- DC là gì?
- Hiện tại là gì?
- Điện áp là gì?
- Kháng chiến là gì?
- Định luật Ohms và mối quan hệ VI:
- Quyền lực là gì?
- Khái niệm dòng điện tử
- Ví dụ thực tế
DC là gì?
Ở trường tiểu học, chúng ta đã học rằng mọi thứ đều do nguyên tử tạo nên. Đây là sản phẩm của ba hạt: Electron, Proton và Neutron. Như tên cho thấy Nơtron không có điện tích trong khi Proton là dương và Electron là âm.
Trong nguyên tử, các electron proton và neutron ở cùng nhau trong một hệ thống ổn định, nhưng nếu bằng bất kỳ quá trình bên ngoài nào, các electron bị tách khỏi nguyên tử thì chúng sẽ luôn muốn ổn định ở vị trí trước đó, do đó nó sẽ tạo ra lực hút đối với proton. Nếu chúng ta sử dụng những electron tự do này và đẩy nó vào bên trong một vật dẫn tạo thành mạch điện, thì lực hút điện thế sẽ tạo ra sự chênh lệch điện thế.
Nếu dòng electron không thay đổi đường đi của nó và ở trong dòng chảy hoặc chuyển động một chiều bên trong mạch thì nó được gọi là Dòng điện một chiều hoặc Dòng điện một chiều. Điện áp DC là nguồn điện áp không đổi.
Trong trường hợp Dòng điện một chiều, cực tính sẽ không bao giờ đảo ngược hoặc thay đổi theo thời gian, trong khi dòng điện có thể thay đổi theo thời gian.
Như trong thực tế, không có điều kiện hoàn hảo. Trong trường hợp mạch có các electron tự do chạy qua, điều đó cũng đúng. Các electron tự do đó không chảy độc lập, vì các vật liệu dẫn điện không hoàn hảo để cho các electron chuyển động tự do. Nó chống lại dòng electron theo một quy tắc hạn chế nhất định. Đối với vấn đề này, mọi điện tử / mạch điện bao gồm ba đại lượng riêng lẻ cơ bản được gọi là VI R.
- Điện áp (V)
- Hiện tại (I)
- Và Kháng (R)
Ba điều này là những đại lượng cơ bản cơ bản hầu như xuất hiện trong mọi trường hợp khi chúng ta nhìn thấy hoặc mô tả một cái gì đó hoặc chế tạo một cái gì đó có liên quan đến Điện hoặc Điện tử. Cả hai đều có liên quan tốt nhưng chúng biểu thị ba điều riêng biệt trong Điện tử hoặc Cơ bản về Điện.
Hiện tại là gì?
Như đã trình bày trước đó, các electron tự do phân tách chảy bên trong mạch; dòng electron (điện tích) này được gọi là Dòng điện. Khi một nguồn điện áp đặt qua một đoạn mạch, các hạt mang điện tích âm liên tục chuyển động với tốc độ đều. Dòng điện này được đo bằng Ampe trên đơn vị SI và được ký hiệu là I hoặc i. Theo đơn vị này, 1 Ampe là điện lượng mang theo trong 1 giây. Đơn vị cơ bản của điện tích là coulomb.
1A là 1 khối điện tích được truyền trong mạch hoặc vật dẫn trong 1 giây. Vì vậy, Công thức là
1A = 1 C / S
Trong đó, C được ký hiệu là coulomb và S là thứ hai.
Trong kịch bản thực tế, các electron chảy từ nguồn âm sang nguồn dương của nguồn điện, nhưng để hiểu rõ hơn liên quan đến mạch điện, dòng điện thông thường giả định rằng dòng điện chạy từ cực dương sang cực âm.
Trong một số sơ đồ mạch, chúng ta sẽ thường thấy rằng một vài mũi tên với I hoặc i là hướng dòng điện, đó là dòng điện thông thường. Chúng tôi sẽ thấy việc sử dụng dòng điện trên bảng công tắc Tường là "Tối đa 10 Ampe được xếp hạng" hoặc trong bộ sạc điện thoại "dòng sạc tối đa là 1 Ampe ", v.v.
Dòng điện cũng được sử dụng làm tiền tố với bội số phụ như Kilo amps (10 3 V), milli-amps (10 -3 A), micro-amps (10 -6 A), nano-amps (10-9 A), v.v.
Điện áp là gì?
Hiệu điện thế là hiệu điện thế giữa hai điểm của đoạn mạch. Nó thông báo năng lượng tiềm năng được lưu trữ dưới dạng điện tích trong một điểm cung cấp điện. Chúng ta có thể biểu thị hoặc đo sự chênh lệch điện áp giữa hai điểm bất kỳ trong các nút mạch, đường giao nhau, v.v.
Hiệu số giữa hai điểm được gọi là hiệu điện thế hay độ sụt điện thế.
Sự sụt giảm điện áp hoặc chênh lệch điện thế này được đo bằng Volts với biểu tượng là V hoặc v. Điện áp nhiều hơn biểu thị nhiều dung lượng hơn và nhiều hơn giữ trên điện tích.
Như đã mô tả trước đây, nguồn điện áp không đổi được gọi là điện áp một chiều. Nếu Điện áp thay đổi định kỳ theo thời gian thì đó là Điện áp xoay chiều hoặc Dòng điện xoay chiều.
Theo định nghĩa, một Vôn là mức tiêu thụ năng lượng của một jun trên mỗi điện tích của một quả cầu. Mối quan hệ như đã mô tả
V = Năng lượng tiềm năng / Điện tích Hoặc 1V = 1 J / C
Trong đó, J được ký hiệu là Joule và C là coulomb.
Sự sụt giảm điện áp một Vôn xảy ra khi dòng điện 1 amp chạy qua điện trở 1 ôm.
1V = 1A / 1R
Trong đó A là Ampe và R là điện trở tính bằng ohm.
Điện áp cũng được sử dụng làm tiền tố với bội số phụ như Kilovolt (10 3 V), milivolt (10 -3 V), micro-volt (10 -6 V), nano-volt (10-9 V), v.v. Điện áp cũng ký hiệu là điện áp âm cũng như điện áp dương.
Điện áp xoay chiều thường thấy trong các ổ cắm điện gia đình. Ở Ấn Độ, nó là 220V AC, ở Mỹ là 110V AC, vv Chúng ta có thể nhận được điện áp DC bằng cách chuyển đổi AC này sang DC hoặc từ Pin, Bảng năng lượng mặt trời, các đơn vị cung cấp điện khác nhau cũng như bộ sạc điện thoại. Chúng tôi cũng có thể chuyển đổi DC sang AC bằng Biến tần.
Điều rất quan trọng cần nhớ là Điện áp có thể tồn tại mà không có dòng điện vì nó là hiệu điện thế giữa hai điểm hoặc hiệu điện thế nhưng dòng điện không thể chạy mà không có bất kỳ hiệu điện thế nào giữa hai điểm.
Kháng chiến là gì?
Như trong thế giới này, không có gì là lý tưởng, mọi vật chất đều có đặc điểm kỹ thuật nhất định để chống lại dòng electron khi đi qua nó. Công suất điện trở của vật liệu là điện trở của nó được đo bằng Ohms (Ω) hoặc Omega. Giống như Dòng điện và điện áp, điện trở cũng có tiền tố cho bội số phụ như Kilo-ohms (10 3 Ω), mili-ohms (10 -3 Ω), mega-ohms (10 6 Ω), v.v. Không thể đo điện trở trong tiêu cực; nó chỉ là một giá trị dương.
Điện trở thông báo liệu vật liệu mà dòng điện chạy qua là vật dẫn tốt có nghĩa là điện trở thấp hay vật dẫn xấu có nghĩa là điện trở cao. 1 Ω là điện trở rất thấp so với 1M Ω.
Vì vậy, có những vật liệu có điện trở rất thấp và là chất dẫn điện tốt. Như đồng, vàng, bạc, nhôm… Mặt khác, có một số vật liệu có điện trở rất cao nên dẫn điện kém như Thủy tinh, Gỗ, Nhựa và do điện trở cao và khả năng dẫn điện kém nên chúng chủ yếu được sử dụng cho mục đích cách nhiệt như một chất cách điện.
Ngoài ra, các loại vật liệu đặc biệt được sử dụng rộng rãi trong thiết bị điện tử vì khả năng đặc biệt của nó để dẫn điện giữa chất dẫn điện xấu và chất dẫn tốt, Đó là chất bán dẫn, cái tên đã ngụ ý bản chất của nó, chất bán dẫn. Transistor, Diode, Mạch tích hợp được làm bằng chất bán dẫn. Gecmani và silicon là vật liệu bán dẫn được sử dụng rộng rãi trong phân khúc này.
Như đã thảo luận trước đó, sự kháng cự không thể là tiêu cực. Nhưng lực cản có hai phân đoạn cụ thể, một là phân đoạn tuyến tính và phân đoạn kia là phân đoạn không lót. Chúng ta có thể áp dụng phép tính toán học liên quan đến biên cụ thể để tính công suất kháng của điện trở tuyến tính này, mặt khác điện trở phân đoạn phi tuyến tính không có định nghĩa thích hợp hoặc quan hệ giữa điện áp và dòng điện giữa các điện trở này.
Định luật Ohms và mối quan hệ VI:
Georg Simon Ohm hay còn gọi là Georg Ohm là một nhà vật lý người Đức đã tìm ra mối quan hệ tỷ lệ giữa Điện áp rơi, Điện trở và Dòng điện. Mối quan hệ này được gọi là Định luật Ohms.
Trong phát hiện của ông, người ta nói rằng dòng điện đi qua một vật dẫn tỷ lệ thuận với điện áp trên nó. Nếu chúng ta chuyển phát hiện này thành dạng toán học, chúng ta sẽ thấy rằng
Dòng điện (Ampe) = Điện áp / Điện trở I (Ampe) = V / R
Nếu chúng ta biết bất kỳ giá trị nào trong hai giá trị từ ba thực thể đó, chúng ta có thể tìm thấy giá trị thứ ba.
Từ công thức trên, chúng ta sẽ tìm thấy ba thực thể, và công thức sẽ là: -
Vôn |
V = I x R |
Đầu ra sẽ là Điện áp tính bằng Volt (V) |
Hiện hành |
I = V / R |
Đầu ra sẽ là Dòng điện tính bằng Ampe (A) |
Sức cản |
R = V / I |
Đầu ra sẽ là Điện trở tính bằng Ohm (Ω) |
Hãy xem sự khác biệt của ba cái này bằng cách sử dụng một mạch điện trong đó tải là điện trở và Am-mét được sử dụng để đo dòng điện và Volt-mét được sử dụng để đo điện áp.
Trong hình trên, một Ampe kế mắc nối tiếp và cung cấp dòng điện cho tải điện trở, mặt khác một vôn kế nối qua nguồn để đo hiệu điện thế.
Điều quan trọng cần nhớ là ampe kế cần phải có điện trở 0 vì nó phải cung cấp điện trở 0 trên dòng điện chạy qua nó và để điều này xảy ra, ampe kế 0 ohm lý tưởng được mắc nối tiếp, nhưng vì điện áp là hiệu điện thế của hai nút, vôn kế mắc song song.
Nếu chúng ta thay đổi dòng điện của nguồn điện áp hoặc điện áp của nguồn điện áp hoặc điện trở tải trên nguồn một cách tuyến tính rồi đo các đơn vị, chúng ta sẽ cho ra kết quả dưới đây:
Trong đồ thị này Nếu R = 1 thì cường độ dòng điện và hiệu điện thế sẽ tăng theo tỷ lệ thuận. V = I x 1 hoặc V = I. do đó nếu điện trở được cố định thì hiệu điện thế sẽ tăng theo dòng điện hoặc ngược lại.
Quyền lực là gì?
Nguồn điện được tạo ra hoặc được tiêu thụ, trong mạch điện tử hoặc mạch điện, định mức công suất được sử dụng để cung cấp thông tin về lượng điện mà mạch tiêu thụ để tạo ra đầu ra thích hợp.
Theo quy luật tự nhiên, Năng lượng không thể bị phá hủy, nhưng nó có thể được chuyển giao, giống như Năng lượng điện chuyển đổi thành Năng lượng cơ học khi Điện tác dụng qua Động cơ hoặc Năng lượng điện chuyển thành nhiệt khi tác động lên Lò sưởi. Do đó, Máy sưởi cần Năng lượng, là năng lượng, để cung cấp tản nhiệt thích hợp, công suất đó là công suất định mức của máy sưởi ở đầu ra tối đa.
Công suất được biểu thị bằng ký hiệu W và nó được đo bằng WATT.
Công suất là giá trị nhân của điện áp và dòng điện. Vì thế, P = V x I
Trong đó, P là công suất tính bằng oát, V là Điện áp và I là Ampe hoặc lưu lượng dòng điện.
Nó cũng có tiền tố phụ như Kilo-Watt (10 3 W), mili-Watt (10 -3 W), mega-Watt (10 6 W), v.v.
Vì Định luật Ôm V = I x R và Định luật Công suất là P = V x I, vì vậy chúng ta có thể đặt giá trị của V trong định luật lũy thừa bằng công thức V = I x R. Khi đó luật quyền lực sẽ
P = I * R * I Hoặc P = I 2 R
Bằng cách sắp xếp cùng một thứ, chúng ta có thể tìm thấy một thứ ít nhất khi thứ khác không có sẵn, các công thức được sắp xếp lại trong ma trận dưới đây:
Vì vậy, mỗi phân đoạn bao gồm ba công thức. Trong bất kỳ trường hợp nào nếu điện trở trở thành 0 thì dòng điện sẽ vô cùng, nó được gọi là điều kiện ngắn mạch. Nếu Điện áp trở thành 0 thì dòng điện không tồn tại và công suất sẽ bằng 0, nếu dòng điện trở thành 0 thì mạch ở trạng thái hở mạch nơi có điện áp nhưng không có dòng điện, do đó công suất sẽ bằng 0, nếu công suất là 0 khi đó mạch điện sẽ không được tiêu thụ hoặc tạo ra.
Khái niệm dòng điện tử
Dòng chảy theo phí hấp dẫn. Trong thực tế, các Electron là hạt âm và chúng chảy từ đầu cực âm sang cực dương của nguồn điện. Vì vậy, trong mạch điện thực tế, dòng điện chạy từ đầu cuối âm đến cực dương, Nhưng trong dòng điện thông thường như chúng ta đã mô tả trước đây, chúng ta giả định rằng dòng điện chạy từ đầu cực dương sang cực âm. Trong hình ảnh tiếp theo, chúng ta sẽ hiểu dòng chảy của dòng điện rất dễ dàng.
Dù hướng là gì thì nó cũng không ảnh hưởng đến dòng điện bên trong mạch điện, Dễ hiểu hơn là dòng điện thông thường từ dương sang âm. Một chiều Dòng điện là dòng điện một chiều hoặc dòng điện một chiều và chiều thay thế của nó được gọi là dòng điện xoay chiều hoặc dòng điện xoay chiều.
Ví dụ thực tế
Hãy xem hai ví dụ để hiểu rõ hơn.
1. Trong đoạn mạch này mắc nguồn điện một chiều 12V qua tải 2Ω, tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch?
Trong mạch này, tổng trở là điện trở tải nên R = 2 và nguồn điện áp vào là 12V DC nên V = 12V. Dòng điện trong mạch sẽ là
I = V / R I = 12/2 = 6 Ampe
Vì Công suất (W) = Điện áp (V) x Ampe (A), tổng công suất sẽ là 12 x 6 = 72Watt.
Chúng ta cũng có thể tính toán giá trị mà không cần Ampe.
Công suất (W) = Power = Voltage 2 / Kháng Power = 12 2 /2 = 12 * 12/2 = 72 watt
Dù sử dụng công thức nào, kết quả đầu ra sẽ giống nhau.
2. Trong đoạn mạch này tổng công suất tiêu thụ trên tải là 30 Watt, nếu ta nối nguồn điện một chiều 15V thì cường độ dòng điện là bao nhiêu?
Trong mạch này, tổng trở là chưa biết. Điện áp nguồn vào là 15V DC nên V = 15V DC và công suất chạy qua đoạn mạch là 30W, Vậy P = 30W. Dòng điện trong mạch sẽ là
I = P / VI = 30/15 2 Ampe
Vì vậy, để cấp nguồn cho mạch ở 30W, chúng ta cần nguồn điện một chiều 15V có khả năng cung cấp 2 Ampe dòng điện một chiều trở lên vì mạch yêu cầu dòng điện 2Amp.