Převodník elektrického proudu
Elektrický Proud — Od Neuronů k Bleskům
Ovládněte jednotky elektrického proudu v elektronice, energetických systémech a fyzice. Od mikroampérů po megaampéry, pochopte tok proudu napříč 30 řády velikosti — od tunelování jediného elektronu po údery blesku. Prozkoumejte kvantovou redefinici ampéru z roku 2019 a aplikace v reálném světě.
Základy Elektrického Proudu
Co je Proud?
Elektrický proud je tok náboje, jako voda tekoucí potrubím. Vyšší proud = více náboje za sekundu. Měří se v ampérech (A). Směr: od kladného k zápornému (konvenční), nebo tok elektronů (od záporného ke kladnému).
- 1 ampér = 1 coulomb za sekundu (1 A = 1 C/s)
- Proud je rychlost toku, nikoli množství
- Stejnosměrný proud (DC): konstantní směr (baterie)
- Střídavý proud (AC): střídavý směr (zásuvka)
Proud vs. Napětí vs. Náboj
Náboj (Q) = množství elektřiny (coulomby). Proud (I) = rychlost toku náboje (ampéry). Napětí (V) = tlak tlačící náboj. Výkon (P) = V × I (watty). Vše je propojené, ale odlišné!
- Náboj Q = množství (coulomby)
- Proud I = rychlost toku (ampéry = C/s)
- Napětí V = elektrický tlak (volty)
- Proud teče Z vysokého DO nízkého napětí
Konvenční vs. Elektronový Tok
Konvenční proud: od kladného k zápornému (historický). Elektronový tok: od záporného ke kladnému (skutečný). Oba fungují! Elektrony se skutečně pohybují, ale používáme konvenční směr. Neovlivňuje výpočty.
- Konvenční: od + k - (standard v diagramech)
- Elektronový tok: od - k + (fyzikální realita)
- Oba dávají stejné odpovědi
- Pro analýzu obvodů používejte konvenční směr
- Proud = rychlost toku náboje (1 A = 1 C/s)
- Napětí způsobuje tok proudu (jako tlak)
- Vyšší proud = více náboje za sekundu
- Výkon = napětí × proud (P = VI)
Historický Vývoj Měření Proudu
Rané Elektrické Objevy (1600-1830)
Před pochopením proudu jako toku náboje studovali vědci statickou elektřinu a tajemné „elektrické tekutiny“. Revoluce baterií poprvé umožnila nepřetržitý proud.
- 1600: William Gilbert rozlišuje elektřinu od magnetismu, razí termín „elektrický“
- 1745: Vynalezena leydenská láhev — první kondenzátor, ukládá statický náboj
- 1800: Alessandro Volta vynalézá voltův sloup — první baterii, první zdroj nepřetržitého proudu
- 1820: Hans Christian Ørsted objevuje, že proud vytváří magnetické pole — spojuje elektřinu a magnetismus
- 1826: Georg Ohm publikuje V = IR — první matematický vztah pro proud
- 1831: Michael Faraday objevuje elektromagnetickou indukci — měnící se pole vytvářejí proud
Vývoj Definice Ampéru (1881-2019)
Definice ampéru se vyvinula od praktických kompromisů k základním konstantám, což odráží naše prohlubující se chápání elektromagnetismu a kvantové fyziky.
- 1881: První mezinárodní elektrický kongres definuje „praktický ampér“ pro komerční použití
- 1893: Světová výstava v Chicagu — standardizuje ampér pro měření AC/DC
- 1948: CGPM definuje ampér ze síly mezi paralelními vodiči: síla 2×10⁻⁷ N/m ve vzdálenosti 1 metru
- Problém: Vyžadoval dokonale paralelní dráty, což bylo v praxi obtížné realizovat
- 90. léta: Kvantový Hallův jev a Josephsonovy přechody umožňují přesnější měření
- 2018: CGPM hlasuje pro redefinici ampéru z elementárního náboje
Kvantová Revoluce 2019 — Definice Elementárního Náboje
Dne 20. května 2019 byl ampér redefinován na základě elementárního náboje (e), což ho učinilo reprodukovatelným kdekoli s příslušným kvantovým vybavením. Tím skončilo 71 let definice založené na síle.
- Nová definice: 1 A = (e / 1.602176634×10⁻¹⁹) elektronů za sekundu
- Elementární náboj e je nyní definicí přesný (bez nejistoty)
- 1 ampér = tok 6.241509074×10¹⁸ elementárních nábojů za sekundu
- Kvantové proudové standardy: Zařízení pro tunelování jednoho elektronu počítají jednotlivé elektrony
- Josephsonovy přechody: Generují přesné střídavé proudy ze základních konstant
- Výsledek: Jakákoli laboratoř s kvantovým vybavením může realizovat ampér nezávisle
Redefinice z roku 2019 představuje 138 let pokroku od praktických kompromisů ke kvantové přesnosti, což umožňuje elektroniku nové generace a vědu o měření.
- Nanotechnologie: Přesné řízení toku elektronů v kvantových počítačích, tranzistorech s jedním elektronem
- Metrologie: Národní laboratoře mohou nezávisle realizovat ampér bez referenčních artefaktů
- Elektronika: Lepší kalibrační standardy pro polovodiče, senzory, energetické systémy
- Lékařství: Přesnější měření pro implantáty, rozhraní mozek-počítač, diagnostické vybavení
- Základní fyzika: Všechny jednotky SI jsou nyní definovány z přírodních konstant — žádné lidské artefakty
Mnemotechnické Pomůcky a Rychlé Triky pro Převod
Snadná Mentální Matematika
- Pravidlo mocniny 1000: Každá předpona SI = ×1000 nebo ÷1000 (kA → A → mA → µA → nA)
- Zkratka z mA na A: Vydělte 1000 → 250 mA = 0.25 A (posuňte desetinnou čárku o 3 místa doleva)
- Zkratka z A na mA: Vynásobte 1000 → 1.5 A = 1500 mA (posuňte desetinnou čárku o 3 místa doprava)
- Proud z výkonu: I = P / V → 60W žárovka při 120V = 0.5 A
- Trik Ohmova zákona: I = V / R → 12V ÷ 4Ω = 3 A (napětí dělené odporem)
- Převody identity: 1 A = 1 C/s = 1 W/V (vše je naprosto ekvivalentní)
Kritické Bezpečnostní Mnemotechnické Pomůcky
Zabíjí proud, ne napětí. Tyto bezpečnostní prahy vám mohou zachránit život — zapamatujte si je.
- 1 mA (60 Hz AC): Pocit mravenčení, práh vnímání
- 5 mA: Maximální „bezpečný“ proud, blíží se práh nemožnosti pustit
- 10-20 mA: Ztráta svalové kontroly, nemožnost pustit (trvalý stisk)
- 50 mA: Silná bolest, možné zástava dechu
- 100-200 mA: Fibrilace komor (srdce se zastaví), obvykle smrtelná
- 1-5 A: Trvalá fibrilace, těžké popáleniny, zástava srdce
- Pamatujte: AC je 3-5krát nebezpečnější než DC při stejné úrovni proudu
Praktické Obvodové Vzorce
- Ohmův zákon: I = V / R (najděte proud z napětí a odporu)
- Vzorec výkonu: I = P / V (najděte proud z výkonu a napětí)
- Sériové obvody: Stejný proud všude (I₁ = I₂ = I₃)
- Paralelní obvody: Proudy se sčítají v uzlech (I_celkový = I₁ + I₂ + I₃)
- Omezení proudu LED: R = (V_napájení - V_LED) / I_LED
- Pravidlo průřezu vodiče: 15A vyžaduje minimálně 14 AWG, 20A vyžaduje minimálně 12 AWG
- Záměna proudu s napětím: Napětí je tlak, proud je rychlost toku — různé pojmy!
- Překročení jmenovitých hodnot vodiče: Tenké vodiče se přehřívají, taví izolaci, způsobují požáry — zkontrolujte tabulky AWG
- Špatné měření proudu: Ampérmetr se zapojuje DO série (přerušuje obvod), voltmetr se zapojuje PŘES (paralelně)
- Ignorování AC RMS vs. špičkové hodnoty: 120V AC RMS ≠ 120V špičkové (ve skutečnosti 170V). Pro výpočty používejte RMS
- Zkraty: Nulový odpor = teoreticky nekonečný proud = požár/exploze/poškození
- Předpoklad, že napětí LED určuje proud: LED diody potřebují omezovací odpory nebo ovladače s konstantním proudem
Škála Proudu: Od Jednotlivých Elektronů k Bleskům
| Škála / Proud | Reprezentativní Jednotky | Běžné Aplikace | Příklady z Reálného Světa |
|---|---|---|---|
| 0.16 aA | Attoampér (aA) | Tunelování jednoho elektronu, teoretický kvantový limit | 1 elektron za sekundu ≈ 0.16 aA |
| 1-10 pA | Pikoampér (pA) | Iontové kanály, tunelovací mikroskopie, molekulární elektronika | Proudy iontových kanálů v biologických membránách |
| ~10 nA | Nanoampér (nA) | Nervové impulsy, senzory s ultranízkou spotřebou, únik baterie | Špička akčního potenciálu v neuronech |
| 10-100 µA | Mikroampér (µA) | Hodinové baterie, přesné přístroje, biologické signály | Typický odběr proudu hodinkami |
| 2-20 mA | Miliampér (mA) | LED diody, senzory, obvody s nízkou spotřebou, projekty Arduino | Standardní LED indikátor (20 mA) |
| 0.5-5 A | Ampér (A) | Spotřební elektronika, nabíjení USB, domácí spotřebiče | Rychlé nabíjení USB-C (3 A), napájení notebooku (4 A) |
| 15-30 A | Ampér (A) | Domácí obvody, hlavní spotřebiče, nabíjení elektromobilů | Standardní jistič (15 A), nabíječka EV úrovně 2 (32 A) |
| 100-400 A | Ampér (A) | Obloukové svařování, startéry aut, průmyslové motory | Svařování obalenou elektrodou (100-400 A), startér automobilu (200-400 A) |
| 1-100 kA | Kiloampér (kA) | Blesky, bodové svařování, velké motory, železniční systémy | Průměrný blesk (20-30 kA), pulzy bodového svařování |
| 1-3 MA | Megaampér (MA) | Elektromagnetická děla, fúzní reaktory, extrémní fyzika | Zrychlení projektilu elektromagnetického děla (1-3 MA po dobu mikrosekund) |
Vysvětlení Systémů Jednotek
Jednotky SI — Ampér
Ampér (A) je základní jednotka SI pro proud. Jedna ze sedmi základních jednotek SI. Od roku 2019 definována z elementárního náboje. Předpony od atto po mega pokrývají všechny rozsahy.
- 1 A = 1 C/s (přesná definice)
- kA pro vysoký výkon (svařování, blesky)
- mA, µA pro elektroniku, senzory
- fA, aA pro kvantová, jednoelektronová zařízení
Definiční Jednotky
C/s a W/V jsou definicí ekvivalentní ampéru. C/s ukazuje tok náboje. W/V ukazuje proud z výkonu/napětí. Všechny tři jsou identické.
- 1 A = 1 C/s (definice)
- 1 A = 1 W/V (z P = VI)
- Všechny tři jsou identické
- Různé pohledy na proud
Staré Jednotky CGS
Abamper (EMU) a statamper (ESU) ze starého systému CGS. Biot = abamper. Dnes vzácné, ale objevují se ve starých textech z fyziky. 1 abA = 10 A; 1 statA ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A.
- 1 abamper = 10 A (EMU)
- 1 biot = 10 A (stejné jako abamper)
- 1 statamper ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A (ESU)
- Zastaralé; standardem je SI ampér
Fyzika Proudu
Ohmův Zákon
I = V / R (proud = napětí ÷ odpor). Znáte-li napětí a odpor, najdete proud. Základ veškeré analýzy obvodů. Lineární pro rezistory.
- I = V / R (proud z napětí)
- V = I × R (napětí z proudu)
- R = V / I (odpor z měření)
- Ztrátový výkon: P = I²R
Kirchhoffův Zákon Proudů
V každém uzlu platí, že součet proudů vstupujících = součet proudů vystupujících. Σ I = 0 (suma proudů = nula). Náboj je zachován. Nezbytný pro analýzu paralelních obvodů.
- ΣI = 0 v každém uzlu
- Proud vstupující = proud vystupující
- Zachování náboje
- Používá se k řešení složitých obvodů
Mikroskopický Pohled
Proud = driftová rychlost nosičů náboje. V kovech: elektrony se pohybují pomalu (~mm/s), ale signál se šíří rychlostí světla. Počet nosičů × rychlost = proud.
- I = n × q × v × A (mikroskopický)
- n = hustota nosičů, v = driftová rychlost
- Elektrony se pohybují pomalu, signál je rychlý
- V polovodičích: elektrony + díry
Srovnávací Hodnoty Proudu
| Kontext | Proud | Poznámky |
|---|---|---|
| Jeden elektron | ~0.16 aA | 1 elektron za sekundu |
| Iontový kanál | ~1-10 pA | Biologická membrána |
| Nervový impuls | ~10 nA | Špička akčního potenciálu |
| LED indikátor | 2-20 mA | Nízkovýkonová LED |
| USB 2.0 | 0.5 A | Standardní napájení USB |
| Nabíjení telefonu | 1-3 A | Typické rychlé nabíjení |
| Domácí obvod | 15 A | Standardní jistič (USA) |
| Nabíjení elektromobilu | 32-80 A | Domácí nabíječka úrovně 2 |
| Obloukové svařování | 100-400 A | Typické svařování obalenou elektrodou |
| Startér automobilu | 100-400 A | Špičkový proud při startování |
| Úder blesku | 20-30 kA | Průměrný blesk |
| Bodové svařování | 1-100 kA | Krátký pulz |
| Teoretické maximum | >1 MA | Elektromagnetická děla, extrémní fyzika |
Běžné Úrovně Proudu
| Zařízení / Kontext | Typický Proud | Napětí | Výkon |
|---|---|---|---|
| Hodinová baterie | 10-50 µA | 3V | ~0.1 mW |
| LED indikátor | 10-20 mA | 2V | 20-40 mW |
| Arduino/MCU | 20-100 mA | 5V | 0.1-0.5 W |
| USB myš/klávesnice | 50-100 mA | 5V | 0.25-0.5 W |
| Nabíjení telefonu (pomalé) | 1 A | 5V | 5 W |
| Nabíjení telefonu (rychlé) | 3 A | 9V | 27 W |
| Notebook | 3-5 A | 19V | 60-100 W |
| Stolní PC | 5-10 A | 12V | 60-120 W |
| Mikrovlnka | 10-15 A | 120V | 1200-1800 W |
| Nabíjení elektromobilu | 32 A | 240V | 7.7 kW |
Aplikace v Reálném Světě
Spotřební Elektronika
USB: 0.5-3 A (standardní až rychlé nabíjení). Nabíjení telefonu: 1-3 A typicky. Notebook: 3-5 A. LED: 20 mA typicky. Většina zařízení používá rozsah od mA do A.
- USB 2.0: 0.5 A max
- USB 3.0: 0.9 A max
- USB-C PD: až 5 A (100W @ 20V)
- Rychlé nabíjení telefonu: 2-3 A typicky
Domácnost a Energetika
Domácí obvody: 15-20 A jističe (USA). Žárovka: 0.5-1 A. Mikrovlnka: 10-15 A. Klimatizace: 15-30 A. Nabíjení elektromobilu: 30-80 A (Úroveň 2).
- Standardní zásuvka: 15 A obvod
- Hlavní spotřebiče: 20-50 A
- Elektromobil: 30-80 A (Úroveň 2)
- Celý dům: 100-200 A přípojka
Průmysl a Extrémy
Svařování: 100-400 A (obalenou elektrodou), 1000+ A (bodové). Blesk: 20-30 kA průměrně, 200 kA špičkově. Elektromagnetická děla: megaampéry. Supravodivé magnety: 10+ kA stabilně.
- Obloukové svařování: 100-400 A
- Bodové svařování: 1-100 kA pulzy
- Blesk: 20-30 kA typicky
- Experimentální: rozsah MA (elektromagnetická děla)
Rychlá Matematika pro Převod
Rychlé Převody s Předponami SI
Každý krok předpony = ×1000 nebo ÷1000. kA → A: ×1000. A → mA: ×1000. mA → µA: ×1000.
- kA → A: vynásobte 1,000
- A → mA: vynásobte 1,000
- mA → µA: vynásobte 1,000
- Opačně: vydělte 1,000
Proud z Výkonu
I = P / V (proud = výkon ÷ napětí). 60W žárovka při 120V = 0.5 A. 1200W mikrovlnka při 120V = 10 A.
- I = P / V (Ampéry = Watty ÷ Volty)
- 60W ÷ 120V = 0.5 A
- P = V × I (výkon z proudu)
- V = P / I (napětí z výkonu)
Rychlé Kontroly Ohmova Zákona
I = V / R. Znáte-li napětí a odpor, najdete proud. 12V přes 4Ω = 3 A. 5V přes 1kΩ = 5 mA.
- I = V / R (Ampéry = Volty ÷ Ohmy)
- 12V ÷ 4Ω = 3 A
- 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0.005 A)
- Pamatujte: pro proud dělte
Jak Převody Fungují
- Krok 1: Převeďte zdroj → ampéry pomocí faktoru toBase
- Krok 2: Převeďte ampéry → cíl pomocí faktoru toBase cíle
- Alternativa: Použijte přímý faktor (kA → A: vynásobte 1000)
- Kontrola zdravého rozumu: 1 kA = 1000 A, 1 mA = 0.001 A
- Pamatujte: C/s a W/V jsou totožné s A
Běžné Převodní Reference
| Z | Do | Vynásobte | Příklad |
|---|---|---|---|
| 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 (identita) |
| A | W/V | 1 | 10 A = 10 W/V (identita) |
| kA | MA | 0.001 | 1000 kA = 1 MA |
| abampere | A | 10 | 1 abA = 10 A |
Rychlé Příklady
Řešené Problémy
Výpočet Výkonu USB
USB port dodává 5V. Zařízení odebírá 500 mA. Jaký je výkon?
P = V × I = 5V × 0.5A = 2.5W (standardní USB 2.0)
Omezení Proudu pro LED
Napájení 5V, LED potřebuje 20 mA a 2V. Jaký rezistor?
Úbytek napětí = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω. Použijte 150Ω nebo 180Ω.
Dimenzování Jističe
Tři zařízení: 5A, 8A, 3A na stejném obvodu. Jaký jistič?
Celkem = 5 + 8 + 3 = 16A. Použijte jistič 20A (další standardní velikost nahoru pro bezpečnostní rezervu).
Časté Chyby, Kterým se Vyhnout
- **Zabíjí proud, ne napětí**: 100 mA přes srdce může být smrtelné. Vysoké napětí je nebezpečné, protože může donutit proud téct, ale škodu způsobuje proud.
- **AC vs DC proud**: 60 Hz AC je ~3-5krát nebezpečnější než DC při stejné úrovni. AC způsobuje svalovou křeč. Pro výpočty AC se používá RMS proud.
- **Na tloušťce vodiče záleží**: Tenké vodiče nezvládnou vysoký proud (teplo, riziko požáru). Používejte tabulky průřezů vodičů. 15A vyžaduje minimálně 14 AWG.
- **Nepřekračujte jmenovité hodnoty**: Součástky mají maximální jmenovité proudy. LED diody se spálí, vodiče se roztaví, pojistky se přepálí, tranzistory selžou. Vždy zkontrolujte datový list.
- **Sériový proud je stejný**: V sériovém obvodu je proud všude stejný. V paralelním se proudy sčítají v uzlech (Kirchhoff).
- **Zkraty**: Nulový odpor = nekonečný proud (teoreticky). Ve skutečnosti: omezený zdrojem, způsobuje poškození/požár. Vždy chraňte obvody.
Fascinující Fakta o Proudu
Vaše Tělo Vede ~100 µA
Když stojíte na zemi, vaše tělo neustále má ~100 µA svodového proudu do země. Z EM polí, statických nábojů, rádiových vln. Zcela bezpečné a normální. Jsme elektrické bytosti!
Blesk je 20,000-200,000 Ampérů
Průměrný blesk: 20-30 kA (20,000 A). Špička může dosáhnout 200 kA. Ale trvání je <1 milisekundy. Celkový náboj: jen ~15 coulombů. Vysoký proud, krátký čas = přežitelný (někdy).
Lidský Práh Bolesti: 1 mA
1 mA 60 Hz AC: pocit mravenčení. 10 mA: ztráta svalové kontroly. 100 mA: fibrilace komor (smrtelná). 1 A: těžké popáleniny, zástava srdce. Na dráze proudu záleží—přes srdce je to nejhorší.
Supravodiče: Nekonečný Proud?
Nulový odpor = nekonečný proud? Ne tak docela. Supravodiče mají 'kritický proud'—překročte ho a supravodivost se zhroutí. Fúzní reaktor ITER: 68 kA v supravodivých cívkách. Žádné teplo, žádné ztráty!
Proud LED je Kritický
LED diody jsou řízeny proudem, ne napětím. Stejné napětí, jiný proud = jiný jas. Příliš mnoho proudu? LED okamžitě zemře. Vždy používejte omezovací rezistor nebo ovladač s konstantním proudem.
Elektromagnetická Děla Potřebují Megaampéry
Elektromagnetická děla: 1-3 MA (miliony ampérů) po dobu mikrosekund. Lorentzova síla zrychluje projektil na Mach 7+. Vyžaduje masivní kondenzátorové banky. Budoucí námořní zbraň.
Historický Vývoj
1800
Volta vynalézá baterii. První zdroj nepřetržitého elektrického proudu. Umožňuje rané elektrické experimenty.
1820
Ørsted objevuje, že proud vytváří magnetické pole. Spojuje elektřinu a magnetismus. Základ elektromagnetismu.
1826
Ohm publikuje V = IR. Ohmův zákon popisuje vztah mezi napětím, proudem a odporem. Původně odmítnut, nyní základní.
1831
Faraday objevuje elektromagnetickou indukci. Měnící se magnetické pole vytváří proud. Umožňuje generátory a transformátory.
1881
První mezinárodní elektrický kongres definuje ampér jako 'praktickou jednotku' proudu.
1893
Teslův AC systém vyhrává 'Válku proudů' na Světové výstavě. AC proud lze transformovat, DC ne (tehdy).
1948
CGPM definuje ampér: 'konstantní proud, který mezi paralelními vodiči vytváří sílu 2×10⁻⁷ N/m.'
2019
Redefinice SI: ampér je nyní definován z elementárního náboje (e). 1 A = (e/1.602×10⁻¹⁹) elektronů za sekundu. Definitoricky přesné.
Profesionální Tipy
- **Rychle z mA na A**: Vydělte 1000. 250 mA = 0.25 A.
- **Proud se v paralelním obvodu sčítá**: Dvě větve po 5A = celkem 10A. Sériově: stejný proud všude.
- **Zkontrolujte průřez vodiče**: 15A vyžaduje minimálně 14 AWG. 20A vyžaduje 12 AWG. Neriskujte požár.
- **Měřte proud v sérii**: Ampérmetr se zapojuje DO cesty proudu (přerušuje obvod). Voltmetr se zapojuje PŘES (paralelně).
- **AC RMS vs. špičková hodnota**: 120V AC RMS → 170V špičková. Proud je stejný: RMS pro výpočty.
- **Ochrana pojistkou**: Jmenovitá hodnota pojistky by měla být 125 % normálního proudu. Chrání proti zkratům.
- **Automatická vědecká notace**: Hodnoty < 1 µA nebo > 1 GA se pro čitelnost zobrazují ve vědecké notaci.
Kompletní Reference Jednotek
Jednotky SI
| Název Jednotky | Symbol | Ekvivalent v Ampérech | Poznámky k Použití |
|---|---|---|---|
| ampér | A | 1 A (base) | Základní jednotka SI; 1 A = 1 C/s = 1 W/V (přesně). |
| megaampér | MA | 1.0 MA | Blesky (~20-30 kA), elektromagnetická děla, extrémní průmyslové systémy. |
| kiloampér | kA | 1.0 kA | Svařování (100-400 A), velké motory, průmyslové energetické systémy. |
| miliampér | mA | 1.0000 mA | LED diody (20 mA), obvody s nízkou spotřebou, proudy senzorů. |
| mikroampér | µA | 1.0000 µA | Biologické signály, přesné přístroje, únik baterie. |
| nanoampér | nA | 1.000e-9 A | Nervové impulsy, iontové kanály, zařízení s ultranízkou spotřebou. |
| pikoampér | pA | 1.000e-12 A | Měření jednotlivých molekul, tunelovací mikroskopie. |
| femtoampér | fA | 1.000e-15 A | Studie iontových kanálů, molekulární elektronika, kvantová zařízení. |
| attoampér | aA | 1.000e-18 A | Tunelování jednoho elektronu, teoretický kvantový limit. |
Běžné jednotky
| Název Jednotky | Symbol | Ekvivalent v Ampérech | Poznámky k Použití |
|---|---|---|---|
| coulomb za sekundu | C/s | 1 A (base) | Ekvivalent ampéru: 1 A = 1 C/s. Ukazuje definici toku náboje. |
| watt na volt | W/V | 1 A (base) | Ekvivalent ampéru: 1 A = 1 W/V z P = VI. Vztah výkonu. |
Zastaralé a vědecké
| Název Jednotky | Symbol | Ekvivalent v Ampérech | Poznámky k Použití |
|---|---|---|---|
| abampér (EMU) | abA | 10.0 A | Jednotka CGS-EMU = 10 A. Zastaralá elektromagnetická jednotka. |
| statampér (ESU) | statA | 3.336e-10 A | Jednotka CGS-ESU ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A. Zastaralá elektrostatická jednotka. |
| biot | Bi | 10.0 A | Alternativní název pro abamper = 10 A. Elektromagnetická jednotka CGS. |
Často Kladené Otázky
Jaký je rozdíl mezi proudem a napětím?
Napětí je elektrický tlak (jako tlak vody). Proud je rychlost toku (jako průtok vody). Vysoké napětí neznamená vysoký proud. Můžete mít 10,000V s 1 mA (statický výboj) nebo 12V se 100 A (startér automobilu). Napětí tlačí, proud teče.
Co je nebezpečnější: napětí nebo proud?
Zabíjí proud, ne napětí. 100 mA přes vaše srdce může být smrtelné. Ale vysoké napětí může donutit proud projít vaším tělem (V = IR). Proto je vysoké napětí nebezpečné—překonává odpor vašeho těla. Proud je zabiják, napětí je ten, kdo to umožňuje.
Proč se střídavý proud cítí jinak než stejnosměrný?
60 Hz AC způsobuje svalové kontrakce na frekvenci elektrické sítě. Nemůžete se pustit (svalová křeč). DC způsobuje jediný úder. AC je 3-5krát nebezpečnější při stejné úrovni proudu. Také: hodnota AC RMS = efektivní DC ekvivalent (120V AC RMS ≈ 170V špičková).
Kolik proudu spotřebuje typická domácnost?
Celý dům: 100-200 A rozvodná deska. Jedna zásuvka: 15 A obvod. Žárovka: 0.5 A. Mikrovlnka: 10-15 A. Klimatizace: 15-30 A. Nabíječka elektromobilu: 30-80 A. Celková spotřeba se liší, ale deska omezuje maximum.
Může existovat proud bez napětí?
V supravodičích ano! Nulový odpor znamená, že proud teče s nulovým napětím (V = IR = 0). Trvalý proud může téct navždy. V normálních vodičích ne—potřebujete napětí, aby tlačilo proud. Úbytek napětí = proud × odpor.
Proč je USB omezeno na 0.5-5 A?
USB kabel je tenký (vysoký odpor). Příliš mnoho proudu = nadměrné zahřívání. USB 2.0: 0.5 A (2.5W). USB 3.0: 0.9 A. USB-C PD: až 5 A (100W). Silnější vodiče, lepší chlazení a aktivní vyjednávání umožňují bezpečně vyšší proudy.
Kompletní Adresář Nástrojů
Všech 71 nástrojů dostupných na UNITS