Elektrik ölçümü ile ilgili örtük bir “zaman birimi” var mı? (örneğin saatte mil, saniyede kb, amper başına ???)

Elektronikte çok yeniyim ve voltaj, akım ve direnci kavramanın ortak zorluğu olan şeylerden geçiyorum. Parçanın voltaj ve dirence ışık tutabileceğinden şüphelendiğim için sorumu akımla sınırlayacağım.

Burada birkaç soru okudum:

• Akım, Gerilim ve Direnci anlamada yardım

• Gerilim ve akımı anlama

Ve biraz yardım ettiler ama hala mücadele ediyorum. Zihinsel olarak çözmem gereken zor bir nokta, temel ölçüm birimleri hakkında okuduğum ama neyin ölçüleceğinden tam olarak emin değilim. Örneğin, bir pound bir atom topluluğunu çeken yerçekimi kuvvetini ölçmektedir. Galon, sabit bir miktarda yer kaplayabilen sıvı miktarıdır. Elektrik ... Gözlenenlerin detaylarından kayboluyorum.

Birçok ölçü birimi değişmeyen bir şeyin sabit bir miktarıdır (üzerinde işlem yapılmadıkça). Örneğin:

• 1 galon süt
• 16 ons sığır eti
• 30 litre hava

Bu, elektronları sürekli hareket halinde ölçen akım gibi bir şeyle mantıklı görünmüyor. Alternatif olarak, zaman içinde değiştikçe bir şeyin ölçümlerini yaparız:

• Saatte 35 mil
• Saniyede 128 kilobit
• Dakikada 5.000 galon

O akıma gelince, biz sadece "amper" değil "başına amper demek bir şey ". Peki, bu "amperlerin" elektronların akışını ölçtüğünü biliyorum, ama bu "akış" tam olarak ne anlama geliyor? Bir devre üzerindeki bir yerden bir saniye (veya başka bir birim) geçen elektron sayısı mı (veya başka bir şeyin sayısı) mı? Multimetrenin uçlarını bir kabloya dokunduğumda, tam olarak "bakmak" nedir?

Voltların joule ve coulomb'larla ilgili potansiyel enerjinin bir ölçüsü olduğunu okudum ( http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_2/1.html ) (daha fazla karışıklık ama bu iyi) ve coulomb'ların ölçüldüğüne inanıyorum her saniye. Saniyede amper de yükseliyor mu?

Aklıma gelen tek şey, amperlerin inç kare başına pound ölçtüğünüz yerde daha çok basınç gibi olabilmesidir .

Elektriğin elektrik olduğunu ve hiçbir benzetmenin mükemmel olmadığını biliyorum. Elektriğin ne olduğunu anlamaya çalışıyorum, bu ölçümlerin gerçekte nasıl yapıldığından emin değilim. Belki de çok düşünürüm, ama daha derin bir içgörü harika olurdu.

(Bu zaten ölümle açıklanmışsa özür dilerim, kullanmak için en iyi arama terimini bilemeyebilirim.)

---

Dostum, bu siteye yeni birisi olarak öylesine şaşırdım ki pek çok insan bunu anlamama yardımcı olmak için çok zaman aldı. Birçok şey gibi sanırım zaman alacak ve "batmak" için çok daha fazla okuma / deneyim alacak ama tüm cevaplar çok yararlı. "Amper zaman içerir" cevabını en çok bana yardımcı olan cevap olarak işaretliyorum çünkü sorumun özünü " ne başına amper ?" Diye yanıtladı . Ben "amper" tür " knot " gibi miktarları " saatte mil" gibi başka bir birimde olduğu gibi açıkça ifade aksine kelimenin tanımının bir parçası olduğunu anlamıyorum . Mükemmel bir benzetme değil, en azından tüm zor sayıların nereye gittiğini anlamama yardımcı oluyor.

Amper zaman içerir ...

Amper = Saniyede Coulomb

Daha basit bir şekilde ...

Current = amount of charge per time interval

Bu bir akış hızı metriği. Su gibi ... dakikada litre (hacim -> miktar) (süre)

Daha derinlemesine

Pratik açıdan amper, 6.241 × 10 ¹⁸ elektron veya saniyede bir amper oluşturan bir coulomb ile birim zaman başına bir elektrik devresindeki bir noktayı geçen elektrik yükü miktarının bir ölçüsüdür .

- Wikipedia Makalesi

Probing

Multimetrenin uçlarını bir kabloya dokunduğumda, tam olarak "bakmak" nedir?

Voltaj ölçüm modundaysanız, iki uç arasındaki "basıncı" etkili bir şekilde ölçüyorsunuz - bir uçtaki yüklerin diğerine ulaşma (ancak yapamama) derecesi. Yük eğiminin nötrleştirilememesinin nedeni devreye bağlıdır. Örneğin bir kapasitörde bir tür bariyer bunu önler. İki nokta arasında bir voltaj bulunması, böyle bir eğimin var olmasını gerektirir.

Geçerli bir ölçüm modundaysanız, uçlar geçerli yola (seri olarak) monte edilir ve sayaç, birim zamanda ne kadar şarjın aktığını ölçer (aslında Ohm yasasını uygulayarak dolaylı olarak yapar).

daha fazla okuma

Bodanis, David (2005), Elektrikli Evren, New York: Three Rivers Press, ISBN 978-0‐307‐33598‐2

En temel şarj birimi elektrondur, ancak çalışmak pratik olarak küçüktür. Bir coulomb, yaklaşık 6.241.509.324.000.000.000 elektronun yükünü temsil eden daha büyük bir yük birimidir. Bir amper, saniyede bir coulomb (yani 6,241,509,324,000,000,000 elektron) akış hızını temsil eden bir steno birimidir, yani bir telin bir ucundan akan bir amper doğru akım varsa yaklaşık 6,241,509,324,000,000,000 daha fazla elektron olacaktır ve diğerini terk, tersi.

Sorunuzu doğrudan cevaplamak yerine (diğerleri bunu oldukça iyi yaptı), bu cevapları anlamanıza yardımcı olacak zihinsel bir model ve analitik araç tanıtmak istiyorum. Bu araç boyutsal analizdir .

Temel kavram, bir birimin cebirsel olarak değiştirilebilen bir sembol olmasıdır. Bence bir örnek en iyisidir. Dikdörtgen bir küboid hacminin genişliği, yüksekliğinin katı, derinliğinin katı olduğunu biliyoruz. Diyelim ki 1 metre yüksekliğinde, 2 metre genişliğinde ve 3 metre derinliğinde. Sonra:

$$\text{volume} = 1m \cdot 2m \cdot 3m$$

$m$$x$

$$1m \cdot 2m \cdot 3m = 6m^3$$

Yani, bu küboidin hacmi altı metreküp. Ancak hacmi metreküp dışındaki birimlerle ölçebiliriz. Aslında, birlikte çoğaltılan üç uzunluk birimi bir hacim birimidir. Alan iki uzunluk birimi ile çarpılır, bu yüzden alanı uzunlukla çarptığımda hacim alırım. Diyelim ki az önce oluşturduğum bazı wacko birimindeki hacmi ölçmek istiyorum.

$6m^3$$6 \cdot m \cdot m \cdot m$$m$$in$$ac$

$$\require{cancel} \frac{6 \cancel{m m} \cancel{m}}{1} \frac{1ac}{4046.86\cancel{m^2}} \frac{1in}{2.54\cancel{cm}} \frac{100\cancel{cm}}{1\cancel{m}} \approx 0.058ac \cdot in$$

Altı metreküp 0,058 dönüm kata eşittir. Hacmi neden inç-inç olarak ölçmek isteyeyim? Hiçbir fikrim yok ama yapabilirim. Mesele şu ki, birimler cebirsel olarak manipüle edilebilir.

Bu, birimlerin ne anlama geldiğine dair yeni bir fikir verir. Watt gibi herhangi bir birimi seçin ve wikipedia size şöyle bir şey söyleyecektir:

$$W = \frac{J}{s} = \frac{N\cdot m}{s} = \frac{kg\cdot m^2}{s^3} = V \cdot A$$

SI birimlerinin zarafeti, tüm birimlerin 1 faktörü ile ilişkili olmasıdır, bu yüzden yazmak zorunda değiliz. Yani bunun bir watt saniyede bir joule eşit olduğu söyleniyor. Veya saniyede bir Newton metre. Ya da saniyede bir küp küp başına bir kilogram-metrekare. Veya, bir watt bir volt-amp'dir. Bunların hepsi aynı şey.

$P$$E$$I$

$$P = I E$$

Akımın amper cinsinden ölçülebildiğini ve voltajın volt olduğunu bilerek, güç volt-amp olarak ölçülmelidir. Ve hey, Wikipedia'ya göre, bu bir watt:

$$W = V\cdot A$$

dolayısıyla:

$$\frac{W}{V\cdot A} = 1$$

$10V$$10mA$

$$P = \frac{10\cancel{mA}}{1} \frac{10\cancel{V}}{1} \frac{\cancel{A}}{1000\cancel{mA}} \frac{W}{\cancel{V}\cdot \cancel{A}} = 0.1W$$

Boyutsal analiz için birkaç örnek daha:

• /electronics/68745/how-many-d-cell-batteries-would-you-need-to-replace-a-6v-4-5ah-battery/68749#68749
• Milisaniye cinsinden akım tüketimi
• 9 voltluk akülerden yüksek akım nasıl alınır

Voltaj söz konusu olduğunda, sadece "amper başına" değil, "amper" diyoruz.

Bir yanlış anlaşılmanız var.

Amper akımı ölçer.

Volt potansiyel farkı ölçer. Voltaj, volt birimleriyle ölçtüğünüzde potansiyel fark için başka bir kelimedir.

Diğerlerinin yanıtladığı gibi, amper elektronların akışını ölçer ve amper saniyede 1 cuolomb yüke eşittir.

Bir kablodaki akım değiştiğinde, "saniye başına amper" veya A / s'deki değişim oranını ölçmek nadir değildir.

Voltların joule ve coulomb'larla ilgili potansiyel enerjinin bir ölçüsü olduğunu okudum

Voltlar amper başına watt veya cuolomb başına jul olarak yeniden yazılabilir. İkinci forma bakalım, cuolomb başına joule.

Bu, bir noktadaki potansiyelin 1 V'ta sabit tutulması durumunda, 1 C şarjı bu konuma itmek için 1 joule enerji harcayacağı anlamına gelir.

Veya 1 C / s'yi bu konuma taşımak 1 J / s alır; Bu konuma akan akımın amper başına 1 Watt.

Bir mekanik benzetme sıralama şeyler yardımcı olabilir.

Bir mekanik benzer bir şekilde, güç analog olan gerilim sırasında hız benzerdir (elektrikli) akımı .

Bildiğiniz gibi, kuvvet ve hızın ürünü (mekanik) güç ve benzer şekilde, voltaj ve akım ürünü (elektrik) güçtür.

Kuvvet metre başına enerji iken voltaj Coulomb başına enerjidir (Coulomb elektrik yükü birimidir).

Hız saniyede metre iken, akım saniyede Coulomb'dur.

Hız ve akım geçiş değişkenleri iken kuvvet ve gerilime karşı değişken diyoruz .

Her iki durumda da, karşıdan karşıya ve değişkene ait ürün, saniyede enerji olan güçtür.

Devreler için ortak bir benzetme ile bir şans verelim.

Bir devre nehir gibidir . Bir nehirdeki su her zaman "yokuş aşağı" akar çünkü tepenin üstündeki su yokuş aşağı gitmek ister . Su her zaman daha düşük bir nokta arar.

Su her zaman yokuş aşağı giderse, bu nasıl bir devre?

Peki, yokuş aşağı akan bir "ilmek" nehri düşünebilirsiniz - ama bir ucunda, alt kısımdaki suyu tekrar tepeye getiren bir tür su çarkı var. Bu tekerlek, herhangi bir yerde akma motivasyonu olmadan düşük seviyeli su alır ve yokuş aşağı akmak için çok fazla motivasyon ile yüksek seviyeye "iter".

"Yüksekliği" "potansiyel enerji" olarak düşünürsek, su çarkı düşük potansiyel enerjili suyu alır ve onu yüksek potansiyel enerjiye (esas olarak suya yerçekimi potansiyel enerjisini "enjekte eder") getirir. bu yeni enerjilenmiş su, bu enerjiyi bir kez daha yokuş aşağıya harcamak için zaman harcamaz.

Bu "yokuş aşağı hareket etmesine eğilimi" bizim durumumuzda benzerdir potansiyeli denir Voltaj .

Nehrin akımı ... iyi .. Güncel . Bir nehrin akımını nasıl ölçersiniz?

Şunu söyleyebilirim ... "bir saniye içinde nehirdeki belirli bir işaretten kaç litre suyun geçtiği zamanı alın". Akımı ölçmek için makul bir yol gibi geliyor. Saniyede litre.

Bir devrede, suyunuz şarj olur. Bir saniyeden sonra bir tel üzerindeki bir noktadan kaç litre su geçirdiğini zamanlamak yerine, bir telin saniyede belirli bir noktadan kaç şarj biriminden geçtiğini ölçebilirsiniz.

Tıpkı "kübik decimetreler" demek bir ağız doludur ve buna uygun bir ünite - "litre" vermek gibi, "saniyede şarj" kelimesine de "amper" veriyoruz.

Bunu çok yapıyoruz - "galon başına mil", "kilometre" ye, "saniyede kilogram çarpı saniyede", "newton" a, "saniyede joule", "watt" a dönüşür.

---

Yerçekimi sizin için yapmıyorsa , borulardaki suyu ve su basıncını düşünün .

Bir ucunda basınçlı su, diğer ucunda basınçlı su var. Su basınçlı taraftan basınçsız tarafa doğru hareket edecektir. Basınç, birbirinden uzaklaşmak isteyen tüm su moleküllerinin kuvvetinin bir ölçüsüdür. Su molekülleri rahat bir mesafeye sahiptir ve basınçlandırma, bu su moleküllerini bu rahat noktayı daha yakın ve daha yakın itme hareketine sahiptir.

Elektronların birbirini ittiğini hatırlayabilirsiniz. Bir "yüksek voltaj" olduğunda, gerçekten "yüksek elektron basıncına" sahipsiniz - doldurma elektronları kendi konforları için birbirine çok yakındır.

Bu benzetmenin aslında çok gerçek olduğunu unutmayın - voltaj gerçekten de tam anlamıyla elektron basıncı olarak görülebilir!

Tıpkı bir balona çok fazla hava koymak gibi ... birbirine çok yakın doldurulmuş şeyler "kaçmak" isteyecek ve gerçek bir kuvvet var.

Şimdi, su borularımıza geri dönün - su basınçlı uçtan basınçsız uca doğru acele etmek isteyecektir.

Boru hakkında dikkatlice düşünün. Suyun acele etmesine izin verdiğimizde ... aslında ne acele ediyor? Su molekülleri mi? Basınçlı uçta tek bir su molekülü düşünün ve basıncın "gitmesine" izin verin. Bu molekül öbür uca koşmayacak. Baskı eşitlenirken yerinde kalır.

Peki aslında ne hareket ediyor?

Basınç hareket eder.

Diyelim ki borudaki her inçte o noktadaki basıncı ölçen küçük bir ekranınız var. İlk başta, soldakiler yüksek; sağdaki herkes düşük.

Basıncı serbest bıraktığınızda ... bu ekranların değişmeye başladığını görürsünüz. "Yükseklik" sağa doğru hareket etmeye başlar .

Diyelim ki bir ekranda basınç için "50", sonra sağdaki ekranda "20" yazıyor. Bir saniye sonra, ilk göstergede "40" ve ikincisinde "30" yazıyor. Bunu, saniyede 10 basınç birimi hızında sağa doğru hareket eden 10 "basınç" birimi olarak görebilirsiniz. Bu güncel - 10.

Şimdi, Potansiyel ve yük arasındaki farklardan bazılarını boyutlar ve el sallama ile biraz gevşek oynuyorum, ancak temel prensip aynı.