Основна теорія ланцюгів постійного струму Глава 1 - Підручник з напруги, струму, енергії та енергетичної енергетики
Глава 1 - Напруга, струм, енергія та потужність
Зв'язок напруги та струму
Земля - динамічне місце. Предмети рухаються, відбуваються хімічні реакції, температури зростають і знижуються. Це достаток вічної діяльності пов'язане з концепцією енергія. Різні форми енергії - теплова, механічна, хімічна тощо - є проявами фундаментальної сутності, що призводить до фізичних змін, коли вона переходить від одного об’єкта до іншого.
Електрика є формою енергії, яка виникає внаслідок існування та руху заряджених частинок, званих електронами. Коли накопичення електронів створює різницю в електричній потенціальній енергії між двома точками, ми маємо a Напруга (у рівняннях напруга позначається V). Якщо ці дві точки з'єднати провідним матеріалом, електрони, природно, будуть рухатися від нижчої напруги до вищої; цей рух називається електричний струм, позначається I.
Електрика є особливо зручним та універсальним видом енергії, і це зробило її потужним інструментом в руках незліченних розумних людей, які спроектували все, починаючи від великого електрообладнання і закінчуючи крихітними електронними пристроями. Вражає думка про різноманітну та вишукану функціональність, яка починається з електричної енергії, яка може передаватися через два маленькі мідні дроти.
Порівняння напруги та струму
| Поточний | Напруга | |
| Символ | Я | V |
| Відносини | Струм не може протікати без напруги | Напруга може існувати без струму |
| Вимірюється с | Амперметр | Вольтметр |
| Одиниця | А або підсилювачі або сила струму | V або вольт або напруга |
| Одиниця СІ | 1 ампер = 1 кулон/секунда | 1 вольт = 1 джоуль/кулон (V = W/C) |
| Польовий | Магнітний | Електростатичний |
| Серійне підключення | Струм однаковий у всіх | Напруга розподіляється по компонентах |
| У паралельному підключенні | Струм розподіляється по компонентах | Напруги однакові для всіх компонентів |
Потужність в електроніці та як її обчислювати
У науковому контексті, потужність відноситься до швидкості передачі енергії. Отже, електрична потужність - це швидкість передачі електричної енергії. Одиниця виміру ват (W), де один ват дорівнює передачі одного джоуля (Дж) енергії за одну секунду.
Електрична потужність у ватах дорівнює напрузі у вольтах, помноженій на струм в амперах.
Блок вольт (V) визначається як джоулі на кулон, тобто він передає енергію (в джоулях) на кулон заряду. ампер (А) - це кулони в секунду, тобто скільки куломів заряду проходять дану точку за одну секунду. Ми можемо використовувати цю інформацію, щоб підтвердити, що пристрій для електроенергії відповідає формулі, наведеній вище:
У правій частині рівняння два "кулонівські" члени відміняються, і ми залишаємо джоулі в секунду.
Коли ми аналізуємо схеми, ми, як правило, обговорюємо потужність, використовуючи термін "розсіяний" або "спожитий" замість "переданий". Це підкреслює той факт, що живлення залишає електричну систему або використовується електричним компонентом. Ми не говоримо „передана”, оскільки загалом кінцевий стан або розташування енергії не важливі.
Наприклад, якщо напруга на резисторі становить 5 В, а струм через резистор - 0,5 А, резистор передає 2,5 Вт потужності (як тепло) навколишньому середовищу. Однак у більшості випадків ми не маємо наміру передавати енергію. Ми просто хочемо розробити функціональну схему, і, отже, ми думаємо з точки зору того, скільки енергії втрачається (тобто розсіюється) або використовується (тобто споживається).
Два загальних типи напруги: постійний та змінний струм
Існує два загальноприйнятих способи передачі електричної енергії: постійний та змінний.
Постійний струм (постійний струм) може зростати або зменшуватися різними способами, але величина змін, як правило, невелика щодо середнього значення. Однак найважливішою характеристикою постійного струму є наступне: він не регулярно змінює напрямок. Це на відміну від змінний струм (змінного струму), який регулярно змінює напрямок і використовується у всьому світі для розподілу електричної енергії.