Elektrisk strøm

El er omdannet til andre former for energi, når elektriske ladninger bevæge sig gennem en elektrisk spændingsforskel (spænding), som opstår i elektriske komponenter i elektrisk kredsløb., Fra synspunkt af el-komponenter i et elektrisk kredsløb kan opdeles i to kategorier:

Passive enheder (belastninger)Edit

Når elektriske ladninger bevæge sig gennem en potentiel forskel fra en højere til en lavere spænding, er, at når konventionelle nuværende (positiv ladning) bevæger sig fra den positive (+) terminal til den negative (−) terminal, arbejdet er udført af afgifter på enheden. Den potentielle energi af ladningerne på grund af spændingen mellem terminalerne omdannes til kinetisk energi i enheden., Disse enheder kaldes passive komponenter eller belastninger; de ‘forbruger’ elektrisk strøm fra kredsløbet og konverterer den til andre former for energi, såsom mekanisk arbejde, varme, lys osv. Eksempler er elektriske apparater, såsom pærer, elektriske motorer og elektriske varmeapparater. I vekselstrømskredsløb vender spændingsretningen periodisk, men strømmen strømmer altid fra det højere potentiale til den lavere potentielle side.,

Aktive enheder (strømkilde)Edit

Hvis de afgifter, er flyttet af en ydre kraft’ gennem enheden i den retning fra de lavere elektriske potentiale til højere, (så positiv ladning bevæger sig fra den negative til den positive terminal), vil der blive arbejdet på afgifter, og energien bliver konverteret til elektriske potentielle energi fra nogle andre former for energi, såsom mekanisk energi eller kemisk energi., Enheder, hvor dette sker, kaldes aktive enheder eller strømkilder; såsom elektriske generatorer og batterier. Nogle enheder kan enten være en kilde eller en belastning, afhængigt af spændingen og strømmen gennem dem. For eksempel fungerer et genopladeligt batteri som en kilde, når det leverer strøm til et kredsløb, men som en belastning, når det er tilsluttet en batterioplader og genoplades, eller en generator som en strømkilde og en motor som en belastning.,

Passiv tegn conventionEdit

Da elektrisk strøm kan gå enten ind i eller ud af en komponent, en konvention, der er nødvendige for, hvilken retning de repræsenterer positive effekt flow. Elektrisk strøm, der strømmer ud af et kredsløb til en komponent, defineres vilkårligt for at have et positivt tegn, mens strøm, der strømmer ind i et kredsløb fra en komponent, er defineret til at have et negativt tegn. Passive komponenter har således positivt strømforbrug, mens strømkilder har negativt strømforbrug. Dette kaldes den passive tegn konvention.,

Resistive circuitsEdit

I tilfælde af resistive (Ohmsk, eller lineær) belastninger, Joule ‘s lov kan kombineres med Ohm’ s lov (V = I·R) til at producere alternative udtryk for den mængde strøm, der er forsvundet:

P = n V = I 2 R = V 2 R , {\displaystyle P=IV=I^{2}R={\frac {V^{2}}{R}},}

hvor R er den elektriske modstand.

alternerende currentEdit

i vekselstrømskredsløb kan energilagringselementer som induktans og kapacitans resultere i periodiske reverseringer af retningen af energistrømmen., Den del af strømstrømmen, der i gennemsnit over en komplet cyklus af AC-bølgeformen resulterer i nettooverførsel af energi i en retning, kaldes reel effekt (også kaldet aktiv effekt). Den del af strømstrømmen på grund af lagret energi, der vender tilbage til kilden i hver cyklus, er kendt som reaktiv effekt., r m e r cos ⁡ θ {\displaystyle P={1 \end {\sqrt {2}}}V_{p}I_{s}\cos \theta =V_{\rm {rms}}I_{\rm {rms}}\cos \theta \,}

hvor

Vp er den maksimale spænding i volt Ip er den maksimale strøm i ampere Vrms er root-mean-square spænding i volt Irms er root-mean-square strøm i ampere θ er den fase vinkel mellem strøm og spænding sinusbølger

forholdet mellem reel effekt, reaktiv effekt og tilsyneladende effekt kan udtrykkes ved at repræsentere de mængder som vektorer., Reel effekt er repræsenteret som en vandret vektor, og reaktiv effekt er repræsenteret som en lodret vektor. Den tilsyneladende effektvektor er hypotenusen af en højre trekant dannet ved at forbinde de reelle og reaktive effektvektorer. Denne repræsentation kaldes ofte po .er triangle.,arent magt)}}^{2}={\mbox{(reelle magt)}}^{2}+{\mbox{(reaktiv effektstyring)}}^{2}}

Fast og reaktive kræfter kan også beregnes direkte fra den tilsyneladende effekt, når de nuværende og spænding er både sinusoids med en kendt fase vinklen θ mellem dem:

(reelle magt) = (tilsyneladende effekt) cos ⁡ θ {\displaystyle {\mbox{(real power)}}={\mbox{(tilsyneladende effekt)}}\cos \theta } (reaktiv effektstyring) = (tilsyneladende effekt) synd ⁡ θ {\displaystyle {\mbox{(reaktiv effektstyring)}}={\mbox{(tilsyneladende effekt)}}\synd \theta }

forholdet mellem virkelige magt, at tilsyneladende effekt kaldes power faktor, og er et tal, der altid er mellem 0 og 1., Hvor strømme og spændinger har ikke-sinusformede former, er effektfaktor generaliseret til at omfatte virkningerne af forvrængning.

elektromagnetiske felteredit

elektrisk energi strømmer, uanset hvor elektriske og magnetiske felter findes sammen og svinger på samme sted., Det enkleste eksempel på dette er i elektriske kredsløb, som det foregående afsnit viste. I det generelle tilfælde skal den enkle ligning P = IV imidlertid erstattes af en mere kompleks beregning, integralet af tværproduktet af de elektriske og magnetiske feltvektorer over et specificeret område, således:

P = S S ( E .H ) ⋅ d A. det er en god id., at du har brug for at vide mere om det.\ ,}

resultatet er en skalar, da det er overfladen integreret af Poynting vektor.