alle materialer består af atomer, og alle atomer består af protoner, neutroner og elektroner. Protoner, har en positiv elektrisk ladning. Neutroner har ingen elektrisk ladning (det vil sige de er neutrale), mens elektroner har en negativ elektrisk ladning. Atomer er bundet sammen af kraftige tiltrækningskræfter, der findes mellem atomkernen og elektronerne i dens ydre skal.
når disse protoner, neutroner og elektroner er sammen i atomet, er de glade og stabile. Men hvis vi adskiller dem fra hinanden, vil de reformere og begynde at udøve et tiltrækningspotentiale kaldet en potentiel forskel.
nu, hvis vi opretter et lukket kredsløb, vil disse løse elektroner begynde at bevæge sig og glide tilbage til protonerne på grund af deres tiltrækning, der skaber en strøm af elektroner. Denne strøm af elektroner kaldes en elektrisk strøm. Elektronerne flyder ikke frit gennem kredsløbet, da det materiale, de bevæger sig igennem, skaber en begrænsning af elektronstrømmen. Denne begrænsning kaldes modstand.
derefter består alle grundlæggende elektriske eller elektroniske kredsløb af tre separate, men meget relaterede elektriske mængder kaldet: spænding, (v), strøm, (i ) og modstand, (Lart ).
elektrisk spænding
spænding, ( V ) er den potentielle energi i en elektrisk forsyning, der er lagret i form af en elektrisk ladning. Spænding kan betragtes som den kraft, der skubber elektroner gennem en leder, og jo større spænding jo større er dens evne til at “skubbe” elektronerne gennem et givet kredsløb. Da energi har evnen til at udføre arbejde, kan denne potentielle energi beskrives som det arbejde, der kræves i joules for at flytte elektroner i form af en elektrisk strøm omkring et kredsløb fra et punkt eller en knude til et andet.
derefter er forskellen i spænding mellem to punkter, forbindelser eller kryds (kaldet noder) i et kredsløb kendt som den potentielle forskel ( p.d.), der almindeligvis kaldes Spændingsfald.
potentialforskellen mellem to punkter måles i volt med kredsløbssymbolet V eller små bogstaver “v”, selvom energi, E små bogstaver “e” undertiden bruges til at indikere en genereret emf (elektromotorisk kraft). Så jo større spænding, jo større er trykket (eller trykkraften), og jo større er kapaciteten til at udføre arbejde.
en konstant spændingskilde kaldes en DC spænding med en spænding, der varierer periodisk med tiden kaldes en AC spænding. Spænding måles i volt, hvor en volt defineres som det elektriske tryk, der kræves for at tvinge en elektrisk strøm på en ampere gennem en modstand på en Ohm. Spændinger udtrykkes generelt i volt med præfikser, der bruges til at betegne undermultipler af spændingen, såsom mikrovolt ( privv = 10-6 V), millivolt ( mV = 10-3 V ) eller kilovolt ( kV = 103 v ). Spændingen kan enten være positiv eller negativ.
batterier eller strømforsyninger bruges for det meste til at producere en stabil DC (jævnstrøm) spændingskilde såsom 5v, 12V, 24V osv. Mens A. C. (vekselstrøm) spændingskilder er tilgængelige til husholdningsbrug og industriel kraft og belysning samt kraftoverførsel. Netspændingsforsyningen i Det Forenede Kongerige er i øjeblikket 230 volt a. c.og 110 volt a. c.i USA.
generelle elektroniske kredsløb fungerer på lavspændings DC – batteriforsyninger på mellem 1,5 V og 24 V dc kredsløbssymbolet for en konstant spændingskilde, der normalt gives som et batterisymbol med et positivt, + og negativt, – tegn, der angiver polaritetsretningen. Kredsløbssymbolet for en vekslende spændingskilde er en cirkel med en sinusbølge indeni.
Spændingssymboler
der kan oprettes et simpelt forhold mellem en vandtank og en spændingsforsyning. Jo højere vandtanken over udløbet, jo større er vandets tryk, når mere energi frigives, jo højere spænding jo større er den potentielle energi, når flere elektroner frigives.
spænding måles altid som forskellen mellem to punkter i et kredsløb, og spændingen mellem disse to punkter kaldes generelt “Spændingsfald”. Bemærk, at spænding kan eksistere på tværs af et kredsløb uden strøm, men strøm kan ikke eksistere uden spænding og som sådan enhver spændingskilde, uanset om DC eller AC kan lide en åben eller halvåben kredsløbstilstand, men hader enhver kortslutningstilstand, da dette kan ødelægge den.
elektrisk strøm
elektrisk strøm, ( I ) er bevægelsen eller strømmen af elektrisk ladning og måles i Ampere, symbol i, for intensitet). Det er den kontinuerlige og ensartede strømning (kaldet en drift) af elektroner (de negative partikler i et atom) omkring et kredsløb, der “skubbes” af spændingskilden. I virkeligheden strømmer elektroner fra den negative (–ve) terminal til den positive (+ve) terminal af forsyningen og for at lette kredsløbsforståelsen antager konventionel strømstrøm, at strømmen strømmer fra den positive til den negative terminal.
generelt i kredsløbsdiagrammer strømmen af strøm gennem kredsløbet har normalt en pil forbundet med symbolet, jeg eller små bogstaver i for at indikere den aktuelle retning af strømmen. Imidlertid angiver denne pil normalt retningen for konventionel strømstrøm og ikke nødvendigvis retningen for den faktiske strømning.
konventionel strømstrøm
konventionelt er dette strømmen af positiv ladning omkring et kredsløb, der er positiv til negativ. Diagrammet til venstre viser bevægelsen af den positive ladning (huller) omkring et lukket kredsløb, der strømmer fra batteriets positive terminal, gennem kredsløbet og vender tilbage til batteriets negative terminal. Denne strøm af strøm fra positiv til negativ er generelt kendt som konventionel strømstrøm.
dette var den konvention, der blev valgt under opdagelsen af elektricitet, hvor retningen af elektrisk strøm blev antaget at strømme i et kredsløb. For at fortsætte med denne tankegang peger pilene vist på symboler for komponenter som dioder og transistorer i alle kredsløbsdiagrammer og skemaer i retning af konventionel strømstrøm.
derefter giver konventionel strømstrøm strømmen af elektrisk strøm fra positiv til negativ, og som er modsat i retning af den faktiske strøm af elektroner.
elektronstrøm
strømmen af elektroner omkring kredsløbet er modsat retningen af den konventionelle strømstrøm er negativ til positiv.Den aktuelle strøm, der strømmer i et elektrisk kredsløb, er sammensat af elektroner, der strømmer fra batteriets negative pol (katoden) og vender tilbage til batteriets positive pol (anoden).
dette skyldes, at ladningen på en elektron pr. Denne strøm af elektroner kaldes elektronstrøm. Derfor strømmer elektroner faktisk rundt om et kredsløb fra den negative terminal til den positive.
både konventionel strømstrøm og elektronstrøm bruges af mange lærebøger. Faktisk gør det ingen forskel, hvilken vej strømmen strømmer rundt i kredsløbet, så længe retningen bruges konsekvent. Strømningsretningen påvirker ikke, hvad strømmen gør i kredsløbet. Generelt er det meget lettere at forstå den konventionelle strømstrøm – positiv til negativ.
I elektroniske kredsløb er en strømkilde et kredsløbselement, der giver en bestemt mængde strøm for eksempel 1A, 5a 10 Ampere osv., med kredsløbssymbolet for en konstant strømkilde givet som en cirkel med en pil inde, der angiver dens retning.
strøm måles i ampere, og en amp eller ampere defineres som antallet af elektroner eller ladning (K i Coulombs), der passerer et bestemt punkt i kredsløbet på et sekund (t i sekunder).
elektrisk strøm udtrykkes generelt i forstærkere med præfikser, der bruges til at betegne mikroforstærkere ( Lyra = 10-6a ) eller milliampere ( mA = 10-3a ). Bemærk, at elektrisk strøm kan være enten positiv i værdi eller negativ i værdi afhængigt af dens strømningsretning omkring kredsløbet.
strøm, der strømmer i en enkelt retning kaldes likestrøm eller D. C. og strøm, der veksler frem og tilbage gennem kredsløbet er kendt som vekselstrøm, eller A. C.. Uanset om AC-eller DC-strøm kun strømmer gennem et kredsløb, når en spændingskilde er forbundet til den, hvor dens “strømning” er begrænset til både kredsløbets modstand og spændingskilden, der skubber den.
også som vekselstrømme (og spændinger) er periodiske og varierer med tiden den “effektive” eller “RMS”, (rod gennemsnit kvadreret) værdi givet som Irms producerer det samme gennemsnitlige effekttab svarende til en jævnstrøm ia gennemsnit . Strømkilder er det modsatte af spændingskilder, idet de kan lide korte eller lukkede kredsløbsforhold, men hader åbne kredsløbsforhold, da ingen strøm vil strømme.
Ved hjælp af vandtanken er strømmen ækvivalent med vandstrømmen gennem røret, hvor strømmen er den samme gennem røret. Jo hurtigere vandstrømmen er, desto større er strømmen. Bemærk, at strøm ikke kan eksistere uden spænding, så enhver strømkilde, uanset om DC eller AC kan lide en kort eller semi-kortslutningstilstand, men hader enhver åben kredsløbstilstand, da dette forhindrer den i at strømme.
modstand
modstand, ( R ) er et materiales kapacitet til at modstå eller forhindre strømmen af strøm eller mere specifikt strømmen af elektrisk ladning i et kredsløb. Kredsløbselementet, der gør dette perfekt, kaldes “modstanden”.
modstand er et kredsløbselement målt i ohm, græsk symbol ( liter, Omega ) med præfikser, der bruges til at betegne Kilo-ohm ( k liter = 103 liter ) og Mega-ohm (m liter = 106 liter ). Bemærk, at modstand ikke kan være negativ i værdi kun positiv.
Modstandssymboler
mængden af modstand, som en modstand har, bestemmes af forholdet mellem strømmen gennem den og spændingen over den, der bestemmer, om kredsløbselementet er en “god leder” – lav modstand eller en “dårlig leder”, der er en “god leder”, der er ” – høj modstand. Lav modstand, for eksempel 1 liter eller mindre indebærer, at kredsløbet er en god leder fremstillet af materialer som kobber, aluminium eller kulstof, mens en høj modstand, 1 m liter eller mere indebærer, at kredsløbet er en dårlig leder fremstillet af isoleringsmaterialer som glas, porcelæn eller plast.
en “halvleder” på den anden side, såsom silicium eller germanium, er et materiale, hvis modstand er halvvejs mellem en god leder og en god isolator. Dermed navnet”halvleder”. Halvledere bruges til at fremstille dioder og transistorer osv.
modstand kan være lineær eller ikke-lineær, men aldrig negativ. Lineær modstand adlyder Ohms lov, da spændingen over modstanden er lineært proportional med strømmen gennem den. Ikke-lineær modstand, overholder ikke Ohms lov, men har et spændingsfald over det, der er proportional med en strøm af strømmen.
modstand er ren og påvirkes ikke af frekvens, hvor AC-impedansen af en modstand er lig med dens DC-modstand og som et resultat ikke kan være negativ. Husk, at modstand altid er positiv og aldrig negativ.
en modstand er klassificeret som et passivt kredsløbselement og kan som sådan ikke levere strøm eller lagre energi. I stedet modstande absorberet magt, der vises som varme og lys. Strøm i en modstand er altid positiv uanset spændingspolaritet og strømretning.
for meget lave værdier af modstand, for eksempel milli-ohm, ( m liter ) er det undertiden meget lettere at bruge den gensidige modstand ( 1 / r ) snarere end modstand ( R ) selv. Den gensidige modstand kaldes konduktans, symbol (G) og repræsenterer en leders eller enheds evne til at lede elektricitet.
med andre ord den lethed, hvormed strømmen strømmer. Høje ledningsværdier indebærer en god leder, såsom kobber, mens lave ledningsværdier indebærer en dårlig leder, såsom træ. Standard måleenhed givet for konduktans er Siemen, symbol (er).
den enhed, der bruges til konduktans, er mho (ohm stavet bagud), som er symboliseret med et omvendt Ohm-tegn, der er lodret. Strøm kan også udtrykkes ved hjælp af konduktans som: p = i2/G = v2G.
forholdet mellem spænding, ( v ) og strøm, ( i ) i et kredsløb med konstant modstand, ( R ) ville producere et lige linje i-v-forhold med hældning svarende til værdien af modstanden som vist.
spænding, strøm og Modstandsoversigt
forhåbentlig skal du nu have en ide om, hvordan elektrisk spænding, strøm og modstand er tæt forbundet sammen. Forholdet mellem spænding, strøm og modstand danner grundlaget for Ohms lov. I et lineært kredsløb med fast modstand, hvis vi øger spændingen, går strømmen op, og på samme måde, hvis vi reducerer spændingen, går strømmen ned. Dette betyder, at hvis spændingen er høj, er strømmen høj, og hvis spændingen er lav, er strømmen lav.
ligeledes, hvis vi øger modstanden, går strømmen ned for en given spænding, og hvis vi reducerer modstanden, går strømmen op. Hvilket betyder, at hvis modstanden er høj, er strømmen lav, og hvis modstanden er lav, er strømmen høj.
så kan vi se, at strømstrømmen omkring et kredsløb er direkte proportional (LR ) til spænding, (V forårsager I ) men omvendt proportional ( 1/ LR ) til modstand som, (R forårsager i LR ).
en grundlæggende oversigt over de tre enheder er angivet nedenfor.
- spænding eller potentiel forskel er målingen af potentiel energi mellem to punkter i et kredsløb og kaldes almindeligvis dets ” volt drop “.
- når en spændingskilde er tilsluttet et lukket kredsløb, vil spændingen producere en strøm, der strømmer rundt om kredsløbet.
- i DC −spændingskilder bruges symbolerne +ve (positiv) og-ve (negativ) til at betegne polariteten af spændingsforsyningen.
- spænding måles i volt og har symbolet V for spænding eller E for elektrisk energi.
- strøm er en kombination af elektronstrøm og hulstrøm gennem et kredsløb.
- strøm er den kontinuerlige og ensartede strøm af ladning omkring kredsløbet og måles i ampere eller ampere og har symbolet I.
- strøm er direkte Proportional med spænding (i Larv V)
- den effektive (rms) værdi af en vekselstrøm har det samme gennemsnitlige effekttab svarende til en jævnstrøm, der strømmer gennem et resistivt element.
- modstand er modstanden mod strøm, der strømmer rundt om et kredsløb.
- lave værdier af modstand indebærer en leder og høje værdier af modstand indebærer en isolator.
- strøm er omvendt Proportional med modstand (I 1 / lir R)
- modstand måles i ohm og har det græske symbol Lir eller bogstavet R.
| Quantity | Symbol | Unit of Measure | Abbreviation |
| Voltage | V or E | Volt | V |
| Current | I | Ampere | A |
| Resistance | R | Ohms | Ω |
In the next tutorial about DC Circuits we will look at Ohms Law which is a mathematical ligning forklarer forholdet mellem spænding, strøm og modstand inden for elektriske kredsløb og er grundlaget for elektronik og elektroteknik. Ohms lov er defineret som: V = i * R.
