Преобразувател на електрически ток
Електрически Ток — От Неврони до Светкавици
Овладейте единиците за електрически ток в електрониката, енергийните системи и физиката. От микроампери до мегаампери, разберете потока на тока в 30 порядъка — от тунелиране на един електрон до удари от мълнии. Разгледайте квантовото предефиниране на ампера от 2019 г. и приложенията в реалния свят.
Основи на Електрическия Ток
Какво е Ток?
Електрическият ток е поток от заряд, подобно на вода, течаща в тръба. По-висок ток = повече заряд в секунда. Измерва се в ампери (A). Посока: от положително към отрицателно (условна), или поток на електрони (отрицателно към положително).
- 1 ампер = 1 кулон в секунда (1 A = 1 C/s)
- Токът е скорост на потока, а не количество
- DC ток: постоянна посока (батерии)
- AC ток: променлива посока (захранване от стената)
Ток срещу Напрежение срещу Заряд
Заряд (Q) = количество електричество (кулони). Ток (I) = скорост на потока на заряда (ампери). Напрежение (V) = налягане, което тласка заряда. Мощност (P) = V × I (ватове). Всички са свързани, но различни!
- Заряд Q = количество (кулони)
- Ток I = скорост на потока (ампери = C/s)
- Напрежение V = електрическо налягане (волтове)
- Токът тече ОТ високо КЪМ ниско напрежение
Условен срещу Електронен Поток
Условен ток: от положително към отрицателно (исторически). Електронен поток: от отрицателно към положително (реален). И двете работят! Електроните всъщност се движат, но ние използваме условната посока. Това не влияе на изчисленията.
- Условен: от + към - (стандарт в диаграмите)
- Електронен поток: от - към + (физическа реалност)
- И двете дават едни и същи отговори
- Използвайте условния за анализ на вериги
- Ток = скорост на потока на заряда (1 A = 1 C/s)
- Напрежението кара тока да тече (като налягане)
- По-висок ток = повече заряд в секунда
- Мощност = напрежение × ток (P = VI)
Историческа Еволюция на Измерването на Тока
Ранни Електрически Открития (1600-1830)
Преди да разберат тока като поток от заряд, учените са изучавали статичното електричество и мистериозните „електрически флуиди“. Революцията на батерията е позволила за първи път непрекъснат ток.
- 1600: Уилям Гилбърт разграничава електричеството от магнетизма, въвежда термина „електрически“
- 1745: Изобретена е Лайденската стъкленица — първият кондензатор, съхраняващ статичен заряд
- 1800: Алесандро Волта изобретява волтовия стълб — първата батерия, първият източник на непрекъснат ток
- 1820: Ханс Кристиан Оерстед открива, че токът създава магнитно поле — свързва електричеството и магнетизма
- 1826: Георг Ом публикува V = IR — първата математическа връзка за тока
- 1831: Майкъл Фарадей открива електромагнитната индукция — променящите се полета създават ток
Еволюция на Дефиницията на Ампера (1881-2019)
Дефиницията на ампера еволюира от практически компромиси до фундаментални константи, отразявайки нашето задълбочаващо се разбиране за електромагнетизма и квантовата физика.
- 1881: Първият Международен електрически конгрес определя „практическия ампер“ за търговска употреба
- 1893: Световното изложение в Чикаго — стандартизира ампера за измервания на AC/DC
- 1948: CGPM определя ампера от силата между успоредни проводници: сила от 2×10⁻⁷ N/m при разстояние от 1 метър
- Проблем: Изискваше перфектно успоредни проводници, трудни за реализиране на практика
- 90-те години: Квантовият ефект на Хол и джозефсоновите преходи позволяват по-прецизни измервания
- 2018: CGPM гласува за предефиниране на ампера от елементарния заряд
Квантовата Революция от 2019 г. — Дефиниция на Елементарния Заряд
На 20 май 2019 г. амперът е предефиниран въз основа на елементарния заряд (e), което го прави възпроизводим навсякъде с подходящо квантово оборудване. Това сложи край на 71-годишната дефиниция, основана на сила.
- Нова дефиниция: 1 A = (e / 1,602176634×10⁻¹⁹) електрона в секунда
- Елементарният заряд e вече е точен по дефиниция (без несигурност)
- 1 ампер = поток от 6,241509074×10¹⁸ елементарни заряда в секунда
- Квантови стандарти за ток: Устройствата за тунелиране на един електрон броят отделни електрони
- Джозефсонови преходи: Генерират прецизни променливи токове от фундаментални константи
- Резултат: Всяка лаборатория с квантово оборудване може да реализира ампера независимо
Предефинирането от 2019 г. представлява 138 години напредък от практически компромиси до квантова прецизност, което позволява електроника от следващо поколение и наука за измерванията.
- Нанотехнологии: Прецизен контрол на потока на електрони в квантови компютри, транзистори с един електрон
- Метрология: Националните лаборатории могат независимо да реализират ампера без референтни артефакти
- Електроника: По-добри стандарти за калибриране на полупроводници, сензори, енергийни системи
- Медицина: По-точни измервания за импланти, интерфейси мозък-компютър, диагностично оборудване
- Фундаментална физика: Всички единици от SI вече се дефинират от константите на природата — без човешки артефакти
Помощни Средства за Памет и Бързи Трикове за Преобразуване
Лесни Мислени Изчисления
- Правило на степен 1000: Всяка представка от SI = ×1000 или ÷1000 (kA → A → mA → µA → nA)
- Пряк път от mA до A: Разделете на 1000 → 250 mA = 0,25 A (преместете десетичната запетая 3 места наляво)
- Пряк път от A до mA: Умножете по 1000 → 1,5 A = 1500 mA (преместете десетичната запетая 3 места надясно)
- Ток от мощност: I = P / V → 60W крушка при 120V = 0,5 A
- Трик със закона на Ом: I = V / R → 12V ÷ 4Ω = 3 A (напрежение, разделено на съпротивление)
- Идентични преобразувания: 1 A = 1 C/s = 1 W/V (всички са точно еквивалентни)
Критични Помощни Средства за Безопасност
Токът убива, а не напрежението. Тези прагове на безопасност могат да спасят живота ви — запомнете ги.
- 1 mA (60 Hz AC): Усещане за изтръпване, праг на усещане
- 5 mA: Максимален „безопасен“ ток, наближава прагът на невъзможност за пускане
- 10-20 mA: Загуба на мускулен контрол, невъзможност за пускане (продължително хващане)
- 50 mA: Силна болка, възможна спиране на дишането
- 100-200 mA: Камерна фибрилация (сърцето спира), обикновено смъртоносна
- 1-5 A: Продължителна фибрилация, тежки изгаряния, спиране на сърцето
- Запомнете: AC е 3-5 пъти по-опасен от DC при същото ниво на тока
Практически Формули за Вериги
- Закон на Ом: I = V / R (намерете тока от напрежението и съпротивлението)
- Формула за мощност: I = P / V (намерете тока от мощността и напрежението)
- Последователни вериги: Същият ток навсякъде (I₁ = I₂ = I₃)
- Успоредни вериги: Токовете се събират във възлите (I_общо = I₁ + I₂ + I₃)
- Ограничаване на тока на светодиод: R = (V_захранване - V_светодиод) / I_светодиод
- Правило за сечението на проводника: 15A изисква минимум 14 AWG, 20A изисква минимум 12 AWG
- Объркване на ток с напрежение: Напрежението е налягане, токът е дебит — различни понятия!
- Превишаване на номиналните стойности на проводника: Тънките проводници прегряват, стопяват изолацията, причиняват пожари — проверете таблиците AWG
- Грешно измерване на тока: Амперметърът се свързва ПОСЛЕДОВАТЕЛНО (прекъсва веригата), волтметърът се свързва УСПОРЕДНО
- Игнориране на AC RMS спрямо пикова стойност: 120V AC RMS ≠ 120V пикова (всъщност 170V). Използвайте RMS за изчисления
- Къси съединения: Нулево съпротивление = теоретично безкраен ток = пожар/експлозия/повреда
- Предполагане, че напрежението на светодиода определя тока: Светодиодите се нуждаят от токоограничаващи резистори или драйвери за постоянен ток
Скалата на Тока: От Единични Електрони до Светкавици
| Скала / Ток | Представителни Единици | Често Срещани Приложения | Примери от Реалния Свят |
|---|---|---|---|
| 0,16 aA | Атоампер (aA) | Тунелиране на един електрон, теоретична квантова граница | 1 електрон в секунда ≈ 0,16 aA |
| 1-10 pA | Пикоампер (pA) | Йонни канали, тунелна микроскопия, молекулярна електроника | Токове в йонните канали на биологичните мембрани |
| ~10 nA | Наноампер (nA) | Нервни импулси, сензори с ултраниска мощност, изтичане на батерия | Пик на потенциала на действие в невроните |
| 10-100 µA | Микроампер (µA) | Батерии за часовници, прецизни инструменти, биологични сигнали | Типична консумация на ток от часовник |
| 2-20 mA | Милиампер (mA) | Светодиоди, сензори, вериги с ниска мощност, проекти с Arduino | Стандартен светодиоден индикатор (20 mA) |
| 0,5-5 A | Ампер (A) | Потребителска електроника, зареждане през USB, домакински уреди | Бързо зареждане през USB-C (3 A), захранване на лаптоп (4 A) |
| 15-30 A | Ампер (A) | Домакински вериги, големи уреди, зареждане на електрически превозни средства | Стандартен предпазител (15 A), зарядно за електромобил ниво 2 (32 A) |
| 100-400 A | Ампер (A) | Дъгово заваряване, стартери на автомобили, промишлени двигатели | Ръчно електродъгово заваряване (100-400 A), стартерен двигател на автомобил (200-400 A) |
| 1-100 kA | Килоампер (kA) | Светкавици, точково заваряване, големи двигатели, железопътни системи | Средна светкавица (20-30 kA), импулси при точково заваряване |
| 1-3 MA | Мегаампер (MA) | Електромагнитни оръдия, реактори за ядрен синтез, екстремна физика | Ускорение на снаряд от електромагнитно оръдие (1-3 MA за микросекунди) |
Обяснение на Системите от Единици
Единици от SI — Ампер
Амперът (A) е основната SI единица за ток. Една от седемте фундаментални SI единици. Дефинирана от елементарния заряд от 2019 г. Представки от ато- до мега- покриват всички диапазони.
- 1 A = 1 C/s (точна дефиниция)
- kA за висока мощност (заваряване, светкавици)
- mA, µA за електроника, сензори
- fA, aA за квантови, едноелектронни устройства
Дефиниционни Единици
C/s и W/V са еквивалентни на ампера по дефиниция. C/s показва потока на заряд. W/V показва тока от мощност/напрежение. И трите са идентични.
- 1 A = 1 C/s (дефиниция)
- 1 A = 1 W/V (от P = VI)
- И трите са идентични
- Различни гледни точки за тока
Остарели Единици от CGS
Абампер (EMU) и статампер (ESU) от старата система CGS. Биот = абампер. Рядко се срещат днес, но се появяват в стари текстове по физика. 1 abA = 10 A; 1 statA ≈ 3,34×10⁻¹⁰ A.
- 1 абампер = 10 A (EMU)
- 1 биот = 10 A (същото като абампер)
- 1 статампер ≈ 3,34×10⁻¹⁰ A (ESU)
- Остарели; амперът от SI е стандартът
Физиката на Тока
Закон на Ом
I = V / R (ток = напрежение ÷ съпротивление). Знаейки напрежението и съпротивлението, намирате тока. Основа на всеки анализ на вериги. Линеен за резистори.
- I = V / R (ток от напрежение)
- V = I × R (напрежение от ток)
- R = V / I (съпротивление от измервания)
- Разсейване на мощност: P = I²R
Закон на Кирхоф за Тока
Във всеки възел, влизащият ток = излизащия ток. Σ I = 0 (сумата от токовете = нула). Зарядът се запазва. Съществен за анализа на успоредни вериги.
- ΣI = 0 във всеки възел
- Влизащ ток = излизащ ток
- Запазване на заряда
- Използва се за решаване на сложни вериги
Микроскопична Картина
Ток = дрейфова скорост на носителите на заряд. В металите: електроните се движат бавно (~мм/с), но сигналът се разпространява със скоростта на светлината. Брой носители × скорост = ток.
- I = n × q × v × A (микроскопично)
- n = плътност на носителите, v = дрейфова скорост
- Електроните се движат бавно, сигналът е бърз
- В полупроводници: електрони + дупки
Сравнителни Стойности на Тока
| Контекст | Ток | Бележки |
|---|---|---|
| Един електрон | ~0,16 aA | 1 електрон в секунда |
| Йонен канал | ~1-10 pA | Биологична мембрана |
| Нервен импулс | ~10 nA | Пик на потенциала на действие |
| Светодиоден индикатор | 2-20 mA | Светодиод с ниска мощност |
| USB 2.0 | 0,5 A | Стандартно USB захранване |
| Зареждане на телефон | 1-3 A | Типично бързо зареждане |
| Домакинска верига | 15 A | Стандартен предпазител (САЩ) |
| Зареждане на електрическа кола | 32-80 A | Домашно зарядно ниво 2 |
| Дъгово заваряване | 100-400 A | Типично ръчно електродъгово заваряване |
| Стартерен двигател на автомобил | 100-400 A | Пиков ток при запалване |
| Удар от мълния | 20-30 kA | Средна мълния |
| Точково заваряване | 1-100 kA | Кратък импулс |
| Теоретичен максимум | >1 MA | Електромагнитни оръдия, екстремна физика |
Често Срещани Нива на Тока
| Устройство / Контекст | Типичен Ток | Напрежение | Мощност |
|---|---|---|---|
| Батерия за часовник | 10-50 µA | 3V | ~0,1 mW |
| Светодиоден индикатор | 10-20 mA | 2V | 20-40 mW |
| Arduino/MCU | 20-100 mA | 5V | 0,1-0,5 W |
| USB мишка/клавиатура | 50-100 mA | 5V | 0,25-0,5 W |
| Зареждане на телефон (бавно) | 1 A | 5V | 5 W |
| Зареждане на телефон (бързо) | 3 A | 9V | 27 W |
| Лаптоп | 3-5 A | 19V | 60-100 W |
| Настолен компютър | 5-10 A | 12V | 60-120 W |
| Микровълнова | 10-15 A | 120V | 1200-1800 W |
| Зареждане на електрическа кола | 32 A | 240V | 7,7 kW |
Приложения в Реалния Свят
Потребителска Електроника
USB: 0,5-3 A (стандартно до бързо зареждане). Зареждане на телефон: 1-3 A типично. Лаптоп: 3-5 A. Светодиод: 20 mA типично. Повечето устройства използват диапазона от mA до A.
- USB 2.0: 0,5 A макс.
- USB 3.0: 0,9 A макс.
- USB-C PD: до 5 A (100W @ 20V)
- Бързо зареждане на телефон: 2-3 A типично
Домакинство и Енергетика
Домакински вериги: 15-20 A предпазители (САЩ). Крушка: 0,5-1 A. Микровълнова: 10-15 A. Климатик: 15-30 A. Зареждане на електрическа кола: 30-80 A (ниво 2).
- Стандартен контакт: 15 A верига
- Големи уреди: 20-50 A
- Електрическа кола: 30-80 A (ниво 2)
- Цяла къща: 100-200 A услуга
Промишлени и Екстремни
Заваряване: 100-400 A (ръчно), 1000+ A (точково). Светкавица: 20-30 kA средно, 200 kA пиково. Електромагнитни оръдия: мегаампери. Свръхпроводящи магнити: 10+ kA постоянно.
- Дъгово заваряване: 100-400 A
- Точково заваряване: 1-100 kA импулси
- Светкавица: 20-30 kA типично
- Експериментално: диапазон MA (електромагнитни оръдия)
Бързи Математически Преобразувания
Бързи Преобразувания с Представки от SI
Всяка стъпка на представка = ×1000 или ÷1000. kA → A: ×1000. A → mA: ×1000. mA → µA: ×1000.
- kA → A: умножете по 1 000
- A → mA: умножете по 1 000
- mA → µA: умножете по 1 000
- Обратно: разделете на 1 000
Ток от Мощност
I = P / V (ток = мощност ÷ напрежение). 60W крушка при 120V = 0,5 A. 1200W микровълнова при 120V = 10 A.
- I = P / V (Ампери = Ватове ÷ Волтове)
- 60W ÷ 120V = 0,5 A
- P = V × I (мощност от ток)
- V = P / I (напрежение от мощност)
Бързи Проверки със Закона на Ом
I = V / R. Знаейки напрежението и съпротивлението, намирате тока. 12V през 4Ω = 3 A. 5V през 1kΩ = 5 mA.
- I = V / R (Ампери = Волтове ÷ Омове)
- 12V ÷ 4Ω = 3 A
- 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0,005 A)
- Запомнете: разделяйте за ток
Как Работят Преобразуванията
- Стъпка 1: Преобразувайте източника → ампери, като използвате фактора toBase
- Стъпка 2: Преобразувайте ампери → целта, като използвате фактора toBase на целта
- Алтернатива: Използвайте директен фактор (kA → A: умножете по 1000)
- Проверка за здрав разум: 1 kA = 1000 A, 1 mA = 0,001 A
- Запомнете: C/s и W/V са идентични на A
Справка за Често Срещани Преобразувания
| От | Към | Умножете по | Пример |
|---|---|---|---|
| A | kA | 0,001 | 1000 A = 1 kA |
| kA | A | 1000 | 1 kA = 1000 A |
| A | mA | 1000 | 1 A = 1000 mA |
| mA | A | 0,001 | 1000 mA = 1 A |
| mA | µA | 1000 | 1 mA = 1000 µA |
| µA | mA | 0,001 | 1000 µA = 1 mA |
| A | C/s | 1 | 5 A = 5 C/s (идентичност) |
| A | W/V | 1 | 10 A = 10 W/V (идентичност) |
| kA | MA | 0,001 | 1000 kA = 1 MA |
| abampere | A | 10 | 1 abA = 10 A |
Бързи Примери
Решени Задачи
Изчисляване на Мощност на USB
USB портът доставя 5V. Устройството черпи 500 mA. Каква е мощността?
P = V × I = 5V × 0,5A = 2,5W (стандартен USB 2.0)
Ограничаване на Тока на Светодиод
5V захранване, светодиодът се нуждае от 20 mA и 2V. Какъв резистор?
Пад на напрежение = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0,02A = 150Ω. Използвайте 150Ω или 180Ω.
Оразмеряване на Предпазител
Три устройства: 5A, 8A, 3A на една и съща верига. Какъв предпазител?
Общо = 5 + 8 + 3 = 16A. Използвайте 20A предпазител (следващият стандартен размер нагоре за запас на безопасност).
Често Срещани Грешки, Които да се Избягват
- **Токът убива, а не напрежението**: 100 mA през сърцето може да бъде смъртоносно. Високото напрежение е опасно, защото може да предизвика ток, но токът нанася вредата.
- **AC срещу DC ток**: 60 Hz AC е ~3-5 пъти по-опасен от DC при същото ниво. AC причинява мускулно свиване. RMS ток се използва за AC изчисления.
- **Дебелината на проводника има значение**: Тънките проводници не могат да издържат на висок ток (топлина, риск от пожар). Използвайте таблици за сечението на проводниците. 15A изисква минимум 14 AWG.
- **Не превишавайте номиналните стойности**: Компонентите имат максимални номинални стойности на тока. Светодиодите изгарят, проводниците се стопяват, предпазителите изгарят, транзисторите се повреждат. Винаги проверявайте техническата документация.
- **Последователният ток е еднакъв**: В последователна верига токът е еднакъв навсякъде. В успоредна верига токовете се събират във възлите (Кирхоф).
- **Къси съединения**: Нулево съпротивление = безкраен ток (теоретично). В действителност: ограничен от източника, причинява повреда/пожар. Винаги защитавайте веригите.
Любопитни Факти за Тока
Тялото ви Провежда ~100 µA
Когато стоите на земята, тялото ви постоянно има ~100 µA ток на утечка към земята. От ЕМ полета, статични заряди, радиовълни. Напълно безопасно и нормално. Ние сме електрически същества!
Светкавицата е 20 000-200 000 Ампера
Средна светкавица: 20-30 kA (20 000 A). Пиковата стойност може да достигне 200 kA. Но продължителността е <1 милисекунда. Общ заряд: само ~15 кулона. Висок ток, кратко време = може да се оцелее (понякога).
Праг на Болка при Човека: 1 mA
1 mA 60 Hz AC: усещане за изтръпване. 10 mA: загуба на мускулен контрол. 100 mA: камерна фибрилация (смъртоносна). 1 A: тежки изгаряния, спиране на сърцето. Пътят на тока има значение — през сърцето е най-лошо.
Свръхпроводници: Безкраен Ток?
Нулево съпротивление = безкраен ток? Не съвсем. Свръхпроводниците имат „критичен ток“ — ако го надвишите, свръхпроводимостта се нарушава. Реакторът за ядрен синтез ITER: 68 kA в свръхпроводящи намотки. Без топлина, без загуби!
Токът на Светодиода е Критичен
Светодиодите се управляват от ток, а не от напрежение. Едно и също напрежение, различен ток = различна яркост. Твърде много ток? Светодиодът умира моментално. Винаги използвайте токоограничаващ резистор или драйвер за постоянен ток.
Електромагнитните Оръдия Нуждаят от Мегаампери
Електромагнитни оръдия: 1-3 MA (милиона ампера) за микросекунди. Силата на Лоренц ускорява снаряда до над 7 Маха. Изисква огромни кондензаторни батерии. Бъдещо военноморско оръжие.
Историческа Еволюция
1800
Волта изобретява батерията. Първият източник на непрекъснат електрически ток. Позволява ранни електрически експерименти.
1820
Оерстед открива, че токът създава магнитно поле. Свързва електричеството и магнетизма. Основа на електромагнетизма.
1826
Ом публикува V = IR. Законът на Ом описва връзката между напрежение, ток и съпротивление. Първоначално отхвърлен, сега е фундаментален.
1831
Фарадей открива електромагнитната индукция. Променливото магнитно поле създава ток. Позволява генератори и трансформатори.
1881
Първият международен електрически конгрес определя ампера като „практическа единица“ за ток.
1893
Системата за променлив ток на Тесла печели „Войната на токовете“ на Световното изложение. Променливият ток може да се трансформира, постоянният не (тогава).
1948
CGPM определя ампера: „постоянен ток, който произвежда сила от 2×10⁻⁷ N/m между успоредни проводници.“
2019
Предефиниране на SI: амперът вече се дефинира от елементарния заряд (e). 1 A = (e/1,602×10⁻¹⁹) електрона в секунда. Точно по дефиниция.
Професионални Съвети
- **Бързо от mA до A**: Разделете на 1000. 250 mA = 0,25 A.
- **Токът се събира в успоредна верига**: Два клона по 5A = общо 10A. Последователно: същият ток навсякъде.
- **Проверете сечението на проводника**: 15A изисква минимум 14 AWG. 20A изисква 12 AWG. Не рискувайте пожар.
- **Измервайте тока последователно**: Амперметърът се свързва В пътя на тока (прекъсва веригата). Волтметърът се свързва успоредно.
- **AC RMS срещу пикова стойност**: 120V AC RMS → 170V пикова. Токът е същият: RMS за изчисления.
- **Защита с предпазител**: Номиналът на предпазителя трябва да бъде 125% от нормалния ток. Предпазва от къси съединения.
- **Автоматична научна нотация**: Стойности < 1 µA или > 1 GA се показват в научна нотация за по-добра четимост.
Пълна Справка за Единиците
SI единици
| Име на Единицата | Символ | Еквивалент в Ампери | Бележки за Употреба |
|---|---|---|---|
| ампер | A | 1 A (base) | Основна SI единица; 1 A = 1 C/s = 1 W/V (точно). |
| мегаампер | MA | 1.0 MA | Светкавици (~20-30 kA), електромагнитни оръдия, екстремни промишлени системи. |
| килоампер | kA | 1.0 kA | Заваряване (100-400 A), големи двигатели, промишлени енергийни системи. |
| милиампер | mA | 1.0000 mA | Светодиоди (20 mA), вериги с ниска мощност, токове на сензори. |
| микроампер | µA | 1.0000 µA | Биологични сигнали, прецизни инструменти, изтичане на батерия. |
| наноампер | nA | 1.000e-9 A | Нервни импулси, йонни канали, устройства с ултраниска мощност. |
| пикоампер | pA | 1.000e-12 A | Измервания на единични молекули, тунелна микроскопия. |
| фемтоампер | fA | 1.000e-15 A | Изследвания на йонни канали, молекулярна електроника, квантови устройства. |
| атоампер | aA | 1.000e-18 A | Тунелиране на един електрон, теоретична квантова граница. |
Общи единици
| Име на Единицата | Символ | Еквивалент в Ампери | Бележки за Употреба |
|---|---|---|---|
| кулон в секунда | C/s | 1 A (base) | Еквивалент на ампер: 1 A = 1 C/s. Показва дефиницията на потока на заряд. |
| ват на волт | W/V | 1 A (base) | Еквивалент на ампер: 1 A = 1 W/V от P = VI. Връзка с мощността. |
Остарели и научни
| Име на Единицата | Символ | Еквивалент в Ампери | Бележки за Употреба |
|---|---|---|---|
| абампер (EMU) | abA | 10.0 A | CGS-EMU единица = 10 A. Остаряла електромагнитна единица. |
| статампер (ESU) | statA | 3.336e-10 A | CGS-ESU единица ≈ 3,34×10⁻¹⁰ A. Остаряла електростатична единица. |
| биот | Bi | 10.0 A | Алтернативно име за абампер = 10 A. CGS електромагнитна единица. |
Често Задавани Въпроси
Каква е разликата между ток и напрежение?
Напрежението е електрическо налягане (като налягането на водата). Токът е скорост на потока (като потока на водата). Високото напрежение не означава висок ток. Може да имате 10 000V с 1 mA (статичен удар) или 12V със 100 A (стартер на кола). Напрежението тласка, токът тече.
Кое е по-опасно: напрежението или токът?
Токът убива, а не напрежението. 100 mA през сърцето ви може да бъде смъртоносно. Но високото напрежение може да прокара ток през тялото ви (V = IR). Затова високото напрежение е опасно — то преодолява съпротивлението на тялото ви. Токът е убиецът, напрежението е помощникът.
Защо променливият ток се усеща различно от постоянния?
60 Hz AC причинява мускулни контракции с честотата на електрическата мрежа. Не можете да пуснете (мускулно заключване). DC причинява единичен удар. AC е 3-5 пъти по-опасен при същото ниво на тока. Също така: AC RMS стойността = ефективният DC еквивалент (120V AC RMS ≈ 170V пикова).
Колко ток използва едно типично домакинство?
Цялата къща: 100-200 A табло. Един контакт: 15 A верига. Крушка: 0,5 A. Микровълнова: 10-15 A. Климатик: 15-30 A. Зарядно за електрическа кола: 30-80 A. Общото потребление варира, но таблото ограничава максимума.
Може ли да има ток без напрежение?
В свръхпроводници, да! Нулевото съпротивление означава, че токът тече при нулево напрежение (V = IR = 0). Постоянен ток може да тече вечно. В нормални проводници, не — имате нужда от напрежение, за да тласнете тока. Падът на напрежение = ток × съпротивление.
Защо USB е ограничен до 0,5-5 A?
USB кабелът е тънък (високо съпротивление). Твърде много ток = прекомерно нагряване. USB 2.0: 0,5 A (2,5W). USB 3.0: 0,9 A. USB-C PD: до 5 A (100W). По-дебелите проводници, по-доброто охлаждане и активното договаряне позволяват по-висок ток безопасно.
Пълен Справочник с Инструменти
Всички 71 инструмента, налични в UNITS