Pretvornik Električnega Toka
Električni Tok — Od Nevronov do Strele
Obvladajte enote električnega toka v elektroniki, energetskih sistemih in fiziki. Od mikroamperov do megaamperov, razumite tok toka preko 30 velikostnih redov — od tuneliranja posameznega elektrona do udarov strele. Raziščite kvantno redefinicijo ampera iz leta 2019 in aplikacije v resničnem svetu.
Osnove električnega toka
Kaj je tok?
Električni tok je pretok naboja, kot voda, ki teče skozi cev. Večji tok = več naboja na sekundo. Meri se v amperih (A). Smer: od pozitivnega proti negativnemu (konvencionalno), ali tok elektronov (od negativnega proti pozitivnemu).
- 1 amper = 1 kulon na sekundo (1 A = 1 C/s)
- Tok je hitrost pretoka, ne količina
- Enosmerni tok (DC): stalna smer (baterije)
- Izmenični tok (AC): izmenična smer (omrežna napetost)
Tok v primerjavi z napetostjo v primerjavi z nabojem
Naboj (Q) = količina elektrike (kuloni). Tok (I) = hitrost pretoka naboja (amperi). Napetost (V) = tlak, ki potiska naboj. Moč (P) = V × I (vati). Vse je povezano, a različno!
- Naboj Q = količina (kuloni)
- Tok I = hitrost pretoka (amperi = C/s)
- Napetost V = električni tlak (volti)
- Tok teče OD visoke k nizki napetosti
Konvencionalni proti elektronskemu toku
Konvencionalni tok: od pozitivnega proti negativnemu (zgodovinsko). Elektronski tok: od negativnega proti pozitivnemu (dejansko). Oba delujeta! Elektroni se dejansko premikajo, vendar uporabljamo konvencionalno smer. To ne vpliva na izračune.
- Konvencionalni: + proti - (standard v diagramih)
- Elektronski tok: - proti + (fizična realnost)
- Oba dajeta enake odgovore
- Za analizo vezij uporabite konvencionalni tok
- Tok = hitrost pretoka naboja (1 A = 1 C/s)
- Napetost povzroči pretok toka (kot tlak)
- Večji tok = več naboja na sekundo
- Moč = napetost × tok (P = VI)
Zgodovinski razvoj merjenja toka
Zgodnja odkritja na področju elektrike (1600-1830)
Preden so tok razumeli kot pretok naboja, so znanstveniki preučevali statično elektriko in skrivnostne 'električne tekočine'. Revolucija baterije je prvič omogočila neprekinjen tok.
- 1600: William Gilbert loči elektriko od magnetizma, skuje izraz 'električen'
- 1745: Izumljena Leydenska steklenica — prvi kondenzator, shranjuje statični naboj
- 1800: Alessandro Volta izumi voltov steber — prva baterija, prvi vir neprekinjenega toka
- 1820: Hans Christian Ørsted odkrije, da tok ustvarja magnetno polje — poveže elektriko in magnetizem
- 1826: Georg Ohm objavi V = IR — prva matematična zveza za tok
- 1831: Michael Faraday odkrije elektromagnetno indukcijo — spreminjajoča se polja ustvarjajo tok
Razvoj definicije ampera (1881-2019)
Definicija ampera se je razvila od praktičnih kompromisov do temeljnih konstant, kar odraža naše poglabljajoče se razumevanje elektromagnetizma in kvantne fizike.
- 1881: Prvi mednarodni električni kongres definira 'praktični amper' za komercialno uporabo
- 1893: Svetovna razstava v Chicagu — standardizira amper za meritve AC/DC
- 1948: CGPM definira amper na podlagi sile med vzporednimi prevodniki: sila 2×10⁻⁷ N/m na razdalji 1 metra
- Problem: Zahtevalo je popolnoma vzporedne žice, kar je bilo v praksi težko uresničiti
- 1990-ta: Kvantni Hallov pojav in Josephsonovi stiki omogočajo natančnejše meritve
- 2018: CGPM glasuje za redefinicijo ampera na podlagi osnovnega naboja
Kvantna revolucija 2019 — Definicija osnovnega naboja
20. maja 2019 je bil amper redefiniran na podlagi osnovnega naboja (e), kar omogoča njegovo reprodukcijo kjerkoli z ustrezno kvantno opremo. S tem se je končalo 71 let definicije, ki je temeljila na sili.
- Nova definicija: 1 A = (e / 1,602176634×10⁻¹⁹) elektronov na sekundo
- Osnovni naboj e je zdaj po definiciji točen (brez negotovosti)
- 1 amper = tok 6,241509074×10¹⁸ osnovnih nabojev na sekundo
- Kvantni standardi toka: Naprave za tuneliranje posameznih elektronov štejejo posamezne elektrone
- Josephsonovi stiki: Generirajo natančne izmenične tokove iz temeljnih konstant
- Rezultat: Vsak laboratorij s kvantno opremo lahko samostojno realizira amper
Redefinicija iz leta 2019 predstavlja 138 let napredka od praktičnih kompromisov do kvantne natančnosti, kar omogoča elektroniko naslednje generacije in meroslovje.
- Nanotehnologija: Natančen nadzor nad pretokom elektronov v kvantnih računalnikih, tranzistorjih z enim elektronom
- Merilništvo: Nacionalni laboratoriji lahko samostojno realizirajo amper brez referenčnih artefaktov
- Elektronika: Boljši kalibracijski standardi za polprevodnike, senzorje, energetske sisteme
- Medicina: Natančnejše meritve za vsadke, vmesnike možgani-računalnik, diagnostično opremo
- Temeljna fizika: Vse enote SI so zdaj definirane iz naravnih konstant — brez človeških artefaktov
Spominski pripomočki in hitri triki za pretvorbo
Enostavna mentalna matematika
- Pravilo potence 1000: Vsaka predpona SI = ×1000 ali ÷1000 (kA → A → mA → µA → nA)
- Bližnjica iz mA v A: Deli z 1000 → 250 mA = 0,25 A (premakni decimalno vejico za 3 mesta v levo)
- Bližnjica iz A v mA: Pomnoži z 1000 → 1,5 A = 1500 mA (premakni decimalno vejico za 3 mesta v desno)
- Tok iz moči: I = P / V → 60W žarnica pri 120V = 0,5 A
- Trik Ohmovega zakona: I = V / R → 12V ÷ 4Ω = 3 A (napetost deljena z uporom)
- Pretvorbe identitete: 1 A = 1 C/s = 1 W/V (vse so natančno enakovredne)
Kritični varnostni spominski pripomočki
Ubija tok, ne napetost. Te varnostne meje vam lahko rešijo življenje — zapomnite si jih.
- 1 mA (60 Hz AC): Občutek mravljinčenja, prag zaznavanja
- 5 mA: Najvišji 'varen' tok, približuje se prag, ko ne morete več izpustiti
- 10-20 mA: Izguba nadzora nad mišicami, ne morete izpustiti (trajen oprijem)
- 50 mA: Huda bolečina, možna zaustavitev dihanja
- 100-200 mA: Ventrikularna fibrilacija (srce se ustavi), običajno smrtonosno
- 1-5 A: Trajna fibrilacija, hude opekline, zastoj srca
- Zapomnite si: Izmenični tok je 3-5-krat nevarnejši od enosmernega pri enaki jakosti toka
Praktične formule za vezja
- Ohmov zakon: I = V / R (poišči tok iz napetosti in upora)
- Formula moči: I = P / V (poišči tok iz moči in napetosti)
- Zaporedna vezja: Povsod enak tok (I₁ = I₂ = I₃)
- Vzporedna vezja: Tokovi se seštevajo na vozliščih (I_skupni = I₁ + I₂ + I₃)
- Omejevanje toka LED: R = (V_napajanje - V_LED) / I_LED
- Pravilo preseka žice: 15A potrebuje 14 AWG, 20A potrebuje najmanj 12 AWG
- Mešanje toka z napetostjo: Napetost je tlak, tok je hitrost pretoka — različna koncepta!
- Preseganje nazivnih vrednosti žice: Tanke žice se pregrevajo, topijo izolacijo, povzročajo požare — preverite AWG tabele
- Napačno merjenje toka: Ampermeter se veže V serijo (prekine vezje), voltmeter se veže čez (vzporedno)
- Ignoriranje razlike med RMS in vršno vrednostjo izmeničnega toka: 120V AC RMS ≠ 120V vršna vrednost (dejansko 170V). Za izračune uporabite RMS
- Kratki stiki: Ničelni upor = teoretično neskončen tok = požar/eksplozija/škoda
- Predpostavka, da napetost LED določa tok: LED diode potrebujejo upore za omejevanje toka ali gonilnike s konstantnim tokom
Lestvica toka: Od posameznih elektronov do strele
| Lestvica / Tok | Reprezentativne enote | Pogoste aplikacije | Primeri iz resničnega sveta |
|---|---|---|---|
| 0,16 aA | Atoamper (aA) | Tuneliranje posameznega elektrona, teoretična kvantna meja | 1 elektron na sekundo ≈ 0,16 aA |
| 1-10 pA | Pikoamper (pA) | Ionski kanali, tunelska mikroskopija, molekularna elektronika | Tokovi ionskih kanalov biološke membrane |
| ~10 nA | Nanoamper (nA) | Živčni impulzi, senzorji z ultra nizko porabo, uhajanje baterije | Vrh akcijskega potenciala v nevronih |
| 10-100 µA | Mikroamper (µA) | Baterije za ure, natančni instrumenti, biološki signali | Tipična poraba toka ure |
| 2-20 mA | Miliamper (mA) | LED diode, senzorji, vezja z nizko porabo, Arduino projekti | Standardni LED indikator (20 mA) |
| 0,5-5 A | Amper (A) | Potrošniška elektronika, USB polnjenje, gospodinjski aparati | Hitro polnjenje USB-C (3 A), napajanje prenosnika (4 A) |
| 15-30 A | Amper (A) | Gospodinjska vezja, večji gospodinjski aparati, polnjenje električnih vozil | Standardni odklopnik (15 A), polnilec za EV stopnje 2 (32 A) |
| 100-400 A | Amper (A) | Obločno varjenje, zaganjalniki avtomobilov, industrijski motorji | Palično varjenje (100-400 A), zaganjalnik avtomobila (200-400 A) |
| 1-100 kA | Kiloamper (kA) | Strela, točkovno varjenje, veliki motorji, železniški sistemi | Povprečen udar strele (20-30 kA), impulzi točkovnega varjenja |
| 1-3 MA | Megaamper (MA) | Elektromagnetne tirne puške, fuzijski reaktorji, ekstremna fizika | Pospeševanje izstrelka tirne puške (1-3 MA za mikrosekunde) |
Pojasnilo sistemov enot
Enote SI — Amper
Amper (A) je osnovna enota SI za tok. Ena od sedmih osnovnih enot SI. Od leta 2019 definirana na podlagi osnovnega naboja. Predpone od atto do mega pokrivajo vsa območja.
- 1 A = 1 C/s (natančna definicija)
- kA za visoko moč (varjenje, strela)
- mA, µA za elektroniko, senzorje
- fA, aA za kvantne naprave, naprave z enim elektronom
Definicijske enote
C/s in W/V so po definiciji enakovredni amperu. C/s prikazuje pretok naboja. W/V prikazuje tok iz moči/napetosti. Vse tri so identične.
- 1 A = 1 C/s (definicija)
- 1 A = 1 W/V (iz P = VI)
- Vse tri so identične
- Različni pogledi na tok
Zastarele enote CGS
Abamper (EMU) in statamper (ESU) iz starega sistema CGS. Biot = abamper. Danes so redke, vendar se pojavljajo v starih fizikalnih besedilih. 1 abA = 10 A; 1 statA ≈ 3,34×10⁻¹⁰ A.
- 1 abamper = 10 A (EMU)
- 1 biot = 10 A (enako kot abamper)
- 1 statamper ≈ 3,34×10⁻¹⁰ A (ESU)
- Zastarelo; amper SI je standard
Fizika toka
Ohmov zakon
I = V / R (tok = napetost ÷ upor). Poznate napetost in upor, poiščete tok. Temelj vse analize vezij. Linearen za upore.
- I = V / R (tok iz napetosti)
- V = I × R (napetost iz toka)
- R = V / I (upor iz meritev)
- Disipacija moči: P = I²R
Kirchhoffov zakon za tok
Na kateremkoli vozlišču je vsota vstopnih tokov enaka vsoti izstopnih tokov. Σ I = 0 (vsota tokov = nič). Naboj se ohranja. Bistven za analizo vzporednih vezij.
- ΣI = 0 na kateremkoli vozlišču
- Vstopni tok = izstopni tok
- Ohranitev naboja
- Uporablja se za reševanje kompleksnih vezij
Mikroskopska slika
Tok = driftna hitrost nosilcev naboja. V kovinah: elektroni se premikajo počasi (~mm/s), vendar se signal širi s svetlobno hitrostjo. Število nosilcev × hitrost = tok.
- I = n × q × v × A (mikroskopsko)
- n = gostota nosilcev, v = driftna hitrost
- Elektroni se premikajo počasi, signal je hiter
- V polprevodnikih: elektroni + vrzeli
Primerjalne vrednosti toka
| Kontekst | Tok | Opombe |
|---|---|---|
| Posamezen elektron | ~0,16 aA | 1 elektron na sekundo |
| Ionski kanal | ~1-10 pA | Biološka membrana |
| Živčni impulz | ~10 nA | Vrh akcijskega potenciala |
| LED indikator | 2-20 mA | LED z nizko porabo |
| USB 2.0 | 0,5 A | Standardno USB napajanje |
| Polnjenje telefona | 1-3 A | Tipično hitro polnjenje |
| Gospodinjsko vezje | 15 A | Standardni odklopnik (ZDA) |
| Polnjenje električnega avtomobila | 32-80 A | Domači polnilec stopnje 2 |
| Obločno varjenje | 100-400 A | Tipično palično varjenje |
| Zaganjalnik avtomobila | 100-400 A | Vrhunski zagonski tok |
| Udar strele | 20-30 kA | Povprečen udar |
| Točkovno varjenje | 1-100 kA | Kratek impulz |
| Teoretični maksimum | >1 MA | Tirne puške, ekstremna fizika |
Pogoste ravni toka
| Naprava / Kontekst | Tipičen tok | Napetost | Moč |
|---|---|---|---|
| Baterija za uro | 10-50 µA | 3V | ~0,1 mW |
| LED indikator | 10-20 mA | 2V | 20-40 mW |
| Arduino/MCU | 20-100 mA | 5V | 0,1-0,5 W |
| USB miška/tipkovnica | 50-100 mA | 5V | 0,25-0,5 W |
| Polnjenje telefona (počasno) | 1 A | 5V | 5 W |
| Polnjenje telefona (hitro) | 3 A | 9V | 27 W |
| Prenosnik | 3-5 A | 19V | 60-100 W |
| Namizni računalnik | 5-10 A | 12V | 60-120 W |
| Mikrovalovna pečica | 10-15 A | 120V | 1200-1800 W |
| Polnjenje električnega avtomobila | 32 A | 240V | 7,7 kW |
Aplikacije v resničnem svetu
Potrošniška elektronika
USB: 0,5-3 A (standardno do hitrega polnjenja). Polnjenje telefona: tipično 1-3 A. Prenosnik: 3-5 A. LED: tipično 20 mA. Večina naprav uporablja območje od mA do A.
- USB 2.0: 0,5 A maks.
- USB 3.0: 0,9 A maks.
- USB-C PD: do 5 A (100W @ 20V)
- Hitro polnjenje telefona: tipično 2-3 A
Gospodinjstvo in energetika
Gospodinjska vezja: 15-20 A odklopniki (ZDA). Žarnica: 0,5-1 A. Mikrovalovna pečica: 10-15 A. Klimatska naprava: 15-30 A. Polnjenje električnega avtomobila: 30-80 A (stopnja 2).
- Standardna vtičnica: 15 A vezje
- Večji gospodinjski aparati: 20-50 A
- Električni avtomobil: 30-80 A (stopnja 2)
- Celotna hiša: 100-200 A priključek
Industrija in ekstremi
Varjenje: 100-400 A (palično), 1000+ A (točkovno). Strela: 20-30 kA povprečno, 200 kA vrh. Tirne puške: megaamperi. Superprevodni magneti: 10+ kA neprekinjeno.
- Obločno varjenje: 100-400 A
- Točkovno varjenje: 1-100 kA impulzi
- Strela: tipično 20-30 kA
- Eksperimentalno: območje MA (tirne puške)
Hitra matematika za pretvorbo
Hitre pretvorbe predpon SI
Vsak korak predpone = ×1000 ali ÷1000. kA → A: ×1000. A → mA: ×1000. mA → µA: ×1000.
- kA → A: pomnoži z 1.000
- A → mA: pomnoži z 1.000
- mA → µA: pomnoži z 1.000
- Obratno: deli z 1.000
Tok iz moči
I = P / V (tok = moč ÷ napetost). 60W žarnica pri 120V = 0,5 A. 1200W mikrovalovna pečica pri 120V = 10 A.
- I = P / V (Amperi = Vati ÷ Volti)
- 60W ÷ 120V = 0,5 A
- P = V × I (moč iz toka)
- V = P / I (napetost iz moči)
Hitri pregledi Ohmovega zakona
I = V / R. Poznate napetost in upor, poiščete tok. 12V čez 4Ω = 3 A. 5V čez 1kΩ = 5 mA.
- I = V / R (Amperi = Volti ÷ Ohmi)
- 12V ÷ 4Ω = 3 A
- 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0,005 A)
- Zapomnite si: delite za tok
Kako delujejo pretvorbe
- Korak 1: Pretvorite vir → ampere z uporabo faktorja toBase
- Korak 2: Pretvorite ampere → cilj z uporabo faktorja toBase cilja
- Alternativa: Uporabite neposredni faktor (kA → A: pomnožite z 1000)
- Preverjanje smiselnosti: 1 kA = 1000 A, 1 mA = 0,001 A
- Zapomnite si: C/s in W/V sta identična A
Pogosta referenca za pretvorbo
| Iz | V | Pomnoži z | Primer |
|---|---|---|---|
| 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 (identiteta) |
| A | W/V | 1 | 10 A = 10 W/V (identiteta) |
| kA | MA | 0,001 | 1000 kA = 1 MA |
| abamper | A | 10 | 1 abA = 10 A |
Hitri primeri
Rešeni problemi
Izračun moči USB
USB priključek zagotavlja 5V. Naprava porabi 500 mA. Kakšna je moč?
P = V × I = 5V × 0,5A = 2,5W (standardni USB 2.0)
Omejevanje toka za LED
Napajanje 5V, LED potrebuje 20 mA in 2V. Kateri upor?
Padec napetosti = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0,02A = 150Ω. Uporabite 150Ω ali 180Ω.
Dimenzioniranje odklopnika
Tri naprave: 5A, 8A, 3A na istem vezju. Kateri odklopnik?
Skupaj = 5 + 8 + 3 = 16A. Uporabite odklopnik 20A (naslednja standardna velikost za varnostno rezervo).
Pogoste napake, ki se jim je treba izogibati
- **Ubija tok, ne napetost**: 100 mA skozi srce je lahko smrtonosno. Visoka napetost je nevarna, ker lahko vsili tok, vendar je tok tisti, ki povzroči škodo.
- **Izmenični vs. enosmerni tok**: 60 Hz izmenični tok je ~3-5-krat nevarnejši od enosmernega pri enaki jakosti. Izmenični tok povzroči zakrčenje mišic. Za izračune izmeničnega toka se uporablja RMS vrednost.
- **Debelina žice je pomembna**: Tanke žice ne zdržijo visokega toka (vročina, nevarnost požara). Uporabite tabele presekov žic. 15A potrebuje najmanj 14 AWG.
- **Ne prekoračite nazivnih vrednosti**: Komponente imajo največje nazivne tokove. LED diode pregorijo, žice se stopijo, varovalke pregorijo, tranzistorji odpovejo. Vedno preverite podatkovni list.
- **Tok v zaporedni vezavi je enak**: V zaporednem vezju je tok povsod enak. V vzporednem se tokovi seštevajo na vozliščih (Kirchhoff).
- **Kratki stiki**: Ničelni upor = neskončen tok (teoretično). V resnici: omejen z virom, povzroči škodo/požar. Vedno zaščitite vezja.
Zanimiva dejstva o toku
Vaše telo prevaja ~100 µA
Ko stojite na tleh, ima vaše telo nenehno ~100 µA uhajajočega toka v zemljo. Od EM polj, statičnih nabojev, radijskih valov. Popolnoma varno in normalno. Smo električna bitja!
Strela ima 20.000-200.000 amperov
Povprečen udar strele: 20-30 kA (20.000 A). Vrh lahko doseže 200 kA. Vendar je trajanje <1 milisekunde. Skupni naboj: samo ~15 kulonov. Visok tok, kratek čas = preživeti je mogoče (včasih).
Prag bolečine pri ljudeh: 1 mA
1 mA 60 Hz AC: občutek mravljinčenja. 10 mA: izguba nadzora nad mišicami. 100 mA: ventrikularna fibrilacija (smrtonosno). 1 A: hude opekline, zastoj srca. Pot toka je pomembna—skozi srce je najslabše.
Superprevodniki: Neskončen tok?
Ničelni upor = neskončen tok? Ne čisto. Superprevodniki imajo 'kritični tok'—če ga presežete, superprevodnost preneha. Fuzijski reaktor ITER: 68 kA v superprevodnih tuljavah. Brez toplote, brez izgub!
Tok LED je ključnega pomena
LED diode so gnane s tokom, ne z napetostjo. Enaka napetost, drugačen tok = drugačna svetlost. Preveč toka? LED takoj umre. Vedno uporabite upor za omejevanje toka ali gonilnik s konstantnim tokom.
Tirne puške potrebujejo megaampere
Elektromagnetne tirne puške: 1-3 MA (milijoni amperov) za mikrosekunde. Lorentzova sila pospeši izstrelek na Mach 7+. Potrebujejo ogromne kondenzatorske banke. Prihodnje pomorsko orožje.
Zgodovinski razvoj
1800
Volta izumi baterijo. Prvi vir neprekinjenega električnega toka. Omogoča zgodnje električne poskuse.
1820
Oersted odkrije, da tok ustvarja magnetno polje. Poveže elektriko in magnetizem. Temelj elektromagnetizma.
1826
Ohm objavi V = IR. Ohmov zakon opisuje razmerje med napetostjo, tokom in uporom. Sprva zavrnjen, danes temeljen.
1831
Faraday odkrije elektromagnetno indukcijo. Spreminjajoče se magnetno polje ustvarja tok. Omogoča generatorje in transformatorje.
1881
Prvi mednarodni električni kongres definira amper kot 'praktično enoto' toka.
1893
Teslin sistem izmeničnega toka zmaga v 'Vojni tokov' na Svetovni razstavi. Izmenični tok se lahko transformira, enosmerni pa ne (takrat).
1948
CGPM definira amper: 'konstanten tok, ki med vzporednimi prevodniki ustvari silo 2×10⁻⁷ N/m.'
2019
Redefinicija SI: amper je zdaj definiran na podlagi osnovnega naboja (e). 1 A = (e/1,602×10⁻¹⁹) elektronov na sekundo. Natančno po definiciji.
Strokovni nasveti
- **Hitro iz mA v A**: Delite z 1000. 250 mA = 0,25 A.
- **Tok se v vzporedni vezavi sešteva**: Dve 5A veji = 10A skupaj. Zaporedno: povsod enak tok.
- **Preverite presek žice**: 15A potrebuje najmanj 14 AWG. 20A potrebuje 12 AWG. Ne tvegajte požara.
- **Merite tok v seriji**: Ampermeter gre V pot toka (prekine vezje). Voltmeter gre čez (vzporedno).
- **AC RMS vs. vršna vrednost**: 120V AC RMS → 170V vršna vrednost. Tok je enak: RMS za izračune.
- **Zaščita z varovalko**: Nazivna vrednost varovalke naj bo 125% normalnega toka. Ščiti pred kratkimi stiki.
- **Samodejni znanstveni zapis**: Vrednosti < 1 µA ali > 1 GA se prikažejo v znanstvenem zapisu za lažjo berljivost.
Celoten referenčni vodnik po enotah
Enote SI
| Ime enote | Simbol | Ekvivalent v amperih | Opombe o uporabi |
|---|---|---|---|
| amper | A | 1 A (base) | Osnovna enota SI; 1 A = 1 C/s = 1 W/V (natančno). |
| megaamper | MA | 1.0 MA | Strela (~20-30 kA), tirne puške, ekstremni industrijski sistemi. |
| kiloamper | kA | 1.0 kA | Varjenje (100-400 A), veliki motorji, industrijski energetski sistemi. |
| miliamper | mA | 1.0000 mA | LED diode (20 mA), vezja z nizko porabo, tokovi senzorjev. |
| mikroamper | µA | 1.0000 µA | Biološki signali, natančni instrumenti, uhajanje baterije. |
| nanoamper | nA | 1.000e-9 A | Živčni impulzi, ionski kanali, naprave z ultra nizko porabo. |
| pikoamper | pA | 1.000e-12 A | Meritve posameznih molekul, tunelska mikroskopija. |
| femtoamper | fA | 1.000e-15 A | Študije ionskih kanalov, molekularna elektronika, kvantne naprave. |
| atoamper | aA | 1.000e-18 A | Tuneliranje posameznega elektrona, teoretična kvantna meja. |
Splošne Enote
| Ime enote | Simbol | Ekvivalent v amperih | Opombe o uporabi |
|---|---|---|---|
| kulon na sekundo | C/s | 1 A (base) | Enakovredno amperu: 1 A = 1 C/s. Prikazuje definicijo pretoka naboja. |
| vat na volt | W/V | 1 A (base) | Enakovredno amperu: 1 A = 1 W/V iz P = VI. Razmerje moči. |
Zastarele in Znanstvene
| Ime enote | Simbol | Ekvivalent v amperih | Opombe o uporabi |
|---|---|---|---|
| abamper (EMU) | abA | 10.0 A | Enota CGS-EMU = 10 A. Zastarela elektromagnetna enota. |
| statamper (ESU) | statA | 3.336e-10 A | Enota CGS-ESU ≈ 3,34×10⁻¹⁰ A. Zastarela elektrostatična enota. |
| biot | Bi | 10.0 A | Alternativno ime za abamper = 10 A. Elektromagnetna enota CGS. |
Pogosto zastavljena vprašanja
Kakšna je razlika med tokom in napetostjo?
Napetost je električni tlak (kot vodni tlak). Tok je hitrost pretoka (kot pretok vode). Visoka napetost ne pomeni visokega toka. Lahko imate 10.000V z 1 mA (statični šok) ali 12V s 100 A (zaganjalnik avtomobila). Napetost potiska, tok teče.
Kaj je nevarnejše: napetost ali tok?
Ubija tok, ne napetost. 100 mA skozi vaše srce je lahko smrtonosno. Ampak visoka napetost lahko vsili tok skozi vaše telo (V = IR). Zato je visoka napetost nevarna—premaguje upor vašega telesa. Tok je morilec, napetost je omogočevalec.
Zakaj se izmenični tok čuti drugače kot enosmerni?
60 Hz izmenični tok povzroča krčenje mišic s frekvenco električnega omrežja. Ne morete izpustiti (zakrčenje mišic). Enosmerni tok povzroči en sam sunek. Izmenični tok je 3-5-krat nevarnejši pri enaki jakosti toka. Poleg tega: RMS vrednost izmeničnega toka = učinkovit ekvivalent enosmernega toka (120V AC RMS ≈ 170V vršna vrednost).
Koliko toka porabi tipično gospodinjstvo?
Celotna hiša: 100-200 A priključna plošča. Ena vtičnica: 15 A vezje. Žarnica: 0,5 A. Mikrovalovna pečica: 10-15 A. Klimatska naprava: 15-30 A. Polnilec za električni avtomobil: 30-80 A. Skupna poraba se razlikuje, vendar plošča omejuje maksimum.
Ali lahko imate tok brez napetosti?
V superprevodnikih, da! Ničelni upor pomeni, da tok teče z ničelno napetostjo (V = IR = 0). Trajni tok lahko teče večno. V običajnih prevodnikih ne—potrebujete napetost, da potisnete tok. Padec napetosti = tok × upor.
Zakaj je USB omejen na 0,5-5 A?
USB kabel je tanek (visok upor). Preveč toka = prekomerno segrevanje. USB 2.0: 0,5 A (2,5W). USB 3.0: 0,9 A. USB-C PD: do 5 A (100W). Debelejše žice, boljše hlajenje in aktivno pogajanje omogočajo varno višji tok.
Celoten Imenik Orodij
Vsa 71 orodja, ki so na voljo na UNITS