Elektrivoolu muundur
Elektrivool — Neuronitest Välguni
Õppige selgeks elektrivoolu ühikud elektroonikas, elektrisüsteemides ja füüsikas. Mikroamperitest megaamperiteni, mõistke voolu liikumist üle 30 suurusjärgu — alates üksiku elektroni tunneldumisest kuni välgulöökideni. Avastage ampri 2019. aasta kvant-ümberdefineerimine ja reaalse maailma rakendused.
Elektrivoolu Alused
Mis on Vool?
Elektrivool on laengu voolamine, nagu vesi voolab torus. Suurem vool = rohkem laengut sekundis. Mõõdetakse amprites (A). Suund: positiivsest negatiivsesse (kokkuleppeline) või elektronide vool (negatiivsest positiivsesse).
- 1 amper = 1 kulon sekundis (1 A = 1 C/s)
- Vool on voolukiirus, mitte kogus
- Alalisvool (DC): pidev suund (patareid)
- Vahelduvvool (AC): vahelduv suund (seinakontakt)
Vool vs. Pinge vs. Laeng
Laeng (Q) = elektri kogus (kulonid). Vool (I) = laengu voolukiirus (amprid). Pinge (V) = laengut lükkav rõhk. Võimsus (P) = V × I (vatid). Kõik on seotud, kuid erinevad!
- Laeng Q = kogus (kulonid)
- Vool I = voolukiirus (amprid = C/s)
- Pinge V = elektriline rõhk (voltid)
- Vool liigub KÕRGELT madalale pingele
Kokkuleppeline vs. Elektronide Vool
Kokkuleppeline vool: positiivsest negatiivsesse (ajalooline). Elektronide vool: negatiivsest positiivsesse (tegelik). Mõlemad toimivad! Elektronid tegelikult liiguvad, kuid me kasutame kokkuleppelist suunda. See ei mõjuta arvutusi.
- Kokkuleppeline: + kuni - (standard diagrammidel)
- Elektronide vool: - kuni + (füüsiline reaalsus)
- Mõlemad annavad samad vastused
- Kasuta ahela analüüsiks kokkuleppelist suunda
- Vool = laengu voolukiirus (1 A = 1 C/s)
- Pinge põhjustab voolu liikumist (nagu rõhk)
- Suurem vool = rohkem laengut sekundis
- Võimsus = pinge × vool (P = VI)
Voolu Mõõtmise Ajalooline Areng
Varased Elektrilised Avastused (1600-1830)
Enne voolu mõistmist laengu liikumisena uurisid teadlased staatilist elektrit ja salapäraseid 'elektrilisi vedelikke'. Patarei revolutsioon võimaldas esmakordselt pidevat voolu.
- 1600: William Gilbert eristab elektrit magnetismist, loob termini 'elektriline'
- 1745: Leiutatakse Leideni purk — esimene kondensaator, mis salvestab staatilist laengut
- 1800: Alessandro Volta leiutab Volta samba — esimese patarei, esimese pideva vooluallika
- 1820: Hans Christian Ørsted avastab, et vool tekitab magnetvälja — seob elektri ja magnetismi
- 1826: Georg Ohm avaldab V = IR — esimese matemaatilise seose voolu kohta
- 1831: Michael Faraday avastab elektromagnetilise induktsiooni — muutuvad väljad tekitavad voolu
Ampri Definitsiooni Areng (1881-2019)
Ampri definitsioon arenes praktilistest kompromissidest fundamentaalsete konstantideni, peegeldades meie süvenevat arusaama elektromagnetismist ja kvantfüüsikast.
- 1881: Esimene Rahvusvaheline Elektrikongress defineerib 'praktilise ampri' kaubanduslikuks kasutamiseks
- 1893: Chicago maailmanäitus — standardiseerib ampri vahelduv- ja alalisvoolu mõõtmiseks
- 1948: CGPM defineerib ampri paralleelsete juhtmete vahelise jõu kaudu: 2×10⁻⁷ N/m jõud 1 meetri kaugusel
- Probleem: Nõudis täiuslikult paralleelseid juhtmeid, mida oli praktikas raske saavutada
- 1990. aastad: Kvant-Halli efekt ja Josephsoni siirded võimaldavad täpsemaid mõõtmisi
- 2018: CGPM hääletab ampri ümberdefineerimiseks elementaarlaengu põhjal
2019. Aasta Kvantrevolutsioon — Elementaarlaengu Definitsioon
20. mail 2019 defineeriti amper ümber elementaarlaengu (e) alusel, muutes selle reprodutseeritavaks kõikjal, kus on olemas vastav kvantseade. See lõpetas 71 aastat kestnud jõul põhineva definitsiooni.
- Uus definitsioon: 1 A = (e / 1.602176634×10⁻¹⁹) elektroni sekundis
- Elementaarlaeng e on nüüd definitsiooni järgi täpne (ilma määramatuseta)
- 1 amper = 6.241509074×10¹⁸ elementaarlaengu vool sekundis
- Kvantvoolu standardid: Ühe elektroni tunneldusseadmed loevad üksikuid elektrone
- Josephsoni siirded: Genereerivad täpseid vahelduvvoole fundamentaalsetest konstantidest
- Tulemus: Iga kvantseadmega labor saab ampri iseseisvalt realiseerida
2019. aasta ümberdefineerimine esindab 138 aastat arengut praktilistest kompromissidest kvanttäpsuseni, võimaldades järgmise põlvkonna elektroonikat ja mõõteteadust.
- Nanotehnoloogia: Elektronide voolu täpne kontroll kvantarvutites, ühe elektroni transistorides
- Metroloogia: Riiklikud laborid saavad ampri iseseisvalt realiseerida ilma etalonideta
- Elektroonika: Paremad kalibreerimisstandardid pooljuhtide, andurite, elektrisüsteemide jaoks
- Meditsiin: Täpsemad mõõtmised implantaatide, aju-arvuti liideste, diagnostikaseadmete jaoks
- Fundamentaalfüüsika: Kõik SI-ühikud on nüüd defineeritud looduslike konstantide kaudu — ilma inimtekkeliste etalonideta
Meelespead ja Kiired Teisendustrikid
Lihtne Peastarvutamine
- 1000 astme reegel: Iga SI-eesliide = ×1000 või ÷1000 (kA → A → mA → µA → nA)
- Lühend mA-st A-ks: Jaga 1000-ga → 250 mA = 0.25 A (liiguta koma 3 kohta vasakule)
- Lühend A-st mA-ks: Korruta 1000-ga → 1.5 A = 1500 mA (liiguta koma 3 kohta paremale)
- Vool võimsusest: I = P / V → 60W pirn 120V juures = 0.5 A
- Ohmi seaduse trikk: I = V / R → 12V ÷ 4Ω = 3 A (pinge jagatud takistusega)
- Identsusmuundused: 1 A = 1 C/s = 1 W/V (kõik täpselt samaväärsed)
Kriitilised Ohutuse Meelespead
Tapab vool, mitte pinge. Need ohutusläved võivad päästa su elu — õpi need pähe.
- 1 mA (60 Hz AC): Surin, tajumise lävi
- 5 mA: Maksimaalne 'ohutu' vool, läheneb võimetus lahti lasta
- 10-20 mA: Lihaskontrolli kaotus, võimetus lahti lasta (püsiv haare)
- 50 mA: Tugev valu, võimalik hingamisseiskus
- 100-200 mA: Vatsakeste virvendus (süda seiskub), tavaliselt surmav
- 1-5 A: Püsiv virvendus, rasked põletushaavad, südameseiskus
- Pea meeles: Vahelduvvool on sama voolutugevuse juures 3-5 korda ohtlikum kui alalisvool
Praktilised Ahelavalemid
- Ohmi seadus: I = V / R (leia vool pinge ja takistuse järgi)
- Võimsuse valem: I = P / V (leia vool võimsuse ja pinge järgi)
- Jadaühendus: Sama vool igal pool (I₁ = I₂ = I₃)
- Rööpühendus: Voolud liituvad sõlmedes (I_kogu = I₁ + I₂ + I₃)
- LED-i voolu piiramine: R = (V_toide - V_LED) / I_LED
- Juhtme ristlõike reegel: 15A vajab vähemalt 14 AWG, 20A vajab vähemalt 12 AWG
- Voolu ja pinge segi ajamine: Pinge on rõhk, vool on voolukiirus — erinevad mõisted!
- Juhtme nimiväärtuste ületamine: Õhukesed juhtmed kuumenevad üle, sulatavad isolatsiooni, põhjustavad tulekahjusid — kontrolli AWG tabeleid
- Voolu vale mõõtmine: Ampermeeter ühendatakse JADAMISI (katkestab ahela), voltmeeter ühendatakse RISTI (paralleelselt)
- Vahelduvvoolu RMS vs. tipuväärtuse ignoreerimine: 120V AC RMS ≠ 120V tipp (tegelikult 170V). Kasuta arvutusteks RMS-i
- Lühised: Nulltakistus = teoreetiliselt lõpmatu vool = tulekahju/plahvatus/kahju
- Eeldus, et LED-i pinge määrab voolu: LED-id vajavad voolu piiravaid takisteid või konstantse voolu draivereid
Voolu Skaala: Üksikutest Elektronidest Välguni
| Skaala / Vool | Tüüpilised Ühikud | Levinud Rakendused | Reaalse Maailma Näited |
|---|---|---|---|
| 0.16 aA | Attoamper (aA) | Ühe elektroni tunneldumine, teoreetiline kvantpiir | 1 elektron sekundis ≈ 0.16 aA |
| 1-10 pA | Pikoamper (pA) | Ioonkanalid, tunnelmikroskoopia, molekulaarelektroonika | Bioloogiliste membraanide ioonkanalite voolud |
| ~10 nA | Nanoamper (nA) | Närviimpulsid, ülimadala energiatarbega andurid, aku leke | Aktsioonipotentsiaali tipp neuronites |
| 10-100 µA | Mikroamper (µA) | Kella patareid, täppisinstrumendid, bioloogilised signaalid | Tüüpiline kella voolutarve |
| 2-20 mA | Milliamper (mA) | LED-id, andurid, madala võimsusega vooluringid, Arduino projektid | Standardne LED-indikaator (20 mA) |
| 0.5-5 A | Amper (A) | Tarbeelektroonika, USB-laadimine, kodumasinad | USB-C kiirlaadimine (3 A), sülearvuti toide (4 A) |
| 15-30 A | Amper (A) | Majapidamise vooluringid, suured kodumasinad, elektrisõidukite laadimine | Standardne kaitselüliti (15 A), EV 2. taseme laadija (32 A) |
| 100-400 A | Amper (A) | Kaarkeevitus, auto starterid, tööstuslikud mootorid | Käsikaarkeevitus (100-400 A), auto startermootor (200-400 A) |
| 1-100 kA | Kiloamper (kA) | Välgulöögid, punktkeevitus, suured mootorid, raudteesüsteemid | Keskmine välgulöök (20-30 kA), punktkeevituse impulsid |
| 1-3 MA | Megaamper (MA) | Elektromagnetilised relsskahurid, termotuumareaktorid, ekstreemne füüsika | Relsskahuri mürsu kiirendus (1-3 MA mikrosekundite jooksul) |
Ühikusüsteemide Selgitus
SI-ühikud — Amper
Amper (A) on SI põhiühik voolu jaoks. Üks seitsmest fundamentaalsest SI-ühikust. Alates 2019. aastast defineeritud elementaarlaengu kaudu. Eesliited atto-st mega-ni katavad kõik vahemikud.
- 1 A = 1 C/s (täpne definitsioon)
- kA suure võimsuse jaoks (keevitamine, välgud)
- mA, µA elektroonika, andurite jaoks
- fA, aA kvant-, ühe elektroni seadmete jaoks
Definitsiooniühikud
C/s ja W/V on definitsiooni järgi samaväärsed amperiga. C/s näitab laengu voolu. W/V näitab voolu võimsuse/pinge kaudu. Kõik kolm on identsed.
- 1 A = 1 C/s (definitsioon)
- 1 A = 1 W/V (valemist P = VI)
- Kõik kolm on identsed
- Erinevad vaated voolule
Vanad CGS-ühikud
Abamper (EMU) ja statamper (ESU) vanast CGS-süsteemist. Biot = abamper. Tänapäeval haruldased, kuid esinevad vanades füüsikatekstides. 1 abA = 10 A; 1 statA ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A.
- 1 abamper = 10 A (EMU)
- 1 biot = 10 A (sama mis abamper)
- 1 statamper ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A (ESU)
- Aegunud; SI amper on standard
Voolu Füüsika
Ohmi Seadus
I = V / R (vool = pinge ÷ takistus). Teades pinget ja takistust, leiad voolu. Kogu ahela analüüsi alus. Lineaarne takistite puhul.
- I = V / R (vool pingest)
- V = I × R (pinge voolust)
- R = V / I (takistus mõõtmistest)
- Võimsuse hajumine: P = I²R
Kirchhoffi Vooluseadus
Igas sõlmes on sissevoolav vool võrdne väljavoolava vooluga. Σ I = 0 (voolude summa = null). Laeng on jääv. Oluline paralleelahelate analüüsimiseks.
- ΣI = 0 igas sõlmes
- Sissevoolav vool = väljavoolav vool
- Laengu jäävus
- Kasutatakse keeruliste ahelate lahendamiseks
Mikroskoopiline Pilt
Vool = laengukandjate triivikiirus. Metallides: elektronid liiguvad aeglaselt (~mm/s), kuid signaal levib valguse kiirusega. Kandjate arv × kiirus = vool.
- I = n × q × v × A (mikroskoopiline)
- n = kandjate tihedus, v = triivikiirus
- Elektronid liiguvad aeglaselt, signaal on kiire
- Pooljuhtides: elektronid + augud
Voolu Võrdlusväärtused
| Kontekst | Vool | Märkused |
|---|---|---|
| Üksik elektron | ~0.16 aA | 1 elektron sekundis |
| Ioonkanal | ~1-10 pA | Bioloogiline membraan |
| Närviimpulss | ~10 nA | Aktsioonipotentsiaali tipp |
| LED-indikaator | 2-20 mA | Madala võimsusega LED |
| USB 2.0 | 0.5 A | Standardne USB-toide |
| Telefoni laadimine | 1-3 A | Tüüpiline kiirlaadimine |
| Majapidamise vooluring | 15 A | Standardne kaitselüliti (USA) |
| Elektriauto laadimine | 32-80 A | 2. taseme kodulaadija |
| Kaarkeevitus | 100-400 A | Tüüpiline käsikaarkeevitus |
| Auto startermootor | 100-400 A | Käivitamise tippvool |
| Välgulöök | 20-30 kA | Keskmine löök |
| Punktkeevitus | 1-100 kA | Lühike impulss |
| Teoreetiline maksimum | >1 MA | Relsskahurid, ekstreemne füüsika |
Levinud Voolutasemed
| Seade / Kontekst | Tüüpiline Vool | Pinge | Võimsus |
|---|---|---|---|
| Kella patarei | 10-50 µA | 3V | ~0.1 mW |
| LED-indikaator | 10-20 mA | 2V | 20-40 mW |
| Arduino/MCU | 20-100 mA | 5V | 0.1-0.5 W |
| USB hiir/klaviatuur | 50-100 mA | 5V | 0.25-0.5 W |
| Telefoni laadimine (aeglane) | 1 A | 5V | 5 W |
| Telefoni laadimine (kiire) | 3 A | 9V | 27 W |
| Sülearvuti | 3-5 A | 19V | 60-100 W |
| Lauaarvuti | 5-10 A | 12V | 60-120 W |
| Mikrolaineahi | 10-15 A | 120V | 1200-1800 W |
| Elektriauto laadimine | 32 A | 240V | 7.7 kW |
Reaalse Maailma Rakendused
Tarbeelektroonika
USB: 0.5-3 A (standard- kuni kiirlaadimine). Telefoni laadimine: 1-3 A tüüpiline. Sülearvuti: 3-5 A. LED: 20 mA tüüpiline. Enamik seadmeid kasutab mA kuni A vahemikku.
- USB 2.0: 0.5 A max
- USB 3.0: 0.9 A max
- USB-C PD: kuni 5 A (100W @ 20V)
- Telefoni kiirlaadimine: 2-3 A tüüpiline
Majapidamine ja Elekter
Majapidamise vooluringid: 15-20 A kaitselülitid (USA). Lambipirn: 0.5-1 A. Mikrolaineahi: 10-15 A. Konditsioneer: 15-30 A. Elektriauto laadimine: 30-80 A (2. tase).
- Standardne pistikupesa: 15 A vooluring
- Suured kodumasinad: 20-50 A
- Elektriauto: 30-80 A (2. tase)
- Terve maja: 100-200 A teenus
Tööstuslik ja Ekstreemne
Keevitamine: 100-400 A (käsitsi), 1000+ A (punkt). Välgulöök: 20-30 kA keskmiselt, 200 kA tipp. Relsskahurid: megaamprid. Ülijuhtivad magnetid: 10+ kA püsivalt.
- Kaarkeevitus: 100-400 A
- Punktkeevitus: 1-100 kA impulsid
- Välgulöök: 20-30 kA tüüpiline
- Eksperimentaalne: MA vahemik (relsskahurid)
Kiire Teisendusmatemaatika
SI-eesliidete Kiirteisendused
Iga eesliite samm = ×1000 või ÷1000. kA → A: ×1000. A → mA: ×1000. mA → µA: ×1000.
- kA → A: korruta 1,000-ga
- A → mA: korruta 1,000-ga
- mA → µA: korruta 1,000-ga
- Vastupidi: jaga 1,000-ga
Vool Võimsusest
I = P / V (vool = võimsus ÷ pinge). 60W pirn 120V juures = 0.5 A. 1200W mikrolaineahi 120V juures = 10 A.
- I = P / V (Amprid = Vatid ÷ Voldid)
- 60W ÷ 120V = 0.5 A
- P = V × I (võimsus voolust)
- V = P / I (pinge võimsusest)
Ohmi Seaduse Kiirkontrollid
I = V / R. Teades pinget ja takistust, leiad voolu. 12V üle 4Ω = 3 A. 5V üle 1kΩ = 5 mA.
- I = V / R (Amprid = Voldid ÷ Oomid)
- 12V ÷ 4Ω = 3 A
- 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0.005 A)
- Pea meeles: voolu leidmiseks jaga
Kuidas Teisendused Toimivad
- Samm 1: Teisenda lähteühik → amprid, kasutades toBase tegurit
- Samm 2: Teisenda amprid → sihtühik, kasutades sihtühiku toBase tegurit
- Alternatiiv: Kasuta otsetegurit (kA → A: korruta 1000-ga)
- Mõistlikkuse kontroll: 1 kA = 1000 A, 1 mA = 0.001 A
- Pea meeles: C/s ja W/V on identsed A-ga
Levinud Teisenduste Viited
| Millest | Milleks | Korruta | Näide |
|---|---|---|---|
| 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 (identsus) |
| A | W/V | 1 | 10 A = 10 W/V (identsus) |
| kA | MA | 0.001 | 1000 kA = 1 MA |
| abampere | A | 10 | 1 abA = 10 A |
Kiired Näited
Lahendatud Ülesanded
USB Võimsuse Arvutamine
USB-port annab 5V. Seade tarbib 500 mA. Mis on võimsus?
P = V × I = 5V × 0.5A = 2.5W (standardne USB 2.0)
LED-i Voolu Piiramine
5V toide, LED vajab 20 mA ja 2V. Milline takisti?
Pingelang = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω. Kasuta 150Ω või 180Ω.
Kaitselüliti Mõõtmestamine
Kolm seadet: 5A, 8A, 3A samas vooluringis. Milline kaitselüliti?
Kokku = 5 + 8 + 3 = 16A. Kasuta 20A kaitselülitit (järgmine standardne suurus ülespoole ohutusvaru jaoks).
Levinud Vead, Mida Vältida
- **Tapab vool, mitte pinge**: 100 mA läbi südame võib olla surmav. Kõrge pinge on ohtlik, sest see võib voolu läbi suruda, kuid kahju teeb vool.
- **Vahelduv- vs. alalisvool**: 60 Hz vahelduvvool on sama taseme juures ~3-5 korda ohtlikum kui alalisvool. Vahelduvvool põhjustab lihaste krampi. Vahelduvvoolu arvutustes kasutatakse RMS voolu.
- **Juhtme paksus on oluline**: Õhukesed juhtmed ei talu suurt voolu (kuumus, tuleoht). Kasuta juhtme ristlõike tabeleid. 15A vajab vähemalt 14 AWG.
- **Ära ületa nimiväärtusi**: Komponentidel on maksimaalsed voolu nimiväärtused. LED-id põlevad läbi, juhtmed sulavad, kaitsmed lähevad läbi, transistorid riknevad. Kontrolli alati andmelehte.
- **Jadavool on sama**: Jadaühenduses on vool igal pool identne. Paralleelühenduses liituvad voolud sõlmedes (Kirchhoff).
- **Lühised**: Nulltakistus = lõpmatu vool (teoreetiliselt). Tegelikkuses: piiratud allikaga, põhjustab kahju/tulekahju. Kaitse alati vooluringe.
Põnevad Faktid Voolu Kohta
Sinu Keha Juhib ~100 µA
Maapinnal seistes on su kehal pidevalt ~100 µA lekkevool maasse. See tuleb elektromagnetilistest väljadest, staatilistest laengutest, raadiolainetest. Täiesti ohutu ja normaalne. Me oleme elektrilised olendid!
Välk on 20 000-200 000 Amprit
Keskmine välk: 20-30 kA (20 000 A). Tipp võib ulatuda 200 kA-ni. Kuid kestus on <1 millisekund. Kogu laeng: ainult ~15 kulonit. Suur vool, lühike aeg = ellujäämine võimalik (mõnikord).
Inimese Valulävi: 1 mA
1 mA 60 Hz AC: surin. 10 mA: lihaskontrolli kaotus. 100 mA: vatsakeste virvendus (surmav). 1 A: rasked põletushaavad, südameseiskus. Voolu tee on oluline — läbi südame on kõige hullem.
Ülijuhid: Lõpmatu Vool?
Nulltakistus = lõpmatu vool? Mitte päris. Ülijuhtidel on 'kriitiline vool' — ületa see ja ülijuhtivus kaob. ITER termotuumareaktor: 68 kA ülijuhtivates mähistes. Ei kuumust, ei kadusid!
LED-i Vool on Kriitiline
LED-id on voolujuhitavad, mitte pingejuhitavad. Sama pinge, erinev vool = erinev heledus. Liiga palju voolu? LED sureb kohe. Kasuta alati voolu piiravat takistit või konstantse voolu draiverit.
Relsskahurid Vajavad Megaampreid
Elektromagnetilised relsskahurid: 1-3 MA (miljonit amprit) mikrosekundite jooksul. Lorentzi jõud kiirendab mürsu kiiruseni Mach 7+. Nõuab massiivseid kondensaatoripankasid. Tuleviku mereväerelv.
Ajalooline Areng
1800
Volta leiutab patarei. Esimene pideva elektrivoolu allikas. Võimaldab varaseid elektrilisi katseid.
1820
Oersted avastab, et vool tekitab magnetvälja. Seob elektri ja magnetismi. Elektromagnetismi alus.
1826
Ohm avaldab V = IR. Ohmi seadus kirjeldab seost pinge, voolu ja takistuse vahel. Algselt tagasi lükatud, nüüd fundamentaalne.
1831
Faraday avastab elektromagnetilise induktsiooni. Muutuv magnetväli tekitab voolu. Võimaldab generaatoreid ja trafosid.
1881
Esimene rahvusvaheline elektrikongress defineerib ampri kui 'praktilise vooluühiku'.
1893
Tesla vahelduvvoolusüsteem võidab 'voolude sõja' maailmanäitusel. Vahelduvvoolu saab transformeerida, alalisvoolu mitte (tollal).
1948
CGPM defineerib ampri: 'püsiv vool, mis tekitab 2×10⁻⁷ N/m jõu paralleelsete juhtmete vahel.'
2019
SI ümberdefineerimine: amper on nüüd defineeritud elementaarlaengu (e) kaudu. 1 A = (e/1.602×10⁻¹⁹) elektroni sekundis. Definitsiooni järgi täpne.
Profinipid
- **Kiiresti mA-st A-ks**: Jaga 1000-ga. 250 mA = 0.25 A.
- **Voolud liituvad paralleelselt**: Kaks 5A haru = 10A kokku. Jadamisi: sama vool igal pool.
- **Kontrolli juhtme ristlõiget**: 15A vajab vähemalt 14 AWG. 20A vajab 12 AWG. Ära riski tulekahjuga.
- **Mõõda voolu jadamisi**: Ampermeeter ühendatakse voolu TEELE (katkestab ahela). Voltmeeter ühendatakse RISTI (paralleelselt).
- **Vahelduvvoolu RMS vs. tipp**: 120V AC RMS → 170V tipp. Vool on sama: RMS arvutusteks.
- **Kaitsekaitse**: Kaitsme nimiväärtus peaks olema 125% tavalisest voolust. Kaitseb lühiste eest.
- **Automaatne teaduslik notatsioon**: Väärtused < 1 µA või > 1 GA kuvatakse loetavuse huvides teaduslikus notatsioonis.
Täielik Ühikute Register
SI ühikud
| Ühiku Nimi | Sümbol | Ampri Ekvivalent | Kasutusjuhised |
|---|---|---|---|
| amper | A | 1 A (base) | SI põhiühik; 1 A = 1 C/s = 1 W/V (täpne). |
| megaamper | MA | 1.0 MA | Välgulöögid (~20-30 kA), relsskahurid, ekstreemsed tööstuslikud süsteemid. |
| kiloamper | kA | 1.0 kA | Keevitamine (100-400 A), suured mootorid, tööstuslikud elektrisüsteemid. |
| milliamper | mA | 1.0000 mA | LED-id (20 mA), madala võimsusega vooluringid, andurite voolud. |
| mikroamper | µA | 1.0000 µA | Bioloogilised signaalid, täppisinstrumendid, aku leke. |
| nanoamper | nA | 1.000e-9 A | Närviimpulsid, ioonkanalid, ülimadala energiatarbega seadmed. |
| pikoamper | pA | 1.000e-12 A | Ühe molekuli mõõtmised, tunnelmikroskoopia. |
| femtoamper | fA | 1.000e-15 A | Ioonkanalite uuringud, molekulaarelektroonika, kvantseadmed. |
| atoamper | aA | 1.000e-18 A | Ühe elektroni tunneldumine, teoreetiline kvantpiir. |
Levinud ühikud
| Ühiku Nimi | Sümbol | Ampri Ekvivalent | Kasutusjuhised |
|---|---|---|---|
| kulon sekundis | C/s | 1 A (base) | Samaväärne amperiga: 1 A = 1 C/s. Näitab laengu voolu definitsiooni. |
| vatt voldi kohta | W/V | 1 A (base) | Samaväärne amperiga: 1 A = 1 W/V valemist P = VI. Võimsuse seos. |
Pärand- ja teaduslikud
| Ühiku Nimi | Sümbol | Ampri Ekvivalent | Kasutusjuhised |
|---|---|---|---|
| abamper (EMU) | abA | 10.0 A | CGS-EMU ühik = 10 A. Aegunud elektromagnetiline ühik. |
| statamper (ESU) | statA | 3.336e-10 A | CGS-ESU ühik ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A. Aegunud elektrostaatiline ühik. |
| biot | Bi | 10.0 A | Abamperi alternatiivne nimi = 10 A. CGS elektromagnetiline ühik. |
Korduma Kippuvad Küsimused
Mis on voolu ja pinge vahe?
Pinge on elektriline rõhk (nagu veesurve). Vool on voolukiirus (nagu veevool). Kõrge pinge ei tähenda suurt voolu. Sul võib olla 10 000 V 1 mA-ga (staatiline laeng) või 12 V 100 A-ga (auto starter). Pinge lükkab, vool liigub.
Kumb on ohtlikum: pinge või vool?
Tapab vool, mitte pinge. 100 mA läbi südame võib olla surmav. Kuid kõrge pinge võib voolu läbi su keha suruda (V = IR). Seepärast on kõrge pinge ohtlik — see ületab su keha takistuse. Vool on tapja, pinge on võimaldaja.
Miks tundub vahelduvvool erinev alalisvoolust?
60 Hz vahelduvvool põhjustab elektrivõrgu sagedusel lihaste kokkutõmbeid. Sa ei saa lahti lasta (lihaste lukustumine). Alalisvool põhjustab ühe tõuke. Vahelduvvool on sama voolutugevuse juures 3-5 korda ohtlikum. Samuti: vahelduvvoolu RMS väärtus = efektiivne alalisvoolu ekvivalent (120V AC RMS ≈ 170V tipp).
Kui palju voolu kasutab tüüpiline majapidamine?
Terve maja: 100-200 A peapaneel. Üks pistikupesa: 15 A vooluring. Lambipirn: 0.5 A. Mikrolaineahi: 10-15 A. Konditsioneer: 15-30 A. Elektriauto laadija: 30-80 A. Kogusumma varieerub, kuid paneel piirab maksimumi.
Kas saab olla voolu ilma pingeta?
Ülijuhtides jah! Nulltakistus tähendab, et vool liigub nullpingega (V = IR = 0). Püsiv vool võib voolata igavesti. Tavalistes juhtides mitte — voolu liigutamiseks on vaja pinget. Pingelang = vool × takistus.
Miks on USB piiratud 0.5-5 A-ga?
USB-kaabel on õhuke (suur takistus). Liiga palju voolu = liigne kuumenemine. USB 2.0: 0.5 A (2.5W). USB 3.0: 0.9 A. USB-C PD: kuni 5 A (100W). Paksemad juhtmed, parem jahutus ja aktiivne läbirääkimine võimaldavad ohutult suuremat voolu.
Täielik Tööriistade Kataloog
Kõik 71 tööriista, mis on UNITSis saadaval