Розрахунки потужності
Потужність - це здатність виконувати роботу, будь то підйом ліфтів чи шум. Коли ви пропускаєте струм через провід, ви передаєте потужність від джерела до місця використання. Однією з головних переваг електроенергії є те, що ми можемо робити безладний бізнес з виробництва електроенергії в Неваді і зручно використовувати її у вітальні.
Одиницею потужності є ватт, названий на честь слави парової машини Джеймса Ватта. Потужність, доступна в електричному ланцюзі, становить
P = потужність у ватах
E = ЕРС у вольтах
I = сила струму в амперах.
Звичайно, струм через провід контролюється імпедансом - зазвичай ми знаємо імпеданс і напругу і використовуємо отриману формулу
Важливо зауважити, що потужність буде змінюватися як квадрат напруги. Якщо ми контролюємо струм за допомогою відомого опору, ця формула має таку ж мораль.
Багато електронних пристроїв виробляють тепло як побічний ефект від основного їх використання. Наприклад, резистори та трансформатори нагріваються, коли струм проходить через них. Тепло не годиться ні для чого (навіть навпаки), але ми повинні це знати, щоб не намагатися пропустити через щось достатньо струму, щоб його спалити. Більшість пристроїв мають максимальну номінальну потужність - перевищення цієї оцінки ризикує знищити. Більшість резисторів, наприклад, оцінюються в чверть ватту. Тож скільки напруги ми можемо спокійно подати на резистор 100 Ом?
В аудіосвіті ви все ще чуєте багато розмов про "відповідність імпедансів". Що це значить? Будь-який пристрій з реальним виходом має певний імпеданс між схемою подачі сигналу та вихідним гніздом. Ось декілька типових вихідних структур:
Трикутники являють собою підсилювачі або якесь інше джерело струму. Завжди існує якась комбінація резисторів, конденсаторів та/або трансформаторів для регулювання вихідної напруги та захисту джерела струму від коротких замикань. Що б не було після того, як джерело струму матиме імпеданс - це, як правило, все згруповане і називається "імпедансом джерела".
Тепер ось як буде виглядати будь-який вхід:
Навіть якщо це не справжня конструкція, що стосується вихідного пристрою, наступний пристрій внизу буде представляти певний (сподіваємося, фіксований) імпеданс на виході. З есе про закон Ома ви пам’ятаєте, що коли ми з’єднаємо їх разом, у нас буде дільник напруги. Якщо імпеданс входу другого пристрою є досить низьким, щоб навантажити вихід другого пристрою, напруга на з'єднанні буде нижчим, ніж очікувалося, і поточна потреба може перевищувати те, що джерело готовий забезпечити. (Джерело може бути навіть пошкоджене.)
Щоб цього не сталося, виробники вказують імпеданс навантаження, з яким призначений їх пристрій. Це називається "вихідний опір". Це не те ж саме, що імпеданс джерела - вихідний імпеданс - це очікуваний вхідний імпеданс навантаження, і він буде працювати з імпедансом джерела (як нижня ніжка дільника напруги), щоб встановити правильні рівні виходу.
За старих часів, якщо пристрій зазначив вихідний опір 600 Ом, вам доводилося підключати навантаження 600 Ом, ні більше, ні менше. Це тому, що до середини 60-х років чи близько того, більшість обладнання мали вихідні трансформатори, як у лівій схемі вище. (Це вимагали лампові схеми.) З есе про імпеданс ви пам’ятаєте, що індуктор, такий як вторинна котушка трансформатора, має постійну часу, що залежить від відповідного імпедансу - при деяких імпедансах він стає фільтром. 600 Ом - це вхідний опір промислового стандарту для плоскої передачі сигналу в звуковому діапазоні. (Існує ще такий стандарт для відео - 75 Ом, і вам краще слідувати йому.) Якщо ви хочете надіслати сигнал на два пристрої, вам довелося використовувати спеціальний підсилювач розподілу, тому що просто підключіть два входи 600 Ом до той же вихід дає навантаження 300 Ом.