什么是直流电?
在小学,我们了解到一切都是由原子构成的。这是三个粒子的产物:电子,质子和中子。顾名思义,中子不带任何电荷,而质子为正,电子为负。
在原子中,电子质子和中子保持稳定的形态,但是如果通过任何外部过程使电子与原子分离,它们将始终希望停留在先前的位置,因此它将对质子产生吸引。如果我们使用这些自由电子并将其推入形成电路的导体内,则电势吸引会产生电势差。
如果电子流不改变其路径,而是在电路内部呈单向流动或运动,则称为直流或直流。直流电压是恒定电压源。
在直流电的情况下,极性不会随时间变化或改变,而电流会随时间变化。
在现实中,没有完美的条件。在电路中有自由电子在流动的情况下,也是如此。那些自由电子不能独立流动,因为导电材料并不完美,无法让电子自由流动。它确实通过一定的限制规则来反对电子的流动。对于这个问题,每个电子/电路都包含三个基本的独立量,称为VIR。
- 电压(V)
- 电流(I)
- 和抵抗(R)
这三件事是基本的基本量,几乎在所有情况下,当我们看到或描述与电气或电子相关的事物或制造某些事物时,这些事物就会出现。它们都具有很好的相关性,但是在“电子或电气基础知识”中它们分别表示了三个部分。
什么是电流?
如前所述,自由分离的电子在电路内部流动。电子(电荷)的这种流动称为电流。当在电路上施加电压源时,负电荷粒子以均匀的速率连续流动。该电流以安培为单位,按照SI单位测量,表示为I或i。按照这个单位1安培是1秒内携带的电量。电荷的基本单位是库仑。
1A是1秒钟在电路或导体中携带的1库仑电荷。所以公式是
1A = 1 C / S
其中,C表示库仑,S表示第二。
在实际情况中,电子从电源的负电源流向正电源,但是为了更好地了解电路,常规电流假定电流从正端子流向负端子。
在某些电路图中,我们经常会看到指向电流I或i的箭头很少,这是常规的电流。我们将在墙壁开关板上看到“最大额定电流为10安培”或在手机充电器中使用“最大充电电流为1安培”等电流。
电流也用作前缀,例如千安(10 3 V),毫安(10 -3 A),微安(10 -6 A),纳安(10 -9 A)等倍数。
什么是电压?
电压是电路两点之间的电位差。它确实通知了作为电能存储在供电点中的势能。我们可以表示或测量电路节点,结等中任意两点之间的电压差。
两点之间的差异称为电位差或 电压降。
此电压降或电势差以伏特为单位,用V或v表示。电压越高表示容量越大,电荷保持越多。
如前所述,恒定电压源称为直流电压。如果电压随时间周期性变化,则为交流电压或交流电。
按照定义,一伏是每库仑电荷一焦耳的能量消耗。关系如下所述
V =势能/电荷 或 1V = 1 J / C
其中,J表示焦耳,C表示库仑。
当1安培的电流流过1欧姆的电阻时,将发生1伏的电压降。
1V = 1A / 1R
其中A是安培,R是电阻(以欧姆为单位)。
电压也用作前缀,例如千伏(10 3 V),毫伏(10 -3 V),微伏(10 -6 V),纳伏(10 -9 V)等。电压也是表示为负电压以及正电压。
交流电压通常出现在家庭插座中。在印度,它是220V AC,在美国是110V AC等。我们可以通过将该AC转换为DC或从电池,太阳能电池板,各种电源装置以及电话充电器中获得DC电压。我们还可以使用逆变器将DC转换为AC。
重要的是要记住,电压可以在没有电流的情况下存在,因为它是两点之间的电压差或电位差,但是如果两点之间没有任何电压差,电流就无法流动。
什么是抵抗?
就像在这个世界上,没有什么是理想的,每种材料都有一定的规格以阻止电子从电子流过。材料的抗蚀剂容量是其电阻,以欧姆(Ω)或 Ω度量。相同的电流和电压时,电阻也有像千欧姆(10个子多个前缀3 Ω),毫欧姆(10 -3 Ω),兆欧姆(10 6 Ω)等电阻无法测量负面的; 它只是一个正值。
电阻通知流过电流的材料是好导体意味着低电阻,还是坏导体意味着高电阻。1 Ω是用1MΩ相比非常低的电阻。
因此,有些材料具有非常低的电阻并且是良好的电导体。像铜,金,银,铝等。另一方面,有些材料具有很高的电阻,因此导电不良,例如玻璃,木材,塑料,并且由于高电阻和不良的导电能力,它们主要用作绝缘体的绝缘体。
同样,特殊类型的材料因其在不良导体和良导体之间导电的特殊能力而广泛用于电子学中。它是半导体,顾名思义它是自然的半导体。晶体管,二极管,集成电路是使用半导体制成的。锗和硅是这一领域中广泛使用的半导体材料。
如前所述,阻力不能为负。但是阻力有两个特定的部分,一个是线性部分,另一个是非线性部分。我们可以应用特定的边界相关数学计算来计算该线性电阻的电阻容量,另一方面,非线性分段电阻在该电阻之间的电压和电流之间没有适当的定义或关系。
欧姆定律和VI关系:
乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm)也就是德国物理学家,他发现电压降,电阻和电流之间成比例关系。这种关系称为欧姆定律。
在他的发现中指出,流经导体的电流与跨接导体的电压成正比。如果将这一发现转化为数学形式,我们将看到
电流(安培)=电压/电阻I(安培)= V / R
如果我们知道来自这三个实体的两个值中的任何一个,则可以找到第三个值。
从上面的公式,我们将找到三个实体,公式将是:
电压 |
V = I x R |
输出将是电压(伏特) |
当前 |
我= V / R |
输出将以安培(A)为单位 |
抵抗性 |
R = V / I |
输出将是电阻,单位为欧姆(Ω) |
让我们使用负载为电阻,电流表用于测量电流,电压表用于测量电压的电路来查看这三个电路的区别。
在上图中,一个电流表串联连接并向电阻负载提供电流,另一方面,一个电压表跨接在电源上以测量电压。
重要的是要记住,电流表必须为0电阻,因为它应该为流过电流的电流提供0电阻,为实现这一点,理想的0欧姆电流表串联连接,但由于电压是电势差在两个节点中,电压表并联。
如果我们线性改变电压源的电流或电压源的电压或电源两端的负载电阻,然后测量单位,我们将产生以下结果:
在此图中,如果R = 1,则电流和电压将成比例增加。V = I x 1或V =I。因此,如果电阻固定,则电压将随电流增加,反之亦然。
什么是力量?
在电子或电路中会创建或消耗功率,额定功率用于提供有关电路消耗多少功率以正确输出功率的信息。
根据自然法则,能量不能被破坏,但是可以被转移,例如当电机上施加电能时,电能会转换为机械能,或者当加热器上施加电能时,电能会转换为热量。因此,加热器需要能量(即功率)以提供适当的散热,该功率是加热器在最大输出时的额定功率。
功率用W符号表示,并以WATT度量。
功率是电压和电流的乘积值。所以,
P = V x I
其中,P是以瓦特为单位的功率,V是电压,I是安培或电流。
它还具有子前缀,例如千瓦(10 3 W),米瓦(10 -3 W),兆瓦(10 6 W)等。
由于欧姆定律V = I×R个和功法P = V X我,所以我们可以把价值V使用幂V = I×R个公式。则幂律将是
P = I * R * I或P = I 2 R
通过安排相同的事物,当其他事物不可用时,我们可以找到至少一件事物,这些公式在以下矩阵中重新排列:
因此,每个细分都包含三个公式。在任何情况下,如果电阻变为0,则电流将为无穷大,这称为短路条件。如果 电压变为0,则电流不存在,瓦数为0;如果电流变为0,则电路处于开路状态,此时存在电压,但没有电流,则瓦数再次为0;如果功率为0电路不会消耗或产生功率。
电子流概念
电流流过充电景点。实际上,由于电子是负粒子,它们从电源的负极端子流向正极端子。因此,在实际电路中,电子电流从负极端子流向正极端子,但是在前面所述的常规电流中,我们假设电流从正极端子流向负极端子。在下一张图片中,我们将很容易理解电流的流动。
无论方向是什么,它都不会影响电路内部的电流。更容易理解常规电流从正向负流。单向电流是直流或直流电,它们交替改变其方向,称为交流电或交流电。
实际例子
让我们看两个例子,以更好地理解事物。
1.在该电路中,一个2V负载两端连接了12V直流电源,计算电路的功耗吗?
在该电路中,总电阻为负载电阻,因此R = 2,输入电源电压为12V DC,因此V = 12V。电路中的电流将为
I = V / R I = 12/2 = 6安培
当瓦数(W)=电压(V)x安培(A)时,总瓦数将为12 x 6 = 72Watt。
我们也可以在没有安培的情况下计算值。
瓦数(W)=电源电压= 2 /电阻 功率= 12 2 /2 = 12 * 12/2 =72瓦特
无论使用什么公式,输出都将相同。
2.在该电路中,负载上的总功耗为30瓦,如果我们连接15V直流电源,则需要多少电流?
在该电路中,总电阻未知。输入电源电压为15V DC,因此V = 15V DC,流经电路的功率为30W,因此,P = 30W。电路中的电流将为
I = P / VI = 30/15 2安培
因此,以30W的功率给电路供电时,我们需要15V直流电源,该电源能够提供2安培或更高的直流电流,因为电路需要2Amp的电流。