Prevodník Elektrického Prúdu
Elektrický Prúd — Od Neurónov po Blesky
Ovládnite jednotky elektrického prúdu v elektronike, energetických systémoch a fyzike. Od mikroampérov po megaampéry, pochopte tok prúdu naprieč 30 rádmi magnitúdy — od tunelovania jedného elektrónu po údery blesku. Preskúmajte kvantovú redefiníciu ampéra z roku 2019 a aplikácie v reálnom svete.
Základy elektrického prúdu
Čo je prúd?
Elektrický prúd je tok náboja, ako voda tečúca potrubím. Vyšší prúd = viac náboja za sekundu. Meria sa v ampéroch (A). Smer: od kladného k zápornému (konvenčný), alebo tok elektrónov (od záporného ku kladnému).
- 1 ampér = 1 coulomb za sekundu (1 A = 1 C/s)
- Prúd je rýchlosť toku, nie množstvo
- Jednosmerný prúd (DC): konštantný smer (batérie)
- Striedavý prúd (AC): striedavý smer (sieťové napájanie)
Prúd vs. napätie vs. náboj
Náboj (Q) = množstvo elektriny (coulomby). Prúd (I) = rýchlosť toku náboja (ampéry). Napätie (V) = tlak, ktorý tlačí náboj. Výkon (P) = V × I (watty). Všetko je prepojené, ale odlišné!
- Náboj Q = množstvo (coulomby)
- Prúd I = rýchlosť toku (ampéry = C/s)
- Napätie V = elektrický tlak (volty)
- Prúd tečie Z vysokého DO nízkeho napätia
Konvenčný vs. elektrónový tok
Konvenčný prúd: od kladného k zápornému (historický). Elektrónový tok: od záporného ku kladnému (skutočný). Oba fungujú! Elektróny sa skutočne pohybujú, ale používame konvenčný smer. Výpočty to neovplyvňuje.
- Konvenčný: + do - (štandard v schémach)
- Elektrónový tok: - do + (fyzikálna realita)
- Oba dávajú rovnaké odpovede
- Pre analýzu obvodov používajte konvenčný smer
- Prúd = rýchlosť toku náboja (1 A = 1 C/s)
- Napätie spôsobuje tok prúdu (ako tlak)
- Vyšší prúd = viac náboja za sekundu
- Výkon = napätie × prúd (P = VI)
Historický vývoj merania prúdu
Rané objavy v oblasti elektriny (1600-1830)
Pred pochopením prúdu ako toku náboja vedci študovali statickú elektrinu a záhadné 'elektrické tekutiny'. Revolúcia batérií po prvýkrát umožnila nepretržitý prúd.
- 1600: William Gilbert rozlišuje elektrinu od magnetizmu, zavádza pojem 'elektrický'
- 1745: Vynájdená leydenská fľaša — prvý kondenzátor, uchováva statický náboj
- 1800: Alessandro Volta vynašiel voltov stĺp — prvá batéria, prvý zdroj nepretržitého prúdu
- 1820: Hans Christian Ørsted objavil, že prúd vytvára magnetické pole — spája elektrinu a magnetizmus
- 1826: Georg Ohm publikoval V = IR — prvý matematický vzťah pre prúd
- 1831: Michael Faraday objavil elektromagnetickú indukciu — meniace sa polia vytvárajú prúd
Vývoj definície ampéra (1881-2019)
Definícia ampéra sa vyvíjala od praktických kompromisov k fundamentálnym konštantám, čo odráža naše prehlbujúce sa chápanie elektromagnetizmu a kvantovej fyziky.
- 1881: Prvý medzinárodný elektrický kongres definuje 'praktický ampér' pre komerčné použitie
- 1893: Svetová výstava v Chicagu — štandardizuje ampér pre merania AC/DC
- 1948: CGPM definuje ampér na základe sily medzi paralelnými vodičmi: sila 2×10⁻⁷ N/m pri vzdialenosti 1 meter
- Problém: Vyžadovalo to dokonale paralelné drôty, čo bolo v praxi ťažké realizovať
- 90. roky: Kvantový Hallov jav a Josephsonove prechody umožňujú presnejšie merania
- 2018: CGPM hlasuje o redefinícii ampéra na základe elementárneho náboja
Kvantová revolúcia 2019 — Definícia elementárneho náboja
20. mája 2019 bol ampér redefinovaný na základe elementárneho náboja (e), čím sa stal reprodukovateľným kdekoľvek s príslušným kvantovým vybavením. Tým sa skončilo 71 rokov definície založenej na sile.
- Nová definícia: 1 A = (e / 1.602176634×10⁻¹⁹) elektrónov za sekundu
- Elementárny náboj e je teraz presný podľa definície (bez neistoty)
- 1 ampér = tok 6,241509074×10¹⁸ elementárnych nábojov za sekundu
- Kvantové štandardy prúdu: Zariadenia na tunelovanie jedného elektrónu počítajú jednotlivé elektróny
- Josephsonove prechody: Generujú presné striedavé prúdy z fundamentálnych konštánt
- Výsledok: Akékoľvek laboratórium s kvantovým vybavením môže realizovať ampér nezávisle
Redefinícia z roku 2019 predstavuje 138 rokov pokroku od praktických kompromisov ku kvantovej presnosti, čo umožňuje elektroniku novej generácie a vedu o meraní.
- Nanotechnológia: Presné riadenie toku elektrónov v kvantových počítačoch, jednoelektrónových tranzistoroch
- Metrológia: Národné laboratóriá môžu realizovať ampér nezávisle bez referenčných artefaktov
- Elektronika: Lepšie kalibračné štandardy pre polovodiče, snímače, energetické systémy
- Medicína: Presnejšie merania pre implantáty, rozhrania mozog-počítač, diagnostické zariadenia
- Fundamentálna fyzika: Všetky jednotky SI sú teraz definované na základe prírodných konštánt — bez ľudských artefaktov
Pamäťové pomôcky a rýchle triky na konverziu
Jednoduchá mentálna matematika
- Pravidlo mocniny 1000: Každá predpona SI = ×1000 alebo ÷1000 (kA → A → mA → µA → nA)
- Skratka z mA na A: Vydeliť 1000 → 250 mA = 0,25 A (posunúť desatinnú čiarku o 3 miesta doľava)
- Skratka z A na mA: Vynásobiť 1000 → 1,5 A = 1500 mA (posunúť desatinnú čiarku o 3 miesta doprava)
- Prúd z výkonu: I = P / V → 60W žiarovka pri 120V = 0,5 A
- Trik Ohmovho zákona: I = V / R → 12V ÷ 4Ω = 3 A (napätie delené odporom)
- Identitné konverzie: 1 A = 1 C/s = 1 W/V (všetky sú presne ekvivalentné)
Kritické bezpečnostné pamäťové pomôcky
Prúd zabíja, nie napätie. Tieto bezpečnostné prahové hodnoty vám môžu zachrániť život — zapamätajte si ich.
- 1 mA (60 Hz AC): Pocit mravčenia, prah vnímania
- 5 mA: Maximálny 'bezpečný' prúd, blíži sa prah nemožnosti pustiť
- 10-20 mA: Strata kontroly nad svalmi, nemožnosť pustiť (trvalý stisk)
- 50 mA: Silná bolesť, možné zastavenie dýchania
- 100-200 mA: Fibrilácia komôr (zastavenie srdca), zvyčajne smrteľná
- 1-5 A: Trvalá fibrilácia, vážne popáleniny, zástava srdca
- Pamätajte si: Striedavý prúd (AC) je 3-5× nebezpečnejší ako jednosmerný prúd (DC) pri rovnakej úrovni prúdu
Praktické vzorce pre obvody
- Ohmov zákon: I = V / R (nájdite prúd z napätia a odporu)
- Vzorec výkonu: I = P / V (nájdite prúd z výkonu a napätia)
- Sériové obvody: Rovnaký prúd všade (I₁ = I₂ = I₃)
- Paralelné obvody: Prúdy sa sčítavajú v uzloch (I_celkový = I₁ + I₂ + I₃)
- Obmedzenie prúdu pre LED: R = (V_napájanie - V_LED) / I_LED
- Pravidlo prierezu vodiča: 15A potrebuje 14 AWG, 20A potrebuje minimálne 12 AWG
- Zamenie prúdu s napätím: Napätie je tlak, prúd je rýchlosť toku — odlišné pojmy!
- Prekročenie menovitých hodnôt vodiča: Tenké vodiče sa prehrievajú, topia izoláciu, spôsobujú požiare — skontrolujte tabuľky AWG
- Nesprávne meranie prúdu: Ampérmeter sa zapája do série (prerušuje obvod), voltmeter sa zapája paralelne (naprieč)
- Ignorovanie rozdielu medzi RMS a špičkovou hodnotou striedavého prúdu: 120V AC RMS ≠ 120V špičková hodnota (v skutočnosti 170V). Pre výpočty používajte RMS
- Krátke spojenia: Nulový odpor = teoreticky nekonečný prúd = požiar/explózia/poškodenie
- Predpoklad, že napätie LED určuje prúd: LED diódy potrebujú rezistory na obmedzenie prúdu alebo ovládače s konštantným prúdom
Škála prúdu: Od jednotlivých elektrónov po blesky
| Škála / Prúd | Reprezentatívne jednotky | Bežné aplikácie | Príklady z reálneho sveta |
|---|---|---|---|
| 0,16 aA | Attoampér (aA) | Tunelovanie jedného elektrónu, teoretický kvantový limit | 1 elektrón za sekundu ≈ 0,16 aA |
| 1-10 pA | Pikoampér (pA) | Iónové kanály, tunelovacia mikroskopia, molekulárna elektronika | Prúdy iónových kanálov biologickej membrány |
| ~10 nA | Nanoampér (nA) | Nervové impulzy, senzory s ultranízkou spotrebou, únik batérie | Vrchol akčného potenciálu v neurónoch |
| 10-100 µA | Mikroampér (µA) | Batérie do hodiniek, presné prístroje, biologické signály | Typický odber prúdu hodinkami |
| 2-20 mA | Miliampér (mA) | LED diódy, senzory, obvody s nízkym výkonom, projekty Arduino | Štandardný LED indikátor (20 mA) |
| 0,5-5 A | Ampér (A) | Spotrebná elektronika, nabíjanie cez USB, domáce spotrebiče | Rýchle nabíjanie USB-C (3 A), napájanie notebooku (4 A) |
| 15-30 A | Ampér (A) | Domáce obvody, veľké spotrebiče, nabíjanie elektrických vozidiel | Štandardný istič (15 A), nabíjačka pre EV úrovne 2 (32 A) |
| 100-400 A | Ampér (A) | Oblúkové zváranie, štartéry áut, priemyselné motory | Zváranie tyčou (100-400 A), štartovací motor auta (200-400 A) |
| 1-100 kA | Kiloampér (kA) | Blesky, bodové zváranie, veľké motory, železničné systémy | Priemerný úder blesku (20-30 kA), impulzy bodového zvárania |
| 1-3 MA | Megaampér (MA) | Elektromagnetické koľajnicové delá, fúzne reaktory, extrémna fyzika | Zrýchlenie projektilu koľajnicového dela (1-3 MA počas mikrosekúnd) |
Vysvetlenie systémov jednotiek
Jednotky SI — Ampér
Ampér (A) je základná jednotka SI pre prúd. Jedna zo siedmich základných jednotiek SI. Od roku 2019 je definovaná na základe elementárneho náboja. Predpony od atto po mega pokrývajú všetky rozsahy.
- 1 A = 1 C/s (presná definícia)
- kA pre vysoký výkon (zváranie, blesky)
- mA, µA pre elektroniku, snímače
- fA, aA pre kvantové, jednoelektrónové zariadenia
Definičné jednotky
C/s a W/V sú podľa definície ekvivalentné ampéru. C/s ukazuje tok náboja. W/V ukazuje prúd z výkonu/napätia. Všetky tri sú identické.
- 1 A = 1 C/s (definícia)
- 1 A = 1 W/V (z P = VI)
- Všetky tri sú identické
- Rôzne pohľady na prúd
Staršie jednotky CGS
Abampér (EMU) a statampér (ESU) zo starého systému CGS. Biot = abampér. Dnes sú zriedkavé, ale objavujú sa v starých fyzikálnych textoch. 1 abA = 10 A; 1 statA ≈ 3,34×10⁻¹⁰ A.
- 1 abampér = 10 A (EMU)
- 1 biot = 10 A (rovnako ako abampér)
- 1 statampér ≈ 3,34×10⁻¹⁰ A (ESU)
- Zastarané; ampér SI je štandard
Fyzika prúdu
Ohmov zákon
I = V / R (prúd = napätie ÷ odpor). Poznáte napätie a odpor, nájdete prúd. Základ všetkých analýz obvodov. Lineárny pre rezistory.
- I = V / R (prúd z napätia)
- V = I × R (napätie z prúdu)
- R = V / I (odpor z meraní)
- Rozptyl výkonu: P = I²R
Kirchhoffov zákon prúdu
V akomkoľvek uzle sa prúd vchádzajúci rovná prúdu vychádzajúcemu. Σ I = 0 (súčet prúdov = nula). Náboj sa zachováva. Nevyhnutný pre analýzu paralelných obvodov.
- ΣI = 0 v akomkoľvek uzle
- Prúd vchádzajúci = prúd vychádzajúci
- Zachovanie náboja
- Používa sa na riešenie zložitých obvodov
Mikroskopický obraz
Prúd = driftová rýchlosť nosičov náboja. V kovoch: elektróny sa pohybujú pomaly (~mm/s), ale signál sa šíri rýchlosťou svetla. Počet nosičov × rýchlosť = prúd.
- I = n × q × v × A (mikroskopický)
- n = hustota nosičov, v = driftová rýchlosť
- Elektróny sa pohybujú pomaly, signál je rýchly
- V polovodičoch: elektróny + diery
Referenčné hodnoty prúdu
| Kontext | Prúd | Poznámky |
|---|---|---|
| Jeden elektrón | ~0,16 aA | 1 elektrón za sekundu |
| Iónový kanál | ~1-10 pA | Biologická membrána |
| Nervový impulz | ~10 nA | Vrchol akčného potenciálu |
| LED indikátor | 2-20 mA | LED s nízkym výkonom |
| USB 2.0 | 0,5 A | Štandardné napájanie USB |
| Nabíjanie telefónu | 1-3 A | Typické rýchle nabíjanie |
| Domáci obvod | 15 A | Štandardný istič (USA) |
| Nabíjanie elektrického auta | 32-80 A | Domáca nabíjačka úrovne 2 |
| Oblúkové zváranie | 100-400 A | Typické tyčové zváranie |
| Štartovací motor auta | 100-400 A | Špičkový štartovací prúd |
| Úder blesku | 20-30 kA | Priemerný blesk |
| Bodové zváranie | 1-100 kA | Krátky impulz |
| Teoretické maximum | >1 MA | Koľajnicové delá, extrémna fyzika |
Bežné úrovne prúdu
| Zariadenie / Kontext | Typický prúd | Napätie | Výkon |
|---|---|---|---|
| Batéria do hodiniek | 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/klávesnica | 50-100 mA | 5V | 0,25-0,5 W |
| Nabíjanie telefónu (pomalé) | 1 A | 5V | 5 W |
| Nabíjanie telefónu (rýchle) | 3 A | 9V | 27 W |
| Notebook | 3-5 A | 19V | 60-100 W |
| Stolný počítač | 5-10 A | 12V | 60-120 W |
| Mikrovlnná rúra | 10-15 A | 120V | 1200-1800 W |
| Nabíjanie elektrického auta | 32 A | 240V | 7,7 kW |
Aplikácie v reálnom svete
Spotrebná elektronika
USB: 0,5-3 A (štandardné až rýchle nabíjanie). Nabíjanie telefónu: typicky 1-3 A. Notebook: 3-5 A. LED: typicky 20 mA. Väčšina zariadení používa rozsah od mA do A.
- USB 2.0: max 0,5 A
- USB 3.0: max 0,9 A
- USB-C PD: až 5 A (100W @ 20V)
- Rýchle nabíjanie telefónu: typicky 2-3 A
Domácnosť a energetika
Domáce obvody: 15-20 A ističe (USA). Žiarovka: 0,5-1 A. Mikrovlnná rúra: 10-15 A. Klimatizácia: 15-30 A. Nabíjanie elektrického auta: 30-80 A (úroveň 2).
- Štandardná zásuvka: 15 A obvod
- Veľké spotrebiče: 20-50 A
- Elektrické auto: 30-80 A (úroveň 2)
- Celý dom: 100-200 A služba
Priemysel a extrémne podmienky
Zváranie: 100-400 A (tyčové), 1000+ A (bodové). Blesk: priemerne 20-30 kA, špičkovo 200 kA. Koľajnicové delá: megaampéry. Supravodivé magnety: 10+ kA nepretržite.
- Oblúkové zváranie: 100-400 A
- Bodové zváranie: 1-100 kA impulzy
- Blesk: typicky 20-30 kA
- Experimentálne: rozsah MA (koľajnicové delá)
Rýchla matematika na konverziu
Rýchle konverzie predpôn SI
Každý krok predpony = ×1000 alebo ÷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
- Naopak: vydeľte 1 000
Prúd z výkonu
I = P / V (prúd = výkon ÷ napätie). 60W žiarovka pri 120V = 0,5 A. 1200W mikrovlnná rúra pri 120V = 10 A.
- I = P / V (Ampéry = Watty ÷ Volty)
- 60W ÷ 120V = 0,5 A
- P = V × I (výkon z prúdu)
- V = P / I (napätie z výkonu)
Rýchle kontroly Ohmovho zákona
I = V / R. Poznáte napätie a odpor, nájdete prúd. 12V cez 4Ω = 3 A. 5V cez 1kΩ = 5 mA.
- I = V / R (Ampéry = Volty ÷ Ohmy)
- 12V ÷ 4Ω = 3 A
- 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0,005 A)
- Pamätajte si: pre prúd delíte
Ako fungujú konverzie
- Krok 1: Konvertujte zdroj → ampéry pomocou faktora toBase
- Krok 2: Konvertujte ampéry → cieľ pomocou faktora toBase cieľa
- Alternatíva: Použite priamy faktor (kA → A: vynásobte 1000)
- Kontrola zdravého rozumu: 1 kA = 1000 A, 1 mA = 0,001 A
- Pamätajte si: C/s a W/V sú identické s A
Bežná referenčná príručka na konverziu
| Z | Do | Vynásobiť | Príklad |
|---|---|---|---|
| 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 |
Rýchle príklady
Riešené problémy
Výpočet výkonu USB
USB port dodáva 5V. Zariadenie odoberá 500 mA. Aký je výkon?
P = V × I = 5V × 0,5A = 2,5W (štandardné USB 2.0)
Obmedzenie prúdu pre LED
Napájanie 5V, LED potrebuje 20 mA a 2V. Aký rezistor?
Pokles napätia = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0,02A = 150Ω. Použite 150Ω alebo 180Ω.
Dimenzovanie ističa
Tri zariadenia: 5A, 8A, 3A na rovnakom obvode. Aký istič?
Celkovo = 5 + 8 + 3 = 16A. Použite istič 20A (ďalšia štandardná veľkosť pre bezpečnostnú rezervu).
Bežné chyby, ktorým sa treba vyhnúť
- **Prúd zabíja, nie napätie**: 100 mA cez srdce môže byť smrteľné. Vysoké napätie je nebezpečné, pretože môže prinútiť prúd, aby prešiel, ale škodu spôsobuje prúd.
- **Striedavý vs. jednosmerný prúd**: 60 Hz striedavý prúd je ~3-5× nebezpečnejší ako jednosmerný pri rovnakej úrovni. Striedavý prúd spôsobuje svalový kŕč. Pre výpočty striedavého prúdu sa používa RMS prúd.
- **Na hrúbke vodiča záleží**: Tenké vodiče nezvládnu vysoký prúd (teplo, riziko požiaru). Použite tabuľky prierezov vodičov. 15A potrebuje minimálne 14 AWG.
- **Neprekračujte menovité hodnoty**: Komponenty majú maximálne menovité prúdy. LED diódy sa spália, vodiče sa topia, poistky sa prepália, tranzistory zlyhajú. Vždy skontrolujte datasheet.
- **Sériový prúd je rovnaký**: V sériovom obvode je prúd všade rovnaký. V paralelnom obvode sa prúdy sčítavajú v uzloch (Kirchhoff).
- **Krátke spojenia**: Nulový odpor = nekonečný prúd (teoreticky). V skutočnosti: obmedzený zdrojom, spôsobuje poškodenie/požiar. Vždy chráňte obvody.
Fascinujúce fakty o prúde
Vaše telo vedie ~100 µA
Keď stojíte na zemi, vaše telo má neustále únikový prúd ~100 µA do zeme. Z elektromagnetických polí, statických nábojov, rádiových vĺn. Úplne bezpečné a normálne. Sme elektrické bytosti!
Blesk má 20 000-200 000 ampérov
Priemerný úder blesku: 20-30 kA (20 000 A). Vrchol môže dosiahnuť 200 kA. Ale trvanie je <1 milisekundy. Celkový náboj: len ~15 coulombov. Vysoký prúd, krátky čas = prežiteľné (niekedy).
Prah bolesti človeka: 1 mA
1 mA 60 Hz AC: pocit mravčenia. 10 mA: strata kontroly nad svalmi. 100 mA: fibrilácia komôr (smrteľné). 1 A: vážne popáleniny, zástava srdca. Cesta prúdu je dôležitá—cez srdce je najhoršia.
Supravodiče: Nekonečný prúd?
Nulový odpor = nekonečný prúd? Nie celkom. Supravodiče majú 'kritický prúd'—prekročte ho a supravodivosť sa preruší. Fúzny reaktor ITER: 68 kA v supravodivých cievkach. Žiadne teplo, žiadna strata!
Prúd pre LED je kritický
LED diódy sú riadené prúdom, nie napätím. Rovnaké napätie, iný prúd = iný jas. Príliš veľa prúdu? LED okamžite zomrie. Vždy používajte rezistor na obmedzenie prúdu alebo ovládač s konštantným prúdom.
Koľajnicové delá potrebujú megaampéry
Elektromagnetické koľajnicové delá: 1-3 MA (milióny ampérov) počas mikrosekúnd. Lorentzova sila zrýchľuje projektil na Mach 7+. Vyžadujú obrovské kondenzátorové banky. Budúca námorná zbraň.
Historický vývoj
1800
Volta vynašiel batériu. Prvý zdroj nepretržitého elektrického prúdu. Umožnil prvé elektrické experimenty.
1820
Oersted objavil, že prúd vytvára magnetické pole. Spojil elektrinu a magnetizmus. Základ elektromagnetizmu.
1826
Ohm publikoval V = IR. Ohmov zákon popisuje vzťah medzi napätím, prúdom, odporom. Pôvodne odmietnutý, dnes fundamentálny.
1831
Faraday objavil elektromagnetickú indukciu. Meniace sa magnetické pole vytvára prúd. Umožnil generátory a transformátory.
1881
Prvý medzinárodný elektrický kongres definuje ampér ako 'praktickú jednotku' prúdu.
1893
Teslov systém striedavého prúdu vyhral 'Vojnu prúdov' na Svetovej výstave. Striedavý prúd sa dá transformovať, jednosmerný nie (vtedy).
1948
CGPM definuje ampér: 'konštantný prúd, ktorý vytvára silu 2×10⁻⁷ N/m medzi paralelnými vodičmi.'
2019
Redefinícia SI: ampér je teraz definovaný na základe elementárneho náboja (e). 1 A = (e/1,602×10⁻¹⁹) elektrónov za sekundu. Presné podľa definície.
Profesionálne tipy
- **Rýchlo z mA na A**: Vydeľte 1000. 250 mA = 0,25 A.
- **Prúd sa v paralelnom zapojení sčíta**: Dve vetvy po 5A = spolu 10A. Sériovo: všade rovnaký prúd.
- **Skontrolujte prierez vodiča**: 15A potrebuje minimálne 14 AWG. 20A potrebuje 12 AWG. Neriskujte požiar.
- **Merajte prúd v sérii**: Ampérmeter sa zapája DO cesty prúdu (prerušuje obvod). Voltmeter sa zapája paralelne (naprieč).
- **AC RMS vs. špičková hodnota**: 120V AC RMS → 170V špičková hodnota. Prúd je rovnaký: RMS pre výpočty.
- **Ochrana poistkou**: Hodnota poistky by mala byť 125% normálneho prúdu. Chráni pred skratmi.
- **Automatická vedecká notácia**: Hodnoty < 1 µA alebo > 1 GA sa zobrazujú vo vedeckej notácii pre lepšiu čitateľnosť.
Kompletná referenčná príručka jednotiek
Jednotky SI
| Názov jednotky | Symbol | Ekvivalent v ampéroch | Poznámky k použitiu |
|---|---|---|---|
| ampér | A | 1 A (base) | Základná jednotka SI; 1 A = 1 C/s = 1 W/V (presne). |
| megaampér | MA | 1.0 MA | Blesky (~20-30 kA), koľajnicové delá, extrémne priemyselné systémy. |
| kiloampér | kA | 1.0 kA | Zváranie (100-400 A), veľké motory, priemyselné energetické systémy. |
| miliampér | mA | 1.0000 mA | LED diódy (20 mA), obvody s nízkym výkonom, prúdy snímačov. |
| mikroampér | µA | 1.0000 µA | Biologické signály, presné prístroje, únik batérie. |
| nanoampér | nA | 1.000e-9 A | Nervové impulzy, iónové kanály, zariadenia s ultranízkou spotrebou. |
| pikoampér | pA | 1.000e-12 A | Merania jednotlivých molekúl, tunelovacia mikroskopia. |
| femtoampér | fA | 1.000e-15 A | Štúdie iónových kanálov, molekulárna elektronika, kvantové zariadenia. |
| attoampér | aA | 1.000e-18 A | Tunelovanie jedného elektrónu, teoretický kvantový limit. |
Bežné Jednotky
| Názov jednotky | Symbol | Ekvivalent v ampéroch | Poznámky k použitiu |
|---|---|---|---|
| coulomb za sekundu | C/s | 1 A (base) | Ekvivalentné ampéru: 1 A = 1 C/s. Ukazuje definíciu toku náboja. |
| watt na volt | W/V | 1 A (base) | Ekvivalentné ampéru: 1 A = 1 W/V z P = VI. Vzťah výkonu. |
Zastarané a Vedecké
| Názov jednotky | Symbol | Ekvivalent v ampéroch | Poznámky k použitiu |
|---|---|---|---|
| abampér (EMU) | abA | 10.0 A | Jednotka CGS-EMU = 10 A. Zastaraná elektromagnetická jednotka. |
| statampér (ESU) | statA | 3.336e-10 A | Jednotka CGS-ESU ≈ 3,34×10⁻¹⁰ A. Zastaraná elektrostatická jednotka. |
| biot | Bi | 10.0 A | Alternatívny názov pre abampér = 10 A. Elektromagnetická jednotka CGS. |
Často kladené otázky
Aký je rozdiel medzi prúdom a napätím?
Napätie je elektrický tlak (ako tlak vody). Prúd je rýchlosť toku (ako tok vody). Vysoké napätie neznamená vysoký prúd. Môžete mať 10 000V s 1 mA (statický šok), alebo 12V so 100 A (štartér auta). Napätie tlačí, prúd tečie.
Čo je nebezpečnejšie: napätie alebo prúd?
Prúd zabíja, nie napätie. 100 mA cez vaše srdce môže byť smrteľné. Ale vysoké napätie môže prinútiť prúd prejsť vaším telom (V = IR). Preto je vysoké napätie nebezpečné—prekonáva odpor vášho tela. Prúd je vrah, napätie je sprostredkovateľ.
Prečo sa striedavý prúd cíti inak ako jednosmerný?
60 Hz striedavý prúd spôsobuje svalové kontrakcie s frekvenciou elektrickej siete. Nemôžete pustiť (svalový kŕč). Jednosmerný prúd spôsobuje jediný šok. Striedavý prúd je 3-5× nebezpečnejší pri rovnakej úrovni prúdu. Tiež: RMS hodnota striedavého prúdu = efektívny ekvivalent jednosmerného prúdu (120V AC RMS ≈ 170V špičková hodnota).
Koľko prúdu spotrebuje typická domácnosť?
Celý dom: 100-200 A servisný panel. Jedna zásuvka: 15 A obvod. Žiarovka: 0,5 A. Mikrovlnná rúra: 10-15 A. Klimatizácia: 15-30 A. Nabíjačka pre elektrické auto: 30-80 A. Celkové množstvo sa líši, ale panel obmedzuje maximum.
Môžete mať prúd bez napätia?
V supravodičoch áno! Nulový odpor znamená, že prúd môže tiecť s nulovým napätím (V = IR = 0). Perzistentný prúd môže tiecť navždy. V bežných vodičoch nie—potrebujete napätie na tlačenie prúdu. Pokles napätia = prúd × odpor.
Prečo je USB obmedzené na 0,5-5 A?
USB kábel je tenký (vysoký odpor). Príliš veľa prúdu = nadmerné zahrievanie. USB 2.0: 0,5 A (2,5W). USB 3.0: 0,9 A. USB-C PD: až 5 A (100W). Hrubšie vodiče, lepšie chladenie a aktívne vyjednávanie umožňujú bezpečne vyšší prúd.
Kompletný Adresár Nástrojov
Všetkých 71 nástrojov dostupných na UNITS