должным образом или вам нужен лучший перевод — сообщите нам об этом. Наши инструменты сделают вашу жизнь проще или просто помогут вам выполнять свою работу или обязанности быстрее и эффективнее.
Это наиболее часто используемые пользователями по всему миру.
И мы все еще развиваемся. Наша цель — стать универсальным сайтом для людей, которым нужно быстро производить расчеты или которым нужно быстро найти ответ на базовые конверсии.
Кроме того, мы считаем, что Интернет должен быть источником бесплатной информации. Таким образом, все наши инструменты и услуги полностью бесплатны и не требуют регистрации. Мы кодировали и разрабатывали каждый калькулятор индивидуально и подвергали каждый строгому всестороннему тестированию. Однако, пожалуйста, сообщите нам, если вы заметите хотя бы малейшую ошибку — ваш вклад очень важен для нас. Хотя большинство калькуляторов на Justfreetools.com предназначены для универсального использования во всем мире, некоторые из них предназначены только для определенных стран.
вольт, ампер, ватт, ватт-часов и стоимость
Мощность — это то, что делает все вычисления возможными. Центры обработки данных — это предприятия, которые используют информацию и электроэнергию и превращают их в более ценную информацию и тепло. Чтобы функционировать, центры обработки данных должны быть уверены, что всегда имеется достаточное количество электроэнергии. Менеджеры центров обработки данных также внимательно следят за энергопотреблением, поскольку стоимость энергии, используемой сервером в течение срока его полезного использования, обычно превышает его закупочную цену.И большинство центров обработки данных тратят вдвое больше на охлаждение серверов и отвод тепла от объекта.
Вот краткий обзор основ электричества — вольт, ампер, ватт и ватт-часы. Стоимость превращает этот обзор основ в необходимую часть работы любого менеджера центра обработки данных.
Электричество
Электричество — это общее название электрической энергии. Электричество — это технически поток электронов через проводник, обычно медный провод. Каждый раз, когда электричество поступает к устройству, такое же количество должно возвращаться.Это система «замкнутого цикла». Электроны в проводе на самом деле движутся довольно медленно, не со скоростью света. Сигналы действительно движутся со скоростью (близкой) к скорости света.
Аналогия с водопроводом для понимания электричества
Представьте 100-футовую трубу, заполненную водой: когда вы открываете клапан на одном конце, вода почти сразу же вытекает из другого конца, даже если ни одна капля воды не прошла полные 100 футов. Волна давления, однако, прошла 100 футов.
Напряжение
Измерено в вольтах (В) по Алессандро Вольта.Это «давление» электричества. Центры обработки данных обычно получают питание от электросети при высоком напряжении, обычно 480 В, которое затем необходимо преобразовать в более низкое напряжение для использования ИТ-оборудованием. В Северной Америке большинство ИТ-систем в центрах обработки данных используют 110 В, 208 В или 220 В, в то время как в большей части остального мира более распространены 220–240 В. Напряжения в пределах примерно 10% используются взаимозаменяемо, поэтому вы можете услышать ту же установку, которая описывается как 110 В, 115 В или 120 В.
Электрическое напряжение, как и давление воды, на самом деле не говорит вам, сколько «работы» (мощности) может обеспечить система.Представьте себе крошечную трубку: она может подавать воду под огромным давлением, но вы не можете использовать ее для приведения в действие водяного колеса.
Ток
Измерено в амперах или амперах (A) по Луиджи Ампера. Это «скорость потока» электричества (сколько электронов в секунду проходит через данный проводник). Текущий описывает объем, но не давление, поэтому сам по себе он не раскрывает всей картины силы.
Представьте себе большую водопроводную трубу: через нее может течь много воды, но энергия, которую она несет, зависит от ее давления.Для более высоких токов требуются более толстые и дорогие кабели. Основная подача питания в центр обработки данных может составлять тысячи ампер, которые распределяются таким образом, чтобы к тому времени, когда он достигал отдельного шкафа, был от 20 до 63 А.
Мощность
Измерено в ваттах (Вт) по Джеймсу Ватту. Это полезная работа, которую совершает электричество. Ватты отражают работу, выполняемую в данный момент, а НЕ энергию, потребляемую с течением времени. Мощность в ваттах рассчитывается путем умножения напряжения в вольтах на ток в амперах: 10 ампер тока при 240 вольт генерируют 2400 ватт мощности.Это означает, что один и тот же ток может дать вдвое больше мощности, если напряжение удвоить. Это одна из причин, по которой электроснабжение центров обработки данных с высоким напряжением становится все более популярным. Мощность также может быть измерена как «действительная» и «кажущаяся» с помощью «коэффициента мощности», который преобразует одно в другое; об этом будет рассказано в одном из следующих постов.
Потребляемая мощность (т.е. энергия)
Измеряется в ватт-часах (Втч). Ватт-час — это объем работы (т. Е. Выделенная энергия) при подаче мощности 1 Вт в течение 1 часа.Лампа мощностью 100 Вт, оставленная включенной на 10 часов, потребляет 1000 Втч (или 1 кВтч) энергии.
Стоимость
Обычно вы платите за электроэнергию в киловатт-часах (кВтч) или 1000 Втч. Стоимость в США колеблется от 0,03 до 0,20 доллара и более за киловатт-час и намного выше во многих других частях мира. Сервер, который использует 500 Вт в течение года, будет потреблять 500 Вт x 8 760 часов = 4 380 000 Втч = 4 380 кВтч. Если вы платите 0,10 доллара США за кВтч, стоимость запуска сервера составит 4380 x 0,10 доллара США / кВтч = 438 долларов США в год.Сюда не входит стоимость охлаждения сервера, которая может удвоить или даже утроить ваши общие годовые затраты.
В конце нет викторины, чтобы проверить свои знания. Но уделение внимания основам поможет избежать неприятных сюрпризов. Packet Power упрощает и делает более доступным для менеджеров центров обработки данных отслеживание и анализ энергопотребления. Напишите на [email protected], чтобы узнать, как мы можем вам помочь.
Разница между ампер, вольт и ватт
Термин «ватты» часто описывает мощность или электричество.Возможно, вашему торшеру дома нужны лампочки на 60 или 90 ватт. Однако сделайте вы знаете, сколько ватт необходимо вашей кофеварке для эффективной работы?
Кроме того, подобные термины, такие как «амперы» и «вольт», можно быстро спутать с ваттами. Вы знаете, на сколько ампер рассчитана ваша посудомоечная машина? Или для таких устройств, как системы бесперебойного питания (ИБП), в которых почти не упоминается ватт, вы называете их «вольт-ампер»?
Что именно означают ампер, вольт и ватт? Что их отличия? Могут ли они использоваться как взаимозаменяемые? В следующем содержании мы распаковываем каждый электрический термин, как это определено Международной системой единиц (SI) и Международное бюро Poids et Mesures (BIPM).
Полезная аналогия с заболоченной водой
Изображение воды, протекающей в замкнутой системе, например трубка. Цепь, образованная водой, представляет собой электрический поток. Электричество, подобно воде, движется по проводнику непрерывно по кругу, являясь примером провод. Каждый отдельный электрический термин — амперы, вольты и ватты — играет роль важная роль в потоке электроэнергии.
Что такое сила тока?
Ампер — это термин, который обычно сокращается до «ампер» или классифицируется. как.”В аналогии с водой, описанной выше, амперы будут определять объем вода движется мимо какой-то конкретной точки в определенный момент.
В электрической цепи амперы измеряют электрический ток, или объем (не скорость) присутствующих электронов. Например, бытовая посудомоечная машина может иметь номинал около 10 ампер. Чтобы представить это в перспективе, сила одного удара молнии составляет примерно 20 000 ампер.
Что такое напряжение?
Напряжение можно сравнить с давлением воды.Вольт представляют собой скорость, с которой электроны проходят определенную точку в замкнутом схема. Напряжение, также обозначаемое как «В» или обозначаемое как «В», представляет собой разница в потенциале. Возможная разница существует между двумя точками проводник обычно делается из проволоки и последовательно проводит ток. В постоянный ток равен 1 амперам, а энергия, рассеиваемая между точками составляет 1 ватт.
В чем разница между вольтами и амперами?
Ампер и вольт дополняют друг друга со своими собственными отдельными функциями в электрической цепи.Ампер измеряет электричество. Вольт представляют собой разность потенциалов, управляющих током. протекать по замкнутому контуру. Следовательно, в то время как амперы представляют собой объем воды, вольт переносит воду по контуру.
Что такое вольт-амперы?
Вольт-ампер — это единицы измерения «кажущегося» электрического мощность, рассчитанная умножением напряжения на силу тока. VA часто используются для упростить номинальную мощность, помогая определить, какую мощность будет иметь ток рисовать при использовании.
Что такое ватты?
Полученный по формуле V x A = W, ватт — это скорость потока мощности, который возникает в результате протекания тока через электродвигатель вольт сила. Ватты измеряют мощность, которая фактически генерируется в электрическом система. Например, если описанная выше водная система использовалась для работы мельницы, ватты будут представлять энергию, создаваемую для питания мельницы.
Разница между вольт-амперами и ваттами
Если и вольт-амперы, и ватты получены умножением напряжения на силу тока, как эти понятия различаются? Хотя верно, что и ватты, и вольт-амперы измеряют электрическую мощность, тип измеряемой мощности отличается.
Как уже упоминалось, VAs измеряют «полную мощность», а ватты — «реальную мощность». Настоящий мощность определяет, сколько энергии (тепла) потребляется или генерируется. Полная мощность вычисляет, сколько электроэнергии потребляет ток в активном состоянии.
Что такое Ом?
Ом определяет электрическое сопротивление. В пределах электрическая цепь, сопротивление получается из любого материала или объекта, который уменьшает электрический поток. Омы измеряют именно это сопротивление. В гидравлическая аналогия, омы представляют размер трубы.Например, меньше воды будет иметь возможность течь через узкую трубу, чем через широкую, при том же давлении. Широкая труба на менее устойчива на , чем узкая.
Полезный, заболоченный обзор
Снова представьте, как электричество течет по проводнику, как вода, протекающая по замкнутой системе труб.
- Амперы представляют собой объем воды настоящее время.
- Напряжение представляет собой давление воды
- Ватт представляет собой энергию, создаваемую замкнутым система, которая приводит в действие мельницу.
- Ом представляют собой величину сопротивления создается размером трубы.
При отключении замкнутой системы трубопроводов, вольт-амперы может использоваться для описания потенциальной энергии, которая будет создана после того, как цепь в движении.
Системы EatonUPS
В FGC Equipment разбираться в тонкостях электричества — это наша работа. При экспертной помощи технических консультантов мы помогаем в процессе выбора правильной системы бесперебойного питания (ИБП) для вашего приложения — наши консультанты рассмотрят для вас спецификации, правильные размеры, выбор напряжения и расчет времени работы.
Не стесняйтесь обращаться с любыми вопросами о системе ИБП Eaton. 844.501.1887 или через нашу онлайн-форму связи Cегодня.
электричество — ватт против вольт ампер
То, что вы понимаете, в основном правильно. Что касается цепей постоянного тока, важно отметить, что 1 ватт = 1 ампер x 1 вольт в установившихся (длительных) условиях, когда переходные процессы ушли. В этих условиях идеальный конденсатор выглядит как разомкнутая цепь (ток отсутствует), а идеальная катушка индуктивности выглядит как короткое замыкание (отсутствие напряжения на катушке индуктивности).2} {2} $$
Эта энергия доступна либо для работы, либо для выработки тепла. Например, энергия магнитного поля важна для работы двигателя. Вы сами указали, что вы можете использовать изменяющееся магнитное поле, чтобы отклонить магнит (выполнять работу).
Эквивалентны ли ватты и вольт-амперы по размерам, например, например км / с и миль / час
Да. Оба являются единицами Джоулей / сек. Вольт — это джоуль / кулон, а ампер — это кулон в секунду.Единицами измерения ватт, будь то электрические ватты или ватты механической работы, являются Джоуль / сек.
Если да, будет ли использование ватт для обозначения полной мощности «технически правильным» (и просто «неправильным по соглашению»)?
Нет, это было бы технически некорректно. Оба они имеют единицы Джоуль / сек, но вольт-ампер не учитывает разность фаз между напряжением и током, которая может возникнуть с реактивными компонентами (катушками индуктивности, конденсаторами) в цепи.С другой стороны, мгновенная мощность в ваттах определяется выражением V (t) I (t) cosθ, где θ — угол между напряжением и током. Для чисто резистивных цепей угол равен нулю, так что cos равен 1.
Но это звучит странно, потому что тогда кажется, что «не все ватты одинаковы»
Я думаю, правильнее будет сказать «не все вольт-амперы считаются равными»
Произведение напряжения и тока без каких-либо сведений об элементах схемы называется вольт-ампер, а не ватт.Если схема является чисто резистивной, то вольт-амперы равны ваттам.
Я думаю, вы могли бы сказать, что все ватты — это вольт-амперы, но не все вольт-амперы — это ватты.
По большей части это имеет смысл. Но что меня беспокоит, так это то, что вы используете другую единицу только из-за контекста. «Я думаю, вы могли бы сказать, что все ватты — это вольт-амперы, но не все вольт-амперы — это ватты». это имеет смысл, но не объясняет, почему мы не просто универсально используем «VA» или повсеместно используем «W», и добавляем условие того, что мы подразумеваем под «кажущимся ваттным» или «VA резистивным».
Я понимаю, почему это может быть неприятно. Во-первых, единицы не разные, а одинаковые, то есть Джоуль / сек. Вам не нужно думать о ярлыках «ватты» и «вольт-амперы» как об электрических единицах. Просто «ватты» связаны с фазным током и напряжением и традиционно ассоциируются с резистивными нагрузками, в то время как «вольт-амперы» оставляют это открытым. Я думаю, вы найдете термин «вольт-амперы», когда не дано никаких подробностей о том, какое напряжение и какой ток на конкретных элементах схемы.В случае сомнений я всегда использую термин вольт-амперы, поскольку это самый всеобъемлющий термин.
Надеюсь, это поможет.
Ватт, Вольт и Ампер легко объяснимо | Руководство по внутреннему устройству
Если электричество было водой…
Примером, который часто называют составляющими тока, является следующий:
Электричество «течет» так же, как и вода. Итак, представьте течение как воду. Вольт (В) обозначает напряжение тока. Напряжение (P измеряется в вольтах) — это градиент, с которым электроны проходят через кабель.Это сравнимо с уклоном воды в водопроводе.
С другой стороны,Ампер (А) — это единица измерения силы тока. Это сопоставимо с толщиной ватерлинии: если линия очень толстая, может течь гораздо больше воды, чем при тонкой линии. В результате у воды больше силы. Амперы и вольт такие же, как давление воды и количество протекающей воды. Например, очиститель высокого давления может удалить грязь с алюминиевых дисков, потому что он создает давление, но он не подходит для большого пожара.
Другой пример, иллюстрирующий это, — сравнение с гидроэлектростанцией. Гидроэлектростанция может производить больше мощности (ватт), чем больше воды поступает и чем выше градиент (напряжение, измеряемое в вольтах), с которым вода ударяет по турбинам. Если в русле реки есть много крупных камней, которые замедляют течение воды, мощность соответственно уменьшится. Камни соответствуют электрическому сопротивлению, измеренному в омах (Ом). Общее количество воды представляет собой ток, измеренный в амперах (I).
Чем больше поперечное сечение русла реки на пути к гидроэлектростанции, тем больше тока может течь через эту реку. Более крупное сечение кабеля также означает, что кабель выдерживает больший ток и может нести большую мощность. Отсюда следует, что мощность (P) зависит от напряжения (U) и тока (I). Формула для расчета ватт:
Кто много делает, много и потребляет. Реальный носитель энергии у фена составляет около 1400 Вт. Но сколько использует фен, когда он делает так много? Расход фена измеряется в киловатт-часах (кВтч).
Аббревиатура кВтч, которую вы знаете из своего счета за электроэнергию. Чтобы объяснить, что играет роль в киловатт-часах, необходимо объяснить отдельные факторы: ватт, час и килограммы. 1400 Вт соответствуют производительности фена. Чтобы правильно рассчитать расход, правильный вопрос: сколько дует фен? Потребление всегда связано с периодом.
Следовательно, производительность измеряется по времени (в случае одного часа) для фена.
Оставить ответ