Как рассчитать амперы

В современном мире невозможно представить себе существование человечества без использования электрических приборов. Основными характеристиками электрической сети, по которым можно было бы рассчитать все остальные её параметры, являются сила тока, сопротивление и напряжение.

Электрический ток в проводнике

Электрический ток в проводнике

Внимание! При подключении электроприборов в сеть важно помнить, что они не должны быть рассчитаны на меньшие показатели, чем есть в сети, иначе они просто выйдут из строя.

Электрический ток

Является направленным перемещением заряженных частиц (электронов, ионов и др.). Однако за его направление в физике принимают движение именно положительно заряженных частиц, а не электронов, которые имеют отрицательный заряд.

Определяется как скалярная величина, характеризующая количество электричества, которое протекает через поперечное сечение проводника за единицу времени. С другой стороны, она характеризуется скоростью движения заряда.

В физике обозначается буквой I. Единица измерения – Ампер.

Как можно рассчитать число ампер в сети

Исходя из определения, расчёт выполняем следующим образом:

I = Dq / Dt, где:

  • Dq – количество электричества (измеряется в кулонах или Кл),
  • Dt – промежуток времени (измеряется в секундах или с).

Для участка цепи величину можно рассчитать исходя из закона Ома:

I = U / R, где:

  • R – сопротивление, измеряется в омах (Ом),
  • U – напряжение, измеряемое в вольтах (В).

Для полной цепи (содержащей источник электрической энергии) можно выполнить расчёт по следующей формуле:

I = E/(R+r), где:

  • Е – ЭДС источника,
  • R и r – соответственно, внешнее (проводников и потребителей) и внутреннее (источника) сопротивление.

Из закона Ома для полной цепи можно выполнить расчёт тока короткого замыкания (Iк.з.), который определяется при R = 0:

Iк.з. = Е/r.

Поскольку мощность электрической сети связана с силой тока, то можно высчитать амперы по формуле:

P = I2 · R = U · I,

где Р – мощность, её единица измерения – ватт (Вт).

Таким образом, зная мощность и сопротивление, расчёт выполняем по формуле:

Выше перечисленные формулы используются в расчётах схем постоянного тока.

В цепях переменного тока разделяют три вида сопротивлений:

  1. активное (R);
  2. емкостное (XL = w·L);
  3. индуктивное (XC = 1/(w·C)).

Активное сопротивление называют резистором. Емкостное – учитывают при включении в схему конденсатора, а индуктивное – катушки индуктивности.

Для того чтобы выполнить расчёт такой цепи, можно воспользоваться соответствующими формулами. По ним можно рассчитывать как максимальное и минимальное значения тока, так и действующее.

I = UR/R, где UR – напряжение на активном сопротивлении.

I=UL/XL=UL/(w·L), где:

  • UL – напряжение на индуктивном сопротивлении,
  • L – индуктивность катушки,
  • w = 2·p·f (f – частота колебаний в сети).

I = UC · XC = UC · w · C, где:

  • UC– напряжение на емкостном сопротивлении,
  • С – ёмкость конденсатора.

Действующие значения можно рассчитать по формуле:

где Im – амплитудное значение.

Единица измерения

Ампер как единица измерения силы тока была принята в 1948 году на заседании Международной конференции по мерам и весам.

Величина в 1А определяется как сила тока, которая вызывает в двух бесконечных параллельных проводниках маленького сечения, находящихся на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме, притяжение с силой 2·10−7Н.

Определение 1 Ампера

Определение 1 Ампера

В Международной системе единиц СИ ампер определяется как кулон в секунду или:

1А = 1Кл/1с.

Данная единица была названа по имени французского физика и математика Андре-Мари Ампера, который нашёл зависимость между силой тока, зарядом и промежутком времени.

С другой стороны:

1 Ампер = 1 Вольт/1 Ом или 1А = 1В/1Ом.

Ампер связан с ватт следующим образом:

1Ампер = 1 Ватт/1 Вольт или 1А = 1 Вт / 1 В.

Для более компактной записи можно использовать приставки к основной единице. Как посчитать кратные и дольные значения единиц? Сделать это поможет таблица, расположенная ниже.

Единицы измерения

ПриставкаОбозначение приставкиПеревод в амперы
иоттИ1ИА = 10^24А
зеттаЗ1 ЗА = 10^21А
эксаЭ1 ЭА = 10^18А
петаП1ПА = 10^15А
тераТ1 ТА = 10^12А
гигаГ1 ГА = 10^9А
мегаМ1 МА = 10^6А
килок1 кА = 10^3А
гектог1 гА = 10^2А
декада1даА = 10А
децид1 дА = 10^-2А
милим1 мА = 10^-3А
микромк1 мкА = 10^-6А
нанон1 нА = 10^-9А
пикоп1 пА = 10^-12А
фемтоф1 фА = 10^-15А
аттоа1 аА = 10^-18А
зептоз1 зА = 10^-21А
иоктои1 иА = 10^-24А

При расчётах характеристик электрической цепи можно воспользоваться онлайн калькуляторами.

Обычно при подсчёте онлайн величины вводятся в единицах СИ (U – в вольт, P – в ватт, сопротивление – в Ом и т.д). В этом случае значение силы тока будет получено в единице измерения – ампер.

Если даются дольные или кратные известные значения, то предварительно нужно перевести их в единицы СИ. Например, если по условию Р = 102 Ватт, то нужно вводить значение – 100 Ватт.

Также можно найти онлайн калькуляторы, которые позволят перевести ватты в амперы (при известном фиксированном значении напряжения).

Онлайн калькулятор

Онлайн калькулятор

Этими сервисами часто пользуются для расчёта электрических цепей в домашних условиях. В этом случае напряжение постоянное и обычно равно 220В. Если расчёт выполняется вручную, то при переводе нужно учитывать, что 1А = 0,2кВт при U = 220В.

Амперметр

Чтобы определить, какой ток протекает в цепи, используются специальные приборы, которые называются амперметрами.

Амперметр

Амперметр

Для вычисления малых значений используют миллиамперметры и микроамперметры.

Чтобы узнать силу тока, нужно амперметр подключать последовательно к другим приборам. На схеме прибор обозначается в виде кружочка с буквой А.

Схема подключения амперметра в электрическую цепь

Схема подключения амперметра в электрическую цепь

Внимание! Для выполнения измерения тока в схемах постоянного и переменного токов используют разные приборы. Различить их можно по маркировке. Для переменного – маркируется символом «~», для постоянного – символом «–».

Также можно использовать мультиметр, который позволяет выполнять измерения основных электрических характеристик.

Мультиметр

Мультиметр

Таким образом, для правильного и безопасного использования электроприборов нужно обязательно учитывать основные параметры электрической цепи. Расчёты можно выполнять самостоятельно по формулам или воспользоваться услугами Интернет сервисов.

Видео

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock detector