Ампер ватт вольт: В чем разница между ВА и Вт — Ответы на вопросы

какая между ними разница, как они обозначаются, как перевести вольты в ватты

Основными единицами измерения, регламентирующими показания электрического тока, являются ватт и вольт. Во всех руководствах по эксплуатации и паспортах эти показатели присутствуют.

Что такое ватт и вольт

1 вольт равен единице напряжения, созданного электрическим током, на концах проводящего устройства, предназначенного для тепловыделения мощностью в 1 ватт при постоянной электротехнической характеристике, проходящим через проводник. Характеристика вольта также определяется как разность потенциалов между двумя измеряемыми точками, при передвижении заряда в один кулон из точки А в точку В, когда требуется выполнить работу величиной в 1 джоуль.

Вольты, ватты и амперы

1 Вт – показатель мощности, при котором за секунду выполняется работа равная 1 Дж. Получается, что Вт считается производной от двух величин. Мощность и напряжение имеют соотношение:

1Вт = 1В*1А

Формулы

Чтобы иметь представление, что такое мощность, необходимо мыслить логически.

Если считать, что это просто сила, такое заключение будет неверным. Чтобы правильно дать оценку физической величине, достаточно знать, что мощность является скоростью, с которой устройство потребляет энергию.

К примеру, лампа может давать яркий либо тусклый свет, зависит от того, с какой скоростью потребляется энергия. Если яркость выше, то расход больше, и наоборот.

Внимание! Показатель мощности распространяется на все электрические приборы, но она не всегда связана с электроэнергией. Это основное различие показателей.

Основные величины тока

Мощность также бывает:

• Тепловая – определяется по температурным параметрам.
• Электрическая – показатель учитывается в электрических приборах, в том числе в лампочках.
• Механическая, определяемая по количеству лошадиных сил.

Все перечисленное относится к физическим характеристикам.

Как они обозначаются

Вт – это ватт или вольт, некоторые затрудняются ответить. Обозначение Вт отмечалось уже в позапрошлом веке в Великобритании. Название мере было дано в честь знаменитого ученого, идеолога промышленной революции, Джеймса Ватта, который был также создателем первого парового двигателя.

Множество лет он потратил на изучение этого показателя и для измерения использовал лошадиную силу.

Вольт – единица, названная в честь великого физика Алессандро Вольта. Вольт определяется как разница напряжений или потенциалов на концах проводника, а также между токопроводящими участками цепи.

Обозначение величин:

• Вт – ватт
• В – вольт.

Это принятая аббревиатура (сокращение) в международной системе.

Какая разница между Вт и В (В и А)

Чем отличается вольт от показателя ампера: Вольт – единица измерения напряжения, а ватт – мощности. В – это разница, создаваемая в электрическом потенциале на линии провода, когда ток с силой в 1А рассеивает единицу мощности, то есть напряжение. Определение напряжения заключается в том, что это потенциал электричества между разными точками.

Наряду с этим он используется, чтобы обозначить разницу потенциальной энергии электрического заряда между точками. Источник энергии – это напряжение, представляющее затраченную или потерянную энергию.

О мощности

Внимание! Напряжение гипотетически напоминает давление, создаваемое в цепи и проталкивающее электроны.

На двух путях должно быть обеспечено прохождение тока. Эта характеристика считается общей энергией для перемещения заряда. Определение напряжения основано на том, что отрицательные заряды притягиваются к высоким показателям, а положительные – к низким.

Вт – скорость выполнения работы. Скорость поддерживается на уровне 1 метра в секунду против постоянной силы противодействия в 1 ньютон. Если рассматривать относительно электромагнетизма, единицей считается скорость выполнения работы при прохождении 1 ампера через разность потенциалов показателем в 1В. Ватт – это мера мощности.

Мощность

Мощность – это энергический поток, с которым осуществляется потребление энергии.  Бывает, что в описании прибора встречается вместо кВт – кВА. Чтобы определить это значение, следует знать, что измеряется в кВА.

На выполнение работы полностью энергия не затрачивается, а напротив:

• Одна из фракций становится активной, то есть выполняет работу либо трансформируется в иную форму.
• Другая фракция реактивная. Энергия направляется в электромагнитное поле.

Внимание! Эти величины разные, несмотря на одинаковую соразмерность. Чтобы не допускать путаницы, показатель измеряется не в ваттах, а вольт-амперах.

Механическая мощность

Какое напряжение измеряется в вольтах и ваттах

Напряжение в ваттах или в вольтах измеряется по индивидуальным критериям. Измерения напряжения осуществляется в Вольтах, а на чертежах обозначается буквой V. Напряжение замеряется прибором – вольтметром. Последние устройства могут быть:

• Аналоговыми.
• Цифровыми.

Более точными являются первые.

В портативные устройства встроены вольтметры, и этим инструментом пользуются электрики. Аналоговые приборы установлены на электрических панелях: распредщиты и генераторы. Новейшее оборудование поставляется в комплекте с цифровыми счетчиками.

Величина напряжения в соответствии с международными стандартами устанавливается:

• Киловольт – кВ.
• Милливольт – мВ.
• Вольт – В.
• Мегавольт – МВ.
• Микровольт – мкВ.

Замеры напряжения

Важно! В ваттах (киловаттах) измеряется мощность. Эта величина связана с напряжением прямо пропорционально, а также с величиной силы тока. Основное отличие – это обозначение установленных показателей, согласно системе измерений.

Как перевести вольты и ватты и наоборот

Чтобы правильно выполнить задачу, связанную с переводом вольтов в ватты, можно руководствоваться следующим алгоритмом:

• В руководстве по эксплуатации электроприбора нужно найти значение мощности. Зачастую компании указывают эту величину в вольт-амперах. Это обозначение показывает максимальное количество потребляемой электроэнергии. Так оно приравнивается к значению мощности.
• Определить КПД источника питания по особенностям конструктивного исполнения и количеству подключенных к нему приборов. Как правило, этот коэффициент устанавливается в диапазоне от 0,6 до 0,8.
• Перевести вольтамперные показатели в Вт: узнать активную мощность энергетического оборудования, предназначенного для снабжения бесперебойным питанием.

Важно! Вычислить количество ватт достаточно перемножением вольт-ампер на КПД.

Наглядное изображение напряжения и тока

• Перевод из Вт в В проходит по обратной схеме: ватты нужно разделить на коэффициент полезного действия.

При выборе источника питания от завода-изготовителя не всегда бывает понятно, сколько мощности выдает прибор. Поэтому рекомендуется изучить технические параметры, указанные в инструкции, чтобы осуществить корректный перевод из одной величины в другую.

Electrical parameter tester – вольт-ампер-ватт

При изготовлении различных блоков питания, зарядных устройств, электронных нагрузок существует необходимость измерять напряжение и ток, ну и, естественно, отображать в удобном виде. Для этого существует множество встраиваемых приборов, один из которых я уже обозревал, а прибор аналогичный тому что в моём новом обзоре — обозревал уважаемый kirich. Однако в его обзоре приборчик был на 3А, данный же — на 10А.

Поставляется приборчик в небольшой коробочке. В комплекте сам прибор, инструкция, и пара разъемов с проводами

Инструкция обещает нам измерение:
напряжения от 0 до 33В с точностью +-(0.3%+2 единицы младшего разряда)
тока от 0 до 9.99А с точностью +-(1%+2 единицы младшего разряда)
мощности до 99,99(330,0)Вт
энергии до 3300.0Вт*ч
емкости до 99,999А*ч
времени до 99ч 59мин
температуры от -15 до 60 градусов

инструкция

Также в инструкции содержатся несколько схем подключения. И тут я хочу обратить внимание всех пользователей этого и подобных приборов на один факт, который часто упускают из вида.

Впрочем, начну с того какие тут вообще есть провода.

Три тонких: черный — общий питания, красный — плюс питания, желтый — измеряемое напряжение
два толстых: красный это «плюсовой» вход для измерения тока, и черный — это выход токового шунта, соединяемый с общим/минусовым проводом источника. Впрочем, всё это видно на схемах из инструкции, а внимание я хотел заострить на тонком черном проводе. он используется ТОЛЬКО в случае применения ВНЕШНЕГО ИЗОЛИРОВАННОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ для прибора. В случае питания от того же источника что и нагрузка — он остаётся в воздухе, иначе через него пойдёт ток нагрузки параллельно штатному шунту, и измерения будут неправильными!

Размеры отверстия для установки — 46х25мм, при этом нужно учитывать тот факт, что в таких корпусах защелки сделаны весьма оригинальным способом, и при защелкивании в отверстие корпуса упираются в стекло и/или индикатор. то есть лучше их как-то подрезать, или ставить прибор в корпус устройства в разобранном виде — вначале корпус прибора, а потом уже его внутренности установить в корпус

Тут на фото видно что между защитным стеклом и стенками корпуса зазор минимальный:

Есть еще один нюанс. за счет того что у нас все провода подключаются разъемами — значительно растёт установочная глубина:

Из-за токового разъема нужно обеспечить милиметров так 35 свободного пространства вглубь.

Кишочки. Схема проста и незатейлива: операционник LM358, стабилизатор M5333B, микроконтроллер 8S003F3P6. В уголочках приютились шунт и терморезистор, который при использовании устройства разумно выпаять и перенести в нужное место.

индикатор с надписью на шлейфе 00991-MF1-A. шлейф припаян к плате.

Размеры изображения, кстати, 24х12мм, читаемость отличная, несмотря на маленькие размеры. Но, конечно, для людей с плохим зрением и для наблюдения издалека — не подойдёт.

Потребляет приборчик около 10мА в диапазоне от 5 до 25В, работать начинает где-то от 4.5В, но я бы рекомендовал не ниже 5В.

Внешний вид и управление

На индикаторе у нас присутствует более крупная индикация тока и напряжения справа, а слева сверху вниз:
время от включения устройства (не нагрузки!) в часах и минутах
мощность нагрузки
ячейка памяти и температура
ну и в нижней строке емкость и энергия в ампер-часах и ватт-часах соответственно.

Слева от индикатора присутствует кнопка — единственный орган управления.

О ячейках памяти. Ячеек тут две: нулевая и первая. Переключение между ячейками осуществляется, понятное дело, кнопкой. В них сохраняются значения емкости и энергии. При этом в нулевой ячейке после выключения и включения питания они автоматически стираются, предварительно несколько раз помигав — чтоб вы не забыли их записать. Стирание значения производится длительным нажатием на кнопку. Увеличение этих значений происходит в процессе работы только у текущей ячейки, вторая при этом «стоит на месте», то есть переключили на первую — считаем в первой, переключились на нулевую — продолжили считать с того места где переключались.

Еще одно предназначение кнопки — автокалибровка нуля по току. Для этого при отключенной нагрузке включаем прибор с зажатой кнопкой и держим ее до появления символов ААА на экране.

Перейдём к метрологии.

Для начала — таймер. В сравнении с довольно точным, но не поверенным, секундомером отставание таймера устройства составило порядка 15с за 30 минут.

Далее — напряжение и ток.

Проверять будем при помощи «эталонного» UT61E и вот такого источника образцового напряжения:

Ну и лабораторного БП для более высоких напряжений и токов.

Производитель заявляет для напряжения 0.3%+2 единицы младшего разряда. Собственно, на эти две единицы у нас вольтметр и «врёт» — внизу диапазона занижает, вверху — завышает. «Выравнивается» где-то на 20В.

Для низких напряжений ситуация закономерно несколько хуже, тут уже в 0.3%+2 единицы прибор укладывается не всегда:

Амперметр аналогично — укладывается в заявленные +-2 единицы младшего разряда:

Десятки миллиампер проверил «на всякий случай», потому что тут измеряемые величины сопоставимы с погрешностью:

Но как видим всё что выше 100мА — вполне уже можно измерять.

Подытоживая: приборчик неплохой, вкладывается в заявленные параметры (за исключением малых напряжений), хорошо читаемый индикатор, простое управление.
Из минусов я б отметил мелковатый индикатор, «нюансы» с корпусом при установке, ну и хотелось бы всё же доколупаться к отсутствию калибровок и неидеальной точности 😉 Но это очевидно не того класса прибор, так что это я именно что докапываюсь. Для более точных измерений есть более интересный приборчик (с более высокой разрядностью, калибровкой, и надо полагать внешним АЦП), который на момент заказа я то-ли не заметил, то-ли их не было на складе…

Собираюсь его использовать для электронной нагрузки — следите за новостями! 😉

UPD: тут у товарища в комментах возникли сомнения по поводу зависимости точности измерения от способа подключения — с питанием от схемы и с внешним питанием. результат эксперимента:

и о математике

8.75+1,02=8,925 — по ваттам сходится
8,925*0,5=4,46 — по вт*ч сходится
1,02*,05=0,51 — по А*ч не сходится на 0,014 (примерно +5%) — прибор несколько завышает емкость. НО, как я неоднократно писал в комментах, эксперимент нельзя считать полностью достоверным, потому что ток НЕ стабилизирован.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Мощность электроустановок. Вольт-амперы (ВА) и Ватты (Вт).

В чем отличие?

Многие не раз замечали, что мощность одних электроустановок указывается в ваттах, а мощность других электроустановок – в вольт-амперах. В данной статье мы объясним в чем разница между этими двумя единицами измерения.

На большинстве бытовых электроприборах мощность указывается в ваттах. Данная характеристика говорит нам о величине активной мощности электроприбора. Активная мощность – это мощность, которая непосредственно совершает полезную работу. Один ватт – это мощность, при которой за одну секунду совершается работа, равная одному джоулю. Именно эту мощность мы приобретаем у коммунального предприятия. Казалось бы, все просто. Электроустановка получает электроэнергию и перерабатывает ее в другие виды энергии – механическую, тепловую и т.д. Однако, на деле, большинство электроустановок помимо активной мощности потребляют или генерируют реактивную мощность. Реактивная мощность – это мощность, которая не совершает непосредственно полезной работы, но необходима для нормальной работы электроустановки. Например, в работе трансформатора, передача электроэнергии с первичной обмотки на вторичную осуществляется с помощью электромагнитного поля. Для создания этого электромагнитного поля и используется реактивная энергия. Если пренебречь различными незначительными потерями на магнитопроводах, то можно сказать, что реактивная мощность постоянно присутствует в сети и не требует дополнительного расхода ресурсов при генерации. Однако при этом она оказывает значительное влияние на пропускную способность электросети. При большой составляющей реактивной энергии, не смотря на полезную активную мощность, приходится дополнительно увеличивать сечения кабелей, мощность трансформаторов и т. д. Естественно это приводит к дополнительным финансовым затратам.

Из активной и реактивной мощности состоит полная мощность. Именно она и измеряется в вольт-амперах. Полную мощность переменного тока можно найти умножив действующее значение силы тока в приемнике и напряжение на зажимах электроприемника. Очень часто полную мощность называют кажущейся, так как подразумевается, что не вся она участвует в совершении полезной работы. Более подробно о том, что такое активная, реактивная и полная мощности вы можете прочитать в соответствующей статье на нашем сайте.

Определение ампера. Величины ватт, вольт и ампер

Ампер-час (сокращенное обозначение а. ч) является единицей измерения электрической емкости гальванического элемента или аккумулятора.

Что же представляет собой эта единица измерения и почему она так называется?

Ампер (сокращенное обозначение а), как известно, является единицей измерения силы электрического тока. Под электрическим током подразумевается движение электричества (упорядоченное движение электронов) по проводнику. Чем большее количество электричества протекает через поперечное сечение проводника в секунду, тем больше ток в проводнике. Для измерения количества электричества имеется специальная единица — кулон (сокращенное обозначение к). Один кулон содержит вполне определенное количество электричества. Если через поперечное сечение проводника протекает в одну секунду один кулон электричества, то величина тока в этом проводнике равна одному амперу» Следовательно, по величине тока можно легко определить, какое количество электричества протекло по проводнику в течение любого времени.

Если при токе в 1 а в каждую секунду протекает через проводник 1 к электричества, то в течение 1 мин при том же токе будет протекать 60 к (1 кх60 сек), а в течение часа — 3 600 к. Таким образом, мы можем сказать, что 1 ампер-час равен 60 ампер-минутам, или 3 600 ампер-секундам, или 3 600 кулонам.
Как видим, электрическую емкость можно было бы выражать и в кулонах, но кулон является очень небольшой единицей и поэтому ею неудобно пользоваться на практике: пришлось бы иметь дело с очень большими числовыми выражениями.
Поэтому для практических измерений электрической емкости принята более крупная единица— ампер-час. В этих единицах всегда выражается емкость гальванических элементов и аккумуляторов.

Удобство пользования ампер-часом в качестве единицы измерения электрической емкости заключается еще и в том, что простым перемножением величины разрядного тока (выраженной в амперах) на время разряда (выраженное в часах) сразу определяется количество отданного элементом электричества. Допустим, что элемент разряжался в течение 100 час. током в 0,1 а. Следовательно, за это время элемент отдал количество электричества, соответствующее емкости 0,1X100=10 а-ч. Так мы всегда можем подсчитать, какую емкость отдал элемент, питавший лампы радиоприемника в продолжение всего времени своей работы.

У радиолюбителей может возникнуть вопрос: а каким образом определяют емкость элементов при их изготовлении на заводе, т. е. до их разряда?
Чтобы ответить на этот вопрос, вспомним, что причиной возникновения электрической энергии в элементе является растворение цинка во время электрохимической реакции, происходящей внутри элемента.

Знаменитым ученым Фарадеем был установлен закон, который гласит, что определенному количеству растворенного во время электрохимической реакции вещества соответствует строго определенное количество образовавшегося электричества и что это количество электричества зависит от природы растворенного вещества.

То количество вещества, какое необходимо растворить во время электрохимической реакции для получения одного кулона электричества, называется электрохимическим эквивалентом данного вещества.

Дли разных веществ величина электрохимического эквивалента будет различная, но строго определенная. Например» электрохимический эквивалент цинка равен 0,341, меди 0,329, серебра 1,118 мг (миллиграмма) и т. д.

Таким образом, чтобы получить 1 к электричества, необходимо растворить во время электрохимической реакции 0,341 мг цинка. Отсюда ясно, что для получения электричества в количестве 1 а – ч, равного 3 600 /с, теоретически нужно растворить цинка
0,341 . 3 600 = 1 228 мг – 1,228 г.
На практике расход цинка на один ампер-час получается в несколько раз больший. Объясняется это, во-первых, невозможностью полностью использовать весь цинк в элементе, поскольку по мере растворения отрицательного электрода начинает возрастать внутреннее сопротивление элемента. Поэтому, когда.растворится примерно половина или несколько больше половины цинка, элемент становится уже неработоспособным и считается окончательно разряженным. Во-вторых, не весь цинк, из которого состоит электрод, принимает участие в электрохимической реакции.

Повышенный расход цинка объясняется еще и тем, что он всегда содержит некоторое количество вредных примесей, как, например, железо или свинец. Такие примеси вместе с цинком образуют в самом электроде маленькие элементики, внутри которых все время будет протекать ток. Следовательно, в этих местах отрицательного электрода все время будет происходить растворение цинка независимо от того, замкнут или разомкнут сам элемент. Поэтому примеси являются одной из основных причин повышенного расхода цинка и электролита, увеличивают саморазряд гальванического элемента и вызывают резкое снижение его емкости и срока хранения.

Учитывая все эти факторы, завод может заранее определить, сколько нужно взять цинка, а также электролита и деполяризатора, чтобы собрать элемент определенной емкости.

Нужно иметь в виду, что емкость элементов не является величиной строго постоянной. Наоборот, она может значительно меняться в ту и другую сторону в зависимости от величины и разрядного тока, конечного разрядного напряжения, а также от способа разряда — непрерывного или прерывистого.

В заводском паспорте каждого элемента указывается величина сопротивления нагрузки, через которое рекомендуется разряжать данный элемент. Разделив напряжение элемента на это сопротивление, мы определим допустимую величину разрядного тока данного элемента. Однако при этом нужно учитывать еще и внутреннее сопротивление элемента. Если разряжать совершенно свежий элемент таким током вплоть до напряжения 0,7 в, то, по заводским данным, элемент отдаст полную свою емкость.

От элемента можно, конечно, потреблять ток и значительно больший, чем нормальный, в особенности при прерывистом разряде, но в этом случае элемент имеет меньшую емкость. Наоборот, если разряжать элемент током меньше предельного, притом с частыми и продолжительными перерывами, то он будет иметь емкость, несколько большую гарантируемой заводом.

На рис. 1 приведена кривая, показывающая изменение величины емкости в зависимости от разрядного тока у обычного сухого элемента при разряде его до одного и того же конечного напряжения. Как видно, с увеличением разрядного тока емкость значительно уменьшается. Так, например, если при разрядном токе в 0,1 а емкость элемента составляет 50 а ч, то при увеличении разрядного тока в два раза емкость уменьшается почти до 40 а. ч, а при токе в 0,5 а она снижается до 30 а ч что составляет лишь половину паспортной емкости элемента.

Такую картину мы наблюдаем при разряде элемента до конечного напряжения 0,7 в.
К сожалению, применяя гальванические элементы для питания радиоприемника, вообще невозможно использовать их полную емкость, потому что в этих условиях эксплуатации можно разрядить элементы только до 0,9 в; при падении рабочего напряжения у каждого элемента ниже 0,9 в батарею уже приходится заменять новой. Между тем если элементы будут разряжаться током предельной силы, то рабочее напряжение у них может сравнительно быстро упасть ниже 0,9 в и поэтому их придется заменить новыми, не использовав и половины их емкости.

Наглядной иллюстрацией сказанного может служить рис. 2, на котором приведена кривая изменения рабочего напряжения при непрерывном разряде сухого элемента с марганцево-воздушной деполяризацией. Элемент разряжался током, указанным в заводском паспорте, до конечного напряжения 0,7 е.

Как видно из этой кривой, уже на десятые сутки рабочее напряжение у элемента стало меньше 0,9 в, а примерно на 17-е сутки оно снизилось до 0,8 в и дальше кривая напряжения идет почти на этом же уровне, медленно снижаясь до 0,7 в.

Таким образом, при беспрерывном разряде элемента током, указанным в его заводском паспорте, уже после использования одной трети емкости рабочее напряжение у элемента падает ниже 0,9 в. Поэтому остальную емкость мы не можем использовать для питания радиоприемника. Правда, при прерывистом разряде (а именно в таком режиме всегда и работают элементы, питающие радиоприемник) рабочее напряжение у элемента будет значительно дольше удерживаться на уровне 0,9 в и, следовательно, величина емкости может быть заметно больше. Однако, если элемент будет работать с большой перегрузкой, то и при этих условиях рабочее его напряжение может сравнительно быстро упасть ниже критической величины, т. будут питать лампы приемника, но такая нагрузка для них будет чрезмерной, в особенности для блоков БНС-100, емкость которых значительно меньше емкости элементов 6С МВД.

Поэтому выгоднее и в первом и во втором случаях батарею составлять из трех-четырех параллельных групп элементов, не взирая на то, что по заводским данным от этих элементов можно потреблять ток до 250 ма.

Все сказанное здесь относительно емкости гальванических элементов в одинаковой мере относится и к анодным батареям. Убедительнее всего это подтверждает рис. 3, на котором приведены четыре кривые, характеризующие изменение величины емкости одной и той же батареи БАС-80 при разряде ее различными токами и до разных конечных напряжений.

Для большей наглядности сравним показания крайних характеристик (кривые верхняя и нижняя). Первая снята для случая наиболее глубокого разряда батареи (до напряжения 48 б), а вторая — для случая минимального разряда (до напряжения 70 в).

Из сопоставления их видим, что при одной и той же величине тока, допустим. 10 мау в первом случае батарея имеет емкость 1 а- чу а во втором — только 0,5 а ч. Этот пример показывает, насколько важно для получения большей емкости, а следовательно, и для продления срока службы батареи добиться возможности разряда ее до более низкого конечного напряжения и при нормальной величине тока.

При использовании гальванических батарей для питания радиоприемников редко соблюдается первое требование. Обычно радиолюбители для питания анодов ламп приемника применяют одну батарею напряжением 80 в. При таком напряжении приемник вначале работает удовлетворительно. Однако при понижении напряжения батареи до 70—65 в громкость и качество приема падают. Радиолюбитель считает, что анодная батарея уже полностью разрядилась, и поэтому заменяет ее новой, не использовав доброй половины ее емкости-Между тем нужно лишь присоединить последовательно к такой полуразряженной батарее дополнительную батарею с напряжением 20 или 40 в, и тогда первая батарея может еще работать до наступления полного разряда, т. е. до напряжения 48—42 в. Только после этого разрядившуюся батарею выключают. При этом дополнительная батарея может быть еще использована.

Не следует также к приемнику, нормально требующему, допустим, анодного напряжения 120 в, присоединять полностью две 80-вольтовые батареи, соединенные последовательно и дающие напряжение 160 в. При таком повышенном напряжении, во-первых, нарушается рабочий режим ламп, а, во-вторых, сильнее разряжаются батареи. В таких случаях выгоднее поступать так: вначале включить в приемник только полторы батареи, а затем, после понижения ее напряжения, подсоединить к ней и резервную половину второй батареи. Когда у такой батарей напряжение понизится до 85—80 в, то обе батареи окажутся разряженными полностью и их придется заменить новыми.

Применяя такое комбинированное соединение батарей, можно добиться максимального использования их емкостей. У большинства батарей типа БАС имеются промежуточные выводы (от середины или одной трети батареи), что позволяет легко осуществлять различные варианты соединения между собой двух или нескольких батарей для получения разной величины напряжения.

Итак, мы видим, что недостаточно знать величину емкости элемента или батареи, но нужно еще уметь возможно полнее использовать эту емкость для питания радиоприемника.

Спижевский И.И., Бурлянд В.А. – Хрестоматия радиолюбителя 1957

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.

Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона.

Кулон – это величина заряда, прошедшая через проводник при силе тока 1 А за время 1 сек.

Ом (обозначение: Ом, Ω) – единица измерения электрического сопротивления в Международной системе единиц (СИ). Ом равен электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.

Вольт как разность потенциалов между двумя точками электростатического поля, при прохождении которой над зарядом величиной 1 кулон (Кл, C) совершается работа величиной 1 джоуль (Дж, J)

1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:

Генри Цепь имеет индуктивность один генри, если изменение тока со скоростью один ампер в секунду создаёт ЭДС индукции, равную одному вольту.

Те́сла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T) – единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого однородного магнитного поля, в котором на 1 метр длины прямого проводника, перпендикулярного вектору магнитной индукции, с током силой 1 ампер действует сила 1 ньютон.

Вебер По определению, изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью один вебер в секунду наводит в этом контуре ЭДС, равную одному вольту

Один электронвольт равен энергии, необходимой для переноса элементарного заряда в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов в 1 В

Электри́ческая инду́кция (электри́ческое смеще́ние) – векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации.

Закон видемана утверждает, что отношение коэфф. теплопроводности c к уд. электропроводности s для металлов при одинаковой темп-ре постоянно: c/s=const

сли в проводнике течет постоянный ток и проводник остается неподвижным, то работа сторонних сил расходуется на его нагревание. Опыт показывает, что в любом проводнике происходит выделение теплоты, равное работе, совершаемой электрическими силами по переносу заряда вдоль проводника. Если на концах участка проводника имеется разность потенциалов , тогда работу по переносу заряда q на этом участке равна

По определению I= q/t. откуда q= I t. Следовательно

Так как работа идет па нагревание проводника, то выделяющаяся в проводнике теплота Q равна работе электростатических сил

Соотношение (17.13) выражает закон Джоуля-Ленца в интегральной форме. Введем плотность тепловой мощности , равную энергии выделенной за единицу время прохождения тока в каждой единице объема проводника

где S – поперечное сечение проводника, – его длина. Используя (1.13) и соотношение, получим

Но – плотность тока, а, тогда

с учетом закона Ома в дифференциальной форме , окончательно получаем

Формула (17.14) выражает закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме: объемная плотность тепловой мощности тока в проводнике равна произведению его удельной электрической проводимости на квадрат напряженности электрического поля.

Объявления:

На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, равная

F = I·L·B·sina

I – сила тока в проводнике;

B – модуль вектора индукции магнитного поля;

L – длина проводника, находящегося в магнитном поле;

a – угол между вектором магнитного поля инаправлением тока в проводнике.

Силу, действующую на проводник с током в магнитном поле, называют силой Ампера.

Максимальная сила Ампера равна:

Формулировка закона Био Савара Лапласа имеет вид: При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид.

Сила F действующая на частицу с электрическим зарядом q , движущуюся с постоянной скоростью v , во внешнем электрическом E и магнитном B полях, такова:

где × векторное произведение. Все величины выделенные жирным являются векторами. Более явно:

где r – радиус-вектор заряженной частицы, t – время, точкой обозначена производная по времени.

Явл Электромагнитная индукция – явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Иными словами, ферромагнетик – такое вещество, которое, при температуре ниже точки Кюри, способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.

Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий.

Голография основывается на двух физических явлениях – дифракции и интереференции световых волн.

Физическая идея состоит в том, что при наложении двух световых пучков, при определенных условиях возникает интерференционная картина, то есть, в пространстве возникают максимумы и минимумы интенсивности света (это подобно тому, как две системы волн на воде при пересечении образуют чередующиеся максимумы и минимумы амплитуды волн)

Работа электрической системы характеризуется различными показателями, все мы слышали о силе тока, напряжении, мощности, но не каждый знает, что за величины ватт, вольт и ампер в электросети дома или квартиры. Не меньше сложностей вызывает и вопрос измерения данных параметров.

Характеристики электросети

Важнейшим параметром электросети является напряжение – величина, характеризующая отношение работы электрического поля во время передачи заряда из одной точки в другую к размеру заряда.

Другими словами, данная характеристика – это разность потенциалов между отдельными участками или точками в цепи. Измеряется в Вольтах.

Уровень напряжения в электросетях стандартизирован и составляет 220 В для однофазных сетей электроснабжения и 380 В для трехфазных систем (при измерении между отдельными фазами, между одной фазой и нулем U равняется 220 В). Стандарт регламентирован в ГОСТ, возможное отклонение параметра в бытовых электросетях – 10%.

Вторым важным параметром электрической системы выступает сила тока – величина, которая равняется отношению количества заряда, протекающего через проводник к промежутку времени. Измеряется в Амперах.

Понятие силы тока, напряжения и сопротивления в электросети связаны между собой в соответствии с законом Ома, по которому:

Так как напряжение является постоянной величиной, то в электросети переменными будут выступать только сила тока и сопротивление. Снижение одного параметра приводит к увеличению другого. Сопротивление измеряют в Омах, но этот показатель не используют для описания работы электросети.

Мощности электрической системы – характеристика, определяемая путем умножения напряжения U на силу тока I. Измеряют мощность в Ваттах. Данная величина знакома всем пользователям электрических сетей, так как в Ватт/часах исчисляют объемы потребления электроэнергии потребителями.

Способы измерения силы тока и напряжения

Сила тока в электрической цепи определяется с помощью специального устройства – амперметра . Измерительный прибор последовательно соединяется с электросетью или электроприбором.

Напряжение в сети определяют с помощью вольтметра , подключаемого параллельно к измеряемому участку цепи.

В домашних условиях определить величины напряжения и силы тока можно с помощью универсального измерительного устройства – мультиметра . Такие приборы широко распространены, их можно купить практически в любом специализированном магазине.

Мультиметр подключается к электрической системе в соответствии с инструкцией. Все измерения проводятся с учетом техники безопасности. Схема подключения мультиметра для измерения силы тока, напряжения и сопротивления:

Вольт и ватт: в чем разница?

Люди часто путают единицы измерения тех или иных физических величин, особенно если они похожи по звучанию и употребляются в одной и той же области. Так и происходит с вольтами и ваттами. Эти единицы хоть и обе относятся к электротехнике, но измеряют разные ее параметры. Ни одна из этих единиц не входит в международную систему единиц (СИ), но они обе являются стандартными и общепринятыми.

Отличия

В ваттах (Вт) измеряют мощность. При мощности в 1 Вт за электрическим током за секунду совершается работа в 1 джоуль. Соответственно, ватт – единица производная от других единиц. Мощность прямо зависит от напряжения и равна его произведению с силой тока, поэтому вместо ватта зачастую употребляется вольт·ампер.

Вольт (В) характеризует напряжение (либо разницу электрических потенциалов или электрического потенциала и электродвижущей силы, что, по сути, является одним и тем же). Это величина того электрического напряжения, которое необходимо на концах проводника, чтобы при силе постоянного тока в 1 ампер устройству с мощностью 1 ватт выделилось количество теплоты. Иная характеристика для этой единицы – разность электропотенциалов в двух точках, для перемещения заряда в 1 кулон между которыми потребуется совершение работы в 1 джоуль.

Ток – это движение заряженных частиц по какому-то проводнику из области большего потенциала в область меньшего. И разница в потенциалах между двумя точками – это и есть напряжение на этом участке.

Однако все эти объяснения достаточно мудреные. Суть этих единиц будет несколько проще понять на аналогии, сравнив электричество с рекой:

• Напряжение в вольтах – разница между уровнями воды в разных местах речки;
• Мощность в ваттах – произведение этой разницы на количество протекшей по этому участку за секунду воды.

Применение

Обе единицы являются важными характеристиками любого электрического оборудования, поэтому обязательно указываются в технической документации к нему. Нередко мощность указывают и вольт·амперах и в ваттах. Хотя для ряда приборов эти показатели будут одинаковыми, для некоторых, например, компьютерного оборудования, вольт·амперная характеристика будет больше. Это происходит потому, что она показывает полную мощность – произведение подаваемого на прибор напряжения на силу потребляемого им тока, в то время как реальная потребляемая этим устройством мощность может быть меньше, а разница пойдет на нагрев устройства.

Справка по основным характеристикам электростанций: мощность, напряжение, частота

Если Вы выбираете электростанцию то, скорее всего, Вы уже просмотрели ни один десяток сайтов и описаний различной техники. И вместо ответа на вопрос – какой электрогенератор лучше, возникло еще больше непонимания: фазы, герцы, кВА и кВт. Человеку, который не имеет электротехнического образования, недолго и запутаться. Для того чтобы процесс выбора оборудования был приятным и удобным предлагаем Вашему вниманию краткую и доступную справку по техническим обозначениям в области электрогенераторов.

Мощность

Мощность генераторных установок измеряется в кВА (кило воль-амперы) или в кВт (кило ватты). Ватты (Вт) – это активная потребляемая мощность нагрузки, то есть та мощность, которую в чистом виде потребляют электроприборы для своей работы.

Вольт-Амперы (ВА) – это полная мощность нагрузки, которая включает в себя не только энергию, которая затрачивается на работу электроприборов, но и которая передается электромагнитным полям цепи. Мощность электрогенератора всегда должна превышать сумму мощностей всех подсоединенных электроприборов, то есть полная мощность всегда больше, чем активная. Чтобы понимать сколько нужно полной мощности (Вольт-Ампер), чтобы использовать требуемую мощность (Ватт) на совершение полезной работы потребителем тока, нужно учесть коэффициент мощности. Эта величина характеризует потребитель тока и часто указана в технических паспортах каждого электроприбора. Обычно она варьируется от 0,6 до 1. Для простоты это значение принято считать равным 0.8.

Итак, если Вам известна суммарная мощность потребляемой энергии необходимых электроприборов, то нужно просто разделить это число на 0,8 и вы получите полную мощность, которую необходимо вырабатывать генератору. Таким же образом можно рассчитать, сколько активной мощности выдаст конкретный генератор, если на сайте указаны Вольт-Амперы. Зачастую, компании-поставщики оборудования указывают в каталогах сразу мощность в Ваттах (при некоем усредненном значении cos (fi) = 0.8), чтобы не затруднять клиентов излишними расчётами.

Напряжение

Напряжение различают на постоянное и переменное. У нас нет цели внедряться в глубины физических наук. Единственное, что необходимо понимать в этом вопросе – разницу в приборах-потребителях. Итак, все приборы, которые работают от батарей (настенные часы, будильник, фотоаппарат, мобильный телефон) потребляют постоянное напряжение. Те приборы, которые работают от сети, то есть включаются в розетку, потребляют переменное напряжение.

Частота

Понятие частота относится к переменному току, который периодически изменяет свою силу или направление. Наиболее часто применяется ток, изменяющийся по синусоидальному закону. Период переменного тока – наименьший промежуток времени, через который изменения силы тока повторяются. Количество периодов, совершаемое током за единицу времени, носит название частота. Частота измеряется в герцах (Гц). Один герц соответствует одному периоду в секунду.

Частота основной сети различается в разных странах. В России стандарт частоты электрического тока составляет 50 Гц, а в Америке, например, 60 Гц. Это не много и не мало, везде свои стандарты. Так как в нашей стране есть свой стандарт, то и генераторная установка должна давать электричество с этой частотой, чтобы в вашем доме все работало исправно.

5 Вольт 7.2 Ампера и 36 Ватт или небольшой рассказ о том, как выбрать правильный блок питания.

Несколько раз в комментариях, а потом и в личке меня просили об обзорах блоков питания на определенное напряжение. Я ответил, что постараюсь взять такие БП на обзор и протестировать.
Сегодня обзор блока питания на 5 Вольт.
Но просто сделать обзор было бы совсем скучно, поэтому в этот раз я попробую рассказать какие компоненты в блоке питания за что отвечают и на что надо обращать внимание при выборе блока питания.

В обзоре будет много букв и не очень много фотографий. И хоть я буду стараться писать на понятном языке, но могу сорваться и начать выражаться неприличными словами типа — синфазный, насыщение, утечка и т.п. Если вдруг что то непонятно, спрашивайте, объясню 🙂

Изначально я планировал заказать два блока питания, на разную мощность, 18 и 36 Ватт, но потом решил что 18 совсем неинтересно и заказал только 36 Ватт версию, ее и будем обозревать.

Начну обзор я как всегда с упаковки, так как по упаковке и встречают товар.
Пришел блок питания в коробочке из коричневого картона, на которой нанесена маркировка указывающая что перед нами блок питания на напряжение 5 Вольт и ток 7.2 Ампера.

Судя по маркировке, блоки питания в таком корпусе изготавливаются на разную мощность и разные напряжения. мне уже попадался как то 12 Вольт блок питания в таком корпусе.
Технические характеристики блока питания, заявленные на наклейке.
Входное напряжение 100-240 Вольт
Частота питающей сети — 50/60Гц.
Выходное напряжение — 5 Вольт
Выходной ток (максимальный) — 7.2 Ампера
Максимальная мощность — 36 Ватт. Написано что общая, что подразумевали под этим в данном случае, не совсем понятно.

Блок питания относительно небольшой, высота примерно соответствует высоте спичечного коробка и составляет 37мм.
Масса блока питания всего 133 грамма (вообще, чем больше этот параметр, тем лучше, хотя и косвенно).
Длина 85мм, ширина 58мм.

Вход, выход и заземление выведено на один клеммник.
Клеммник имеет крышку, полностью она не открывается, не хватает буквально немного, рядом расположен подстроечный резистор для корректировки выходного напряжения и светодиод, показывающий что блок питания включен.

Так как снаружи блока питания ничего интересного нет, разве что блестящий перфорированный кожух, защищающий от удара током и помех, то посмотрим что внутри и как это все работает.
Отвинчиваем пару винтов и добираемся до внутренностей.
Внешне претензий нет. Первым делом о культуре производства говорит монтаж. Если детали стоят ровно, отсутствуют пустые места на плате, а габаритные компоненты закреплены при помощи клея (ну или герметика), то чаще всего это признаки скорее хорошего БП, чем плохого.
Здесь установлено все аккуратно, но пустые места все таки присутствуют, хоть их и немного.

Внешний осмотр закончен, теперь можно перейти к более детальному описанию.
Для начала конструкция, в этом блоке питания применено пассивное охлаждение компонентов.
Часть тепла передается на алюминиевый корпус, выполняющий роль радиатора. Это довольно таки классический принцип охлаждения подобных блоков питания.
Кстати повысить эффективность охлаждения можно закрепив блок питания к чему то теплорассеивающему. Не рекомендуется крепить такой блок питания на теплоизолирующую поверхность, либо делать это только при условии уменьшения нагрузки.

Тепло на корпус передается от двух деталей, это высоковольтный транзистор и выходной диод, о них я расскажу позже. Между компонентами и корпусом был нанесена теплопроводящая паста, а сами компоненты прижаты стальной пластинкой.

А теперь рассмотрим отдельные части типичного блока питания и я попробую объяснить какие из них за что отвечают.
1. Клеммник, ну тут все понятно, отвечает за подсоединение входных и выходных проводов. при больших токах используют несколько одноименных клемм, например две плюсовые клеммы и две минусовые. Здесь на этом несколько сэкономили, так как выходной ток до 7.2 Ампера, а клемм всего по одной на полюс. Не скажу что это критично, но лучше когда нагрузку можно распределить.
2. Входной фильтр.
3. Диодный мост, выпрямляет сетевое напряжение, иногда устанавливается на радиатор (если выполнен в виде отдельного компонента), но в маломощных это не надо.
4. Конденсатор входного выпрямителя
5. Высоковольтный транзистор
6. Трансформатор
7. Выходной выпрямительный диод.
8. Выходной фильтр питания
9. Узел стабилизации и регулировки выходного напряжения.

Дальше я покажу и опишу вышеуказанные узлы более расширенно.
Входной фильтр питания. На самом деле больше необходим для фильтрации помех, которые проникают от блока питания в сеть. Если у вас фонит радиоприемник при включении импульсного блока питания, то сначала проверьте, а есть ли в нем такой фильтр.
В полном варианте включает в себя дроссель с двумя обмотками, два конденсатора х типа (на фото желтый), два конденсатора Y типа (обычно небольшие голубого цвета). Также в фильтр помех входит конденсатор, соединяющий первичную и вторичную стороны БП, и соединяющий минус выходных клемм с корпусом, но они больше влияют на гашение помех по выходу.
Из-за этих Y1 конденсаторов незаземленный блок питания обычно «кусается».
С дросселем и Х конденсаторами все просто, чем больше индуктивность и емкость, тем лучше, иногда даже применяют двухступенчатые фильтры (два дросселя).
В некоторых случаях фильтр упрощают, оставляя только дроссель, один конденсатор Х типа и один или два Y1 типа (между первичной и вторичной стороной БП и между минусом БП и корпусом). Это также вполне нормальное решение, но иногда вместо дросселя ставят «специально обученные перемычки», либо убирают фильтр совсем, вот так делать нельзя, помехи гарантированы.
В данном случае мы видим «эконом вариант», но вполне работоспособный, его можно было бы не дорабатывать, но производитель вместо правильных Y1 конденсаторов установил обычные высоковольтные (2.2нФ 2КВ). Это небезопасно, так как при пробое таких конденсаторов выход БП окажется соединенным со входом и может ударить током. пробить его может от всплеска напряжения вызванного например мощным разрядом молнии недалеко от линии электропередач.
Вывод, фильтр вполне жизнеспособен, но для безопасной эксплуатации лучше заменить конденсаторы голубого цвета обозначенные на плате как CY на правильные Y1 конденсаторы, либо заземлить корпус БП.
К сожалению подобным грешат наверное 90% недорогих БП.
Также, перед фильтром питания, в импульсных блоках питания устанавливается специальный терморезистор, который ограничивает бросок тока при включении. Здесь его нет, вернее его роль частично выполняет дроссель, это не очень хорошо, но в данном случае терпимо, при большой мощности БП (и соответственно конденсаторах большой емкости) он обязателен, а в особо тяжелых случаях даже стоит специальная схема, которая после включения его замыкает.
Работает он так: пока терморезистор холодный, его сопротивление велико и он ограничивает ток, после включения он нагревается и его сопротивление падает, и он не вносит больших потерь. Но если выключить блок питания, а затем включить не дождавшись остывания терморезистора, то бросок тока почти не будет ограничен.

После входного фильтра установлен диодный мост, который выпрямляет переменный ток, дальше уже постоянный ток поступает на электролитический конденсатор.
Диодный мост бывает также разным, либо из отдельных диодов, либо в виде отдельного компонента, иногда его даже устанавливают на радиатор. В данном случае применено 4 отдельных диода. Диоды самые классические, 1N4007, вполне достаточно для такого блока питания. В дешевых блоках питания применяют вообще один диод, это очень плохо, так как входной конденсатор работает неэффективно.
Входной электролитический конденсатор. Ну тут все просто, чем больше емкость (в разумных пределах), тем лучше.
Для блока питания рассчитанного только под 230 (± 10%) необходимо конденсатор емкостью равной мощности БП. Т.е. если блок питания на 90 Ватт, то конденсатор ставят 100мкФ.
Для блоков питания рассчитанных под расширенный диапазон 100-240 Вольт емкость этого конденсатора должна быть больше в 2-3 раза.
В данном случае применен конденсатор емкостью 47мкФ на напряжение 450 Вольт (это очень хорошо, обычно применяют конденсаторы на 400 Вольт). Для входного напряжения 230 Вольт его емкость более чем достаточна (при мощности блока питания в 36 Ватт), но для работы при напряжении 100-150 Вольт он мал.
Емкость конденсатора влияет на следующие характеристики.
1. Диапазон входного напряжения при котором блок питания нормально работает.
2. Срок жизни конденсатора, из-за больших пульсаций конденсатор меньшей емкости состарится раньше, чем больше емкость, тем дольше будет жить.
3. Увеличение емкости положительно влияет на КПД блока питания, хоть и слабо.

Высоковольтный транзистор. Ну тут особо сказать нечего.
Разве что тут не проходит правило — чем больше, тем лучше. Параметры транзистора должны быть оптимальны для примененной микросхемы ШИМ контроллера.
Может влиять максимальное напряжение, у этого транзистора оно равняется 600 Вольт, для данной схемы это вполне нормально, я встречал иногда на 800 Вольт, но это очень большая редкость.
Влияет еще вариант корпуса. Бывают в полностью пластмассовом корпусе, а бывают с металлической частью, тогда транзистор крепится к радиатору/корпусу через изолирующую прокладку. Вариант с полностью изолированным корпусом мне лично нравится больше.

Силовой трансформатор.
Если сильно упростить, то здесь действует правило — чем больше, тем лучше.
В данном БП применена схемотехника «обратноходового преобразователя», т.е. сначала открывается транзистор, «накачивает» трансформатор (на самом деле не совсем именно трансформатор, но это не важно), потом транзистор закрывается и энергия от трансформатора «перекачивается» в нагрузку через выходной диод.
Почему я написал насчет упрощения, дело в том, что размеры трансформатора зависят не только от мощности, а и от частоты работы блока питания. Чем частота выше, тем меньше можно применить трансформатор, но большинство ширпотребных блоков питания работают в диапазоне 60-130КГц, потому правило все таки действует.
Существуют более высокочастотные контроллеры, но высокая частота требует очень качественных материалов для трансформатора, потому цена такого БП будет гораздо выше.
Я встречал в дешевых АТХ блоках питания мощностью 250-300 Ватт трансформаторы размеров с пол спичечного коробка, но это была не работа на очень высокой частоте, а просто дикая экономия 🙁
Иногда спрашивают, а можно перестроить БП с 5 Вольт на 9, или с 19 на 12?
Чаще всего нельзя, так как трансформатор имеет определенное соотношение витков в первичной и вторичной обмотке, и перестроенный БП будет работать в не оптимальном режиме. или вообще не будет, так как у трансформатора есть еще одна обмотка, от которой питается микросхема ШИМ контроллера и напряжение на этой обмотке также зависит от напряжения на других обмотках.
В данном блоке питания трансформатор вполне соответствует заявленной мощности.

Выходной выпрямительный диод.
От этого диода довольно сильно зависит надежность работы блока питания, одно из правил, диод должен быть рассчитан на ток в 2.5-3 раза больше, чем максимальный выходной ток блока питания. В нашем случае это 7.2х3=21.6
В данном блоке питания применена диодная сборка, состоящая из двух диодов. Согласно документации диод рассчитан на 20 Ампер (2х10) и напряжение 100 Вольт.
По току соответствует необходимым параметрам, а по напряжению значительно превышает требуемые.
Обычно для БП 5 Вольт достаточно чтобы диод был рассчитан на 45-60, для БП 12 Вольт на 100 Вольт, для 24 Вольта надо уже 150 Вольт.
Но на самом деле, слишком хорошо это тоже плохо. Объясню почему.
Диоды Шоттки вещь очень хорошая, имеют маленькое падение, быстрое переключение, что положительно сказывается на КПД блока питания и его нагреве.
Но в отличии от обычных диодов у них более выражена разница в зависимости падения на нем от максимального напряжения, на которое рассчитан диод. Т.е. диод на 45 Вольт запросто имеет падение в 1.5 раза меньше чем диод на 100 Вольт. Т.е в данном БП лучше смотрелся бы диод на 30-40 Ампер и 60 Вольт, КПД был бы выше, а цена практически той же.
Т.е. по факту в этом БП применен хороший диод с большим запасом по напряжению, это надежно, думаю что если и сгорит он, то одним из последних, но он просто не совсем оптимален.

Выходной фильтр и узел стабилизации.
Для начала здесь также существуют свои правила, например суммарная емкость конденсаторов желательна из расчете 1000мкФ на каждый 1 Ампер выходного тока, но на самом деле БП вполне нормально работает и при в 2 раза уменьшенной емкости. Не менее важно максимальное напряжение на которое рассчитаны конденсаторы и их тип.
Выходное напряжение обычно желательно:
Для 5 вольт БП — 16, в крайнем случае 10 Вольт, ни в коем случае не 6.3
Для 12 Вольт — 25, в крайнем случае 16.
Для 24 Вольта, 35, ни в коем случае не 25.
Конденсаторы должны быть с низким внутренним сопротивлением (LowESR) и рассчитаны на 105 градусов, тогда будет работать долго.
В этом БП конденсаторы имеют емкость 1000мкФ, что дает в сумме 2000мкФ, исходя из этого максимальный длительный ток не желателен выше 4-5 Ампер. кратковременно можно снимать и больше, но сократится срок службы конденсаторов.
Кстати в этом блоке питания есть место для установки нормальных конденсаторов с диаметром 10мм, хотя сейчас установлены небольшие, диаметром 7мм.
Выходной дроссель, ну тут точно, чем больше, тем лучше. но следует учитывать, что важен не только размер, а и ток, на который рассчитан дроссель. Если дроссель намотан тонким проводом, то он будет греться. А если феррит, на котором намотан дроссель, перегревается, то его характеристики резко ухудшаются (при превышении определенной температуры). примерно на таком принципе работают индукционные паяльники, то там зло обратили во благо, но это уже тему другого обзора.
Здесь применен не очень мощный дроссель, позже при тестах мы к нему еще вернемся.
Схема стабилизации выходного напряжения. О ней я напишу чуть позже, так как она расположена снизу печатной платы, сверху расположен только подстроечный резистор для точной установки выходного напряжения и светодиод, показывающий что блок питания включен и работает (иногда это не одно и то же :).

Постепенно мы дошли до более «тонкой» электроники. В данном БП основная часть компонентов расположена снизу, со стороны дорожек из-за того, что применены безвыводные (SMD) компоненты. В блоке питания могут быть применены и обычные детали, особого значения то не имеет, потому по большому счету на это не стоит особо обращать внимания.
А вот на монтаж платы внимание обращать стоит. Плата должна быть изготовлена качественно, выводы припаяны и обкушены. а не торчать в разные стороны как попало. Желательно чтобы флюс был смыт, как минимум основная его часть.
К данному БП особых претензий нет, вполне заслуженные 4 балла. Не скажу что идеально, скорее нормально.
Я вообще имею привычку покрывать плату лаком после монтажа и промывки, но такое встречается только у брендов верхнего уровня и то чаще в промышленных устройствах.
Немного расстроило отсутствие защитного прореза под оптроном, разделяющим высоковольтную часть и низковольтную. Желательно чтобы были прорезы между близким расположением проводников разных сторон блока питания, это повышает безопасность.

По печатной плате я начертил принципиальную схему. По большому счету я взял схему одного из обозреваемых ранее БП и внес необходимые дополнения и коррективы так как большинство таких блоков питания построено по похожей (если не сказать одинаковой) схемотехнике.

Первичная сторона блока питания поближе.
Отчетливо виден ШИМ контроллер со своей «обвязкой», шунт из нескольких SMD резисторов, а также резисторы, которые входят в состав «снаббера».
Кстати насчет «снаббера», это такой узел, который гасит паразитные выбросы возникающие на высоковольтной обмотке трансформатора, выполняется в нескольких вариациях:
1. Диод + резистор + конденсатор (так сделано в этом БП), на схеме это R3, C3, DB1.
2. Диод + супрессор (аналог очень мощного стабилитрона — ограничителя).
3. Комбинация 1 и 2 пунктов, обычно применяется на больших мощностях.
4. Китайское ноу хау, не ставить его вообще. Так делают обычно в самых дешевых БП, типа зарядных для электронных сигарет и сотовых телефонов, которые продаются по три копейки.
Данный узел влияет на надежность БП

Шунт из нескольких SMD резисторов под номерами 9, 19, 21, 22, 23 предназначен для измерения тока через высоковольтный транзистор, это необходимо для защиты блока питания от перегрузки и короткого замыкания. При выходе блока питания чаще всего уходит в другой мир вместе с высоковольтным транзистором, ШИМ контроллером и резистором, который стоит между транзистором и контролером.
Пайка аккуратная, мало того, компоненты приклеены, это уже одна из «примет» более-менее нормальных блоков питания.

В этом БП применен ШИМ контроллер неизвестного происхождения, но он полностью совпадает по выводам с контроллером 63D39, который в свою очередь является аналогом FAN6862.
В небольших блоках питания применяется три вида схемных решений
1. Микросхема ШИМ контроллера + высоковольтный полевой транзистор.
2. Микросхема мощного ШИМ контроллера у которой внутри находится и полевой транзистор и шунт (иногда вместо шунта измеряется падение на полевом транзисторе в открытом состоянии)
примеры — TOP Powerintegrations, Viper и т.п.
3. Автогенератор, микросхем нет, иногда нет и защиты от превышения тока.
Первые два типа по сути аналогичны, третий гораздо хуже, если вы увидели небольшую микросхему, значит 99% у вас первый тип БП. Если на плате есть высоковольтный транзистор и рядом с ним еще 1-2 транзистора, но меньших размеров, то это на 99% автогенератор.
Здесь применено правильное решение, замечаний нет.

Вторичная сторона, отвечает за выпрямление и стабилизацию выходного напряжения.
Некоторые люди заблуждаются, считая что за стабильность выходного напряжения отвечает первичная сторона (хотя есть и такие варианты БП). За точность стабилизации выходного напряжения отвечает именно вторичная сторона, так как она контролирует поведение первичной.
Отвечает за стабилизацию небольшая микросхемка под названием TL431, на этом фото она в очень маленьком корпусе с тремя выводами под названием V3. Эта микросхема — управляемый стабилитрон, при подаче напряжения с выхода блока питания на эту микросхему она управляет включением оптрона (на фото сверху платы, он между трансформатором и транзистором), который передает команду на ШИМ контроллер и он уже управляет мощностью БП, подстраивая ее так, чтобы на выходе было стабильное напряжение.
Напряжение на микросхему подается через делитель, иногда через просто два резистора, а иногда еще добавлен подстроечный резистор, при помощи которого можно изменить выходное напряжение в небольших пределах.
Существует еще одно заблуждение, что при выходе блока питания из строя, обычно страдает и то, что подключено. Скажу так, такое возможно, теоретически, но реально бывает ОЧЕНЬ редко. Также при выходе БП из строя вторичная сторона страдает реже всего, чаще всего все неприятности происходят на первичной (высоковольтной) стороне.
Иногда некоторые производители не делают стабилизацию выходного напряжения при помощи специальной микросхемы и оптрона, но это не очень хорошо. Мало того, у меня даже есть обзор блока питания, где есть оптрон, но он никуда не подключен.
Бывает даже влияет то, как разведены дорожки через которые измеряется выходное напряжение, это критично, особенно при больших токах.
В общем если есть оптрон и маленькая трехногая микросхема недалеко от выхода БП, то данный БП скорее всего с правильной стабилизацией.

Для большего понимания, что такое первичная (она же «горячая») сторона и вторичная (она же «холодная») я разделил на схеме стороны двумя цветами, черным цветом обозначены компоненты, которые относятся к двум сторонам одновременно.

Для начала первое включение (надо же было его когда нибудь включить). все заработало и ничего не сгорело :).
При включении БП показал напряжение на выходе равное 5,12 Вольта.
Проверяем диапазон регулировки, он составляет 4.98-5.19 Вольта, вполне нормально.
После этого выставляем на выходе заявленные 5 Вольт.

Для проверки блока питания я использую уже известный моим читателям «стенд», состоящий из:
Электронной нагрузки
Мультиметра
Осциллографа
Бесконтактного термометра.
Ручки и листика бумаги

Как и в прошлые разы я провожу ступенчатые тесты по 20 минут каждый, поднимая ток нагрузки после успешного прохождения теста. Щуп осциллографа стоит в положении 1:1.

Первый тест проводим без нагрузки, напряжение 5 Вольт, пульсации почти отсутствуют.
2. Нагрузка 2 Ампера, напряжение 5 Вольт, пульсации на уровне 30-40мВ, отлично.

1. Нагрузка 4 Ампера, напряжение 5 Вольт, пульсации около 40мВ, отлично.
2. Нагрузка 6 Ампер, напряжение чуть просело до 4.99 Вольта, пульсации практически неизменны и составляют около 40мВ, отлично.

1. Ток нагрузки 7.2 ампера, напряжение 4.99 Вольта, а вот пульсации очень выросли. Это плохо.
Рост пульсаций обусловлен не только током нагрузки, а скорее нагревом дросселя (вернее его перегревом). Выше я писал, что сердечник дросселя (и трансформатора) меняет свои характеристики при нагреве выше определенной температуры. В данном случае дроссель начинает работать как просто кусок проволоки почти ничего не фильтруя. Если так перегреется трансформатор, то это закончится походом за другим БП. Именно из измерения температур я делаю выводы от том, в каком режиме работает БП и какая его максимальная мощность.
Дроссель в этом БП намотан тонким проводом, потому он имеет большое сопротивление и сильно греется.
Ради эксперимента я охладил дроссель и измерил пульсации под нагрузкой еще раз. на всякий случай я сделал фото экрана осциллографа ” в режиме реального времени”, а не в режиме удержания показаний.
2. Тока нагрузки 7.2 Ампера, дроссель охлажден до 88 градусов (правда я невольно немного охладил и весь БП, но в основном охлаждал дроссель), пульсации составляют максимум 50мВ.

Согласно результатам тестирования, была составлена небольшая табличка температур основных элементов данного блока питания.
Немного о температурах.
Пускай вас не пугают температуры под 100 градусов у транзисторов и диодов, при таких температурах они себя вполне нормально чувствуют.
Гораздо более критична температура трансформатора и дросселя, а также электролитических конденсаторов. В данном БП после 1час 40 минут тестирования (последняя колонка + 20 минут под максимальным током) выходные конденсаторы разогрелись до 104.2 градуса, это очень плохо, но судя по температуре дросселя в 142 градуса я думаю что основной «вклад» в этот результат дал именно он и если его заменить, то температура конденсаторов значительно снизится.
Вообще диоды и транзисторы нормально могут работать и при 130-140 градусов, но я считаю это большой температурой. Раньше в наших справочниках писали — запрещается эксплуатация компонентов при превышении более чем одного из параметров, я стараюсь не превышать вообще никакие параметры.
В данном БП самым греющимся компонентом является выходной дроссель, температуры остальных компонентов даже под максимальным током и после длительного прогрева находятся на безопасном уровне, я был даже удивлен что диод так мало нагрелся.
При измерении температур измерялась температура именно компонента, а не радиатора, на котором он установлен, это дает более точное понимание процесса.

Резюме.
Плюсы
БП отлично держит выходное напряжение, пока это самый лучший результат среди протестированных мною БП.
Уровень пульсаций можно было бы считать очень хорошим, если бы не перегрев дросселя на максимальном токе и последующий рост пульсаций.
Общий нагрев БП находится в пределах допустимого.
Неплохое общее качество изготовления БП.
Входной конденсатор на 450 Вольт

Минусы
Дроссель «несоразмерен» выходному току БП, перегрев.
Выходные конденсаторы установлены заниженной емкости.
Применены не правильные Y, а обычные высоковольтные.

Мое мнение. Данный блок питания можно вполне безопасно эксплуатировать при токе нагрузки до 5-6 Ампер, но если заменить выходной дроссель и конденсаторы, то можно спокойно длительно работать и при токе 7 Ампер. При тесте я кратковременно нагружал его током 7.5 Ампер, работал абсолютно без проблем. т.е. запас по мощности у этого БП есть.
Очень жаль, что опять сэкономили на конденсаторах, соединяющих первичную и вторичную стороны БП и поставили обычные высоковольтные, но судя по моей практике разбора недорогих БП, так делается очень часто 🙁
Очень обрадовала точность стабилизации выходного напряжения, при изменении тока нагрузки от холостого хода до 7.5 ампер выходное напряжение снизилось всего на 10мВ, это просто отлично, честно, я не ожидал.
В общем такой себе БП-конструктор с хорошим потенциалом, но буквально «просящий» доработки.

На этом пока все. Надеюсь что немного помог тем, кто испытывает затруднения при выборе блоков питания. Частично обзор является ответом на многие вопросы, которые мне задают в личке и в комментариях, но в планах продолжение (скорее дополнение) данного обзора-объяснения, но уже с другим блоком питания, заметно мощнее. Второй блок питания также заказан для обзора по просьбе читателей и я надеюсь, что он уже где то на подходе ко мне.

Как всегда жду вопросов и предложений в комментариях 🙂

И все же, что должно быть в нормальном БП

А если кратко по пунктам, то:
Клеммник, при большом токе лучше когда выходных клемм больше одной пары.
Терморезистор (покажу в другом обзоре), в маломощном БП желателен, в мощном обязателен.
Входной дроссель, обязателен если не хотите помех на радиоприемники. да и просто в сеть.
Входной электролитический конденсатор, минимум 400 Вольт, если 450, то вообще отлично, емкость минимум равняется мощности БП в Ваттах.
Высоковольтный транзистор, тут все проще, меньше чем на 600 Вольт еще не встречал (в с такой схемотехникой).
Трансформатор, если грубо, то чем больше, тем лучше. при работе проверить нагрев, если греется более 95-100 градусов — плохо.
Выходной диод, данные есть в тексте, ток не менее 2.5-3 раза от выходного, напряжение не менее 100 Вольт для 12 Вольт БП и не менее 45-60 для 5 Вольт БП
Выходные конденсаторы — Емкость чем больше (но в разумных пределах), тем лучше, но не менее чем 470мкФ на 1 Ампер, лучше 1000мкФ на 1 Ампер. Конденсаторы должны быть LowESR 105 градусов и напряжение не менее 10 Вольт для 5В БП и 25В для 12В БП.
Выходной дроссель, чем больше. тем лучше. Но с максимальным током, соответствующим выходному току БП.
Наличие регулировки выходного напряжения, необязательно, но приветствуется.
Обязательно наличие стабилизации на вторичной стороне.
Обязательно наличие ШИМ контроллера, а не транзисторной схемы.
Все элементы должны быть хорошо прижаты к радиатору/корпусу.
Предохранитель ДОЛЖЕН БЫТЬ.
Обязательно наличие правильных конденсаторов Y типа между сторонами БП (присутствие надписи Y1 на конденсаторе)
Общая аккуратность сборки говорит о контроле со стороны производителя, если БП изначально собран «криво», то от него уже тяжело ждать хороших результатов.

Именно по этим критериям я оцениваю качество блока питания

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Электрический блок

Вольт (В)

Определение вольт

Вольт – электрическая единица измерения напряжения или разности потенциалов (обозначение: В).

Один вольт определяется как потребление энергии в один джоуль на электрический заряд в один кулон.

1 В = 1 Дж / Кл

Один вольт равен току, умноженному на 1 ампер на сопротивление 1 Ом:

1 В = 1 А ⋅ 1 Ом

Алессандро Вольта

Блок Volt назван в честь итальянца Алессандро Вольта. физик, который изобрел электрическую батарею.

Субблоки вольт и таблица преобразования

наименование	символ	преобразование	, пример
мкв	мкВ	1 мкВ = 10 -6 В	В = 30 мкВ
милливольт	мВ	1 мВ = 10 -3 В	В = 5 мВ
вольт	В	–	В = 10 В
киловольт	кВ	1 кВ = 10 3 В	В = 2 кВ
мегавольт	МВ	1 мВ = 10 6 В	В = 5 мВ

Преобразование из вольт в ватты

Мощность в ваттах (Вт) равна напряжению в вольтах (В), умноженному на ток в амперах (A):

Вт (Вт) = вольт (В) × ампер (A)

Конвертация из вольт в джоули

Энергия в джоулях (Дж) равна напряжению в вольтах (В). умножить на электрический заряд в кулонах (Кл):

джоулей (Дж) = вольт (В) × кулоны (Кл)

Преобразование из вольт в амперы

Ток в амперах (А) равен напряжению в вольтах (В) деленное на сопротивление в омах (Ом):

ампер (А) = вольт (В) / ом (Ом)

Ток в амперах (A) равен мощности в ваттах (Вт). разделить на напряжение в вольтах (В):

ампер (А) = ватт (Вт) / вольт (В)

Преобразование из вольт в электрон-вольт

Энергия в электронвольтах (эВ) равна разности потенциалов или напряжению в вольтах (В), умноженному на электрический заряд в зарядах электронов (е):

электронвольт (эВ) = вольт (В) × заряд электрона (е)

= вольт (В) × 1.602176e-19 кулонов (C)

---

См. Также

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 амперы, вольты и ватты? 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, заболоченная аналогия

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, вольт 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, движущаяся мимо любой 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 мельница, 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, то как эти понятия различаются? Хотя верно, что и ватты, и вольт-амперы измеряют электрическую мощность, тип измеряемой мощности отличается.

Как уже упоминалось, VAs измеряют «кажущуюся 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 собой 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 трубопроводов.

• Амперы представляют собой объем воды настоящее время.
• Напряжение представляет собой давление воды
• Ватты представляют 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, когда 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 для связи Cегодня.

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.

Сила тока, амперы, амперы, 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 расход, 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 | СЛЕДУЮЩИЙ>

электричество – Ватты 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).

Являются ли ватты и вольт-амперы эквивалентными по размерам, например, например км / с и миль / час

Да. Оба являются единицами Джоуля / 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, каково напряжение и ток на отдельных элементах схемы.В случае сомнений я всегда использую термин вольт-амперы, поскольку это самый всеобъемлющий термин.

Надеюсь, это поможет.

ампер | Определение вольт-ампера по Merriam-Webster

вольт-ампер · пере | \ ˈVōlt-ˈam-ˌpir также -ˌper \

: Единица измерения электрического тока, равная произведению вольта и ампера, которая для постоянного тока составляет меру мощности, эквивалентную ватту.

Volt, Ampère en Watt – hoe zit het ook al weer?

Spanning (Вольт – В), Stroomsterkte (Ампер – А) и Вермоген (Ватт – Вт).Hoe zit het ook al weer?

Gebruik onze handige rekentool voor deze berekeningen (Tabblad 2).

Stroomsterkte – Ampère

Bij een elektrische stroomkring (bijvoorbeeld elektrische apparaten zoals een elektrische buitenboordmotor), stroomt er elektrische lading van het ene naar het andere punt. De hoeveelheid elektrische lading die per second door het stroomdraad beweegt, is de stroomsterkte. Dit wordt gemeten в Ампере.

Een charge of een stopcontact, dat niet wordt gebruikt heeft dus geen stroomsterkte.Er is geen sprake van een gesloten stroomkring, en dus kan er geen stroomsterkte gemeten worden.

Диапазон – Вольт

De hoeveelheid energie die wordt meegegeven aan de elektrische lading is de spanning. Dit wordt gemeten in volt, oftewel het Voltage. Deze stroom wordt altijd volledig afgegeven в een stroomkring. Wanneer we het Voltage meten, meten we dus het verschil tussen twee punten. Bij een 12volt Аккумулируем, чтобы превзойти плюс-пул и мин-бассейн.Мы употребляли dit geval над een Potentiaalverschil: hoeveel stroom wordt er afgegeven wanneer als de stroom van de plus naar de min gaat. Bij een energiebron (стоп-контакт, аккумулятор) – это dit altijd hetzelfde (bijvoorbeeld 230V, 12V 1,2V).

Een accu of een stopcontact, dat niet wordt gebruikt heeft dus wel een spanning. Het Potentiaalverschil Tussen Beide Punten is immers meetbaar. De Spanning van een energiebron blijft altijd ook nagenoeg hetzelfde.

Vermogen – Ватт

Het vermogen представляет собой vermenigvuldigd met het de stroomsterkte.Oftewel W = V x A Dit is de hoeveelheid energie de een elektrisch apparaat verbruikt.

Voorbeeld 1. Stel je hebt een 12volt motor die 30 Ampère trekt. Что это за моторчик het vermogen van deze?

Antwoord: W = V x A. In dit geval doe je dus 12 В x 30 А = 360 Вт. Мощность мотора Het Vermogen van deze составляет 360 Вт.

Voorbeeld 2. Stel je hebt een 24V motor met een vermogen van 1kW (= 1000W). Hoeveel ampère trekt deze motor как je op vol vermogen vaart?

Antwoord: W = V x A, dus 1000 = 24 x A.In dit geval deel je dus 1000/24 ​​= 41,7. Deze motor trekt dus 41,7 Ampère op vol vermogen.

Hoe zit dit met accu’s?

Volt en Ampère-uur

Een Аккуратное Высочайшее Напряжение. Zo spreken мы bijvoorbeeld более 12 12 В, 24 В, 48 В и т. Д. Daarnaast worden accu’s gemeten in aantal Ampère-uur (Ah). De naam zegt eigenlijk al wat we meten met Ampère-uur: Hoeveel uur een bepaalde hoeveelheid Ampère geleverd kan worden. Een 12Volt ток соответствует 100 Ач, может потреблять 100 долларов США, если ампер левер.

Voorbeeld 3. Stel je hebt een 12 В с аккумулятором в общей сложности 100 Ач. Je hebt een 12V apparaat dat 5A trekt. Hoeveel uur kan je dit apparaat gebruiken.

Antwoord: In dit geval heb je 100Ah en gebruik je 5A. Je deelt dan 100, дверь 5, 100/5 = 20. Je kan dit apparaat dus 20 uur gebruiken

Ваттур

Accu’s kan je ook meten in het aantal wattuur (Wh). Het aantal Wattuur van een accu is makkelijk te bereken. Het lijkt er heel erg op hoe het aantal Watt van een elektronisch apparaat wordt berekend (Ватт = Ампер x Вольт).De formule voor het aantal Wattuur – это Wattuur = Ampère-uur x Volt, oftewel Wh = Ah x V.

Voorbeeld 4: Stel je hebt een 12V с аккумулятором 100Ah en een 24V с аккумулятором 50Ah. Hoeveel Wattuur Zijn Beide Accu’s?

Antwoord: 12×100 = 1200 и 24×50 = 1200. Beide accu’s hebben dus een capacity van 1200Wh, oftewel 1,2kWh. Je zult in de praktijk ook zien dat een 12v100Ah en een 24v50Ah accu ongeveer even groot zijn.

Het aantal Ah van een accu is niet altijd gelijk, maar hangt af van het gebruik.

Helaas является одним из лучших отелей в области практического применения и лечения. Zo kan een 100Ah аккум ваак вел 20 евро 5A leveren, maar niet 5 uur 20A!

Hoe sneller een accu wordt ontladen, hoe kleiner de Totale Capsuiteit wordt. Een 100Ah accu kan vaak bijvoorbeeld maar 4 uur 20A leveren.

Литий-ионный аккумулятор

Bij dit echter niet het geval. Ен литиевый аккумулятор 50 Ач, аккумулятор 50 Ач.

Lees meer hierover op onze pagina bruikbare accucapaciteit.

Аккумуляторы в серии параллельных аккумуляторов

Je kan twee accu’s met kabels aan elkaar обширный maken (schakelen) op twee manieren: door ze in serie te schakelen, of door ze parallel te schakelen.

1) Аккумуляторы в серии schakelen. Все обвинения в серии schakelt verbindt je alleen de plus-pool van de ene accu, с de min-pool van de andere accu. Компания Het Voltage Van de Accu’s kan je nu bij elkaar optellen, terwijl het aantal ampère-uur gelijk blijft.

Voorbeeld 5. Wat gebeurt er als je twee 12V аккумуляторный фургон 105Ah в серии schakelt? Het Voltage Van de accu’s kan je bij elkaar optellen terwijl het aantal Ah gelijk blijft, oftewel je krijg een 24V accu van 105Ah. Аккумуляторная мощность в Wattuur uitgedrukt составляет nu 24×105 = 2520 Wattuur.

Все обвинения в серии wilt schakelen raden wij altijd aan om accu’s van hetzelfde merk en dezelfde grootte in serie te schakelen. Informeer eerst altijd bij de accufabrikant of de accu’s geschikt zijn om in serie te schakelen.

2) Параллельный счакелен акку. Twee accu’s kunnen parallel geschakeld worden door de beide plus-polen, en de beide minpolen aan elkaar te verbinden. Het Voltage Van de accu blijft gelijk, en het aantal ampère-uur kan je bij elkaar optellen.

Voorbeeld 6. Wat gebeurt er als je twee 12V аккумуляторный фургон 105Ah параллельно schakelt? Het Voltage van de accu’s blijft gelijk terwijl het aantal Ah bij elkaar opgeteld kan worden, oftewel je krijg een 12V accu van 210Ah.Аккумуляторная мощность в Wattuur uitgedrukt равна nu 12×210 = 2520 Wattuur.

Als we voorbeeld 5 en 6 met elkaar vergelijken dan zien we dat, ongeacht hoe we de accu’s schakelen, het aantal Wattuur altijd gelijk blijft.

Разница между вольтами и ваттами по сравнительной таблице

Одно из основных различий между вольтами и ваттами состоит в том, что вольт – это единица измерения разности потенциалов и электродвижущей силы в системе СИ, а ватт – это единица измерения мощности в системе СИ.Другие различия между ними объясняются ниже в сравнительной таблице.

И вольт, и ватты связаны друг с другом. Вольт измеряет разность потенциалов источников питания или напряжение электрических устройств. Символическое представление вольта – V. Измерение в вольтах проще по сравнению с ваттами, потому что ватты являются произведением двух величин, то есть напряжения и тока. Ватт обозначается как W. Он измеряет мощность, потребляемую электрическими устройствами.

Содержание: вольт против ватт

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Вольт	Ватт
Определение	Это единица измерения разности потенциалов и ЭДС в системе СИ.	Это единица измерения мощности в системе СИ.
Формула
Единицы измерения	Электродвижущая сила и разность потенциалов	Мощность
Символ	В	Вт
Чтение	Легко	Сложно
Измерение	Измерьте небольшое напряжение от источника питания.	Измеряет реальную мощность.
Измерительный прибор	Вольтметр	Измеритель мощности
Базовый блок	кгм 2 S -3	кгм 2 A -1 S -3

Определение напряжения

Вольт измеряет энергию, используемую электронами, движущимися от одного конца к другому. Символически он представлен заглавной буквенной буквой V.Он измеряется электрическим прибором, называемым вольтметром. В вольте есть различные субъединицы, такие как микровольт, милливольт, киловольт и т. Д.

Определение ватта

Ватт – это единица мощности в системе СИ. Он определяется как общая энергия, потребляемая устройствами за одну секунду. Один ватт определяется как энергия, необходимая для протекания тока в один ампер через разность потенциалов в один вольт. Мощность – это произведение напряжения и тока, поэтому для измерения мощности в ваттах требуются как вольты, так и амперы.

Ключевые различия между вольтами и ваттами

1. Вольт – это единица измерения электродвижущей силы и разности потенциалов в системе СИ, а ватт – это единица измерения мощности в системе СИ.
2. Символическое представление вольт – V, тогда как ватт обозначается символом W.
3. Измерения в вольтах проще, чем в ваттах, потому что ватт требует как величины напряжения, так и силы тока.
4. В вольтах измеряется небольшая мощность, тогда как в ваттах измеряется реальная мощность, используемая электрическими устройствами.