toate materialele sunt alcătuite din atomi și toți atomii constau din protoni, neutroni și electroni. Protonii, au o sarcină electrică pozitivă. Neutronii nu au sarcină electrică (adică sunt neutri), în timp ce electronii au o sarcină electrică negativă. Atomii sunt legați împreună de forțe puternice de atracție existente între nucleul atomilor și electronii din învelișul său exterior.
când acești protoni, neutroni și electroni sunt împreună în interiorul atomului, ei sunt fericiți și stabili. Dar dacă îi separăm unul de celălalt, vor să se reformeze și să înceapă să exercite un potențial de atracție numit diferență de potențial.acum, dacă creăm un circuit închis, acești electroni pierduți vor începe să se miște și să se întoarcă înapoi la protoni datorită atracției lor, creând un flux de electroni. Acest flux de electroni se numește curent electric. Electronii nu curg liber prin circuit, deoarece materialul prin care se deplasează creează o restricție la fluxul de electroni. Această restricție se numește rezistență.
atunci toate circuitele electrice sau electronice de bază constau din trei cantități electrice separate, dar foarte înrudite, numite: Tensiune, (v), Curent, (i ) și rezistență, (XV ).
tensiune electrică
Tensiune, ( V ) este energia potențială a unei surse electrice stocate sub forma unei sarcini electrice. Tensiunea poate fi considerată forța care împinge electronii printr-un conductor și cu cât tensiunea este mai mare, cu atât este mai mare capacitatea sa de a „împinge” electronii printr-un circuit dat. Deoarece energia are capacitatea de a lucra, această energie potențială poate fi descrisă ca munca necesară în jouli pentru a muta electronii sub forma unui curent electric în jurul unui circuit dintr-un punct sau nod în altul.
atunci diferența de tensiune dintre oricare două puncte, conexiuni sau joncțiuni (numite noduri) într-un circuit este cunoscută sub numele de diferența de potențial, ( p.D. ) denumită în mod obișnuit căderea de tensiune.
diferența de potențial dintre două puncte este măsurată în volți cu simbolul circuitului V sau „V” cu litere mici, deși energia, E minusculă „e” este uneori utilizată pentru a indica un EMF generat (forța electromotoare). Apoi, cu cât tensiunea este mai mare, cu atât este mai mare presiunea (sau forța de împingere) și cu atât este mai mare capacitatea de a lucra.
o sursă de tensiune constantă se numește tensiune DC cu o tensiune care variază periodic cu timpul se numește tensiune AC. Tensiunea este măsurată în volți, un volt fiind definit ca presiunea electrică necesară pentru a forța un curent electric de un amper printr-o rezistență de un Ohm. Tensiunile sunt, în general, exprimate în volți cu prefixe utilizate pentru a desemna sub-multipli ai tensiunii, cum ar fi microvolți ( olvv = 10-6 V), milivolți ( mV = 10-3 V ) sau kilovolți ( kV = 103 v ). Tensiunea poate fi pozitivă sau negativă.
bateriile sau sursele de alimentare sunt utilizate în cea mai mare parte pentru a produce o sursă de tensiune constantă DC (Curent continuu), cum ar fi 5V, 12V, 24V etc. în circuite și sisteme electronice. În Timp Ce A. C. (curent alternativ) sursele de tensiune sunt disponibile pentru casa casnică și puterea industrială și iluminatul, precum și transmisia de putere. Alimentarea cu tensiune de rețea în Regatul Unit este în prezent de 230 volți a.C. și 110 volți a.C. în SUA.
circuitele electronice generale funcționează pe surse de baterie DC de joasă tensiune între 1,5 V și 24 V dc simbolul circuitului pentru o sursă de tensiune constantă dat de obicei ca simbol al bateriei cu un semn pozitiv, + și negativ, – indicând direcția polarității. Simbolul circuitului pentru o sursă de tensiune alternativă este un cerc cu o undă sinusoidală în interior.
simboluri de tensiune
se poate face o relație simplă între un rezervor de apă și o sursă de tensiune. Cu cât este mai mare rezervorul de apă deasupra orificiului de evacuare, cu atât este mai mare presiunea apei pe măsură ce se eliberează mai multă energie, cu atât este mai mare tensiunea, cu atât este mai mare energia potențială pe măsură ce sunt eliberați mai mulți electroni.
tensiunea este întotdeauna măsurată deoarece diferența dintre oricare două puncte dintr-un circuit și tensiunea dintre aceste două puncte este denumită în general „căderea de tensiune”. Rețineți că tensiunea poate exista pe un circuit fără curent, dar curentul nu poate exista fără tensiune și, ca atare, orice sursă de tensiune, indiferent dacă DC sau AC îi place o stare de circuit deschis sau semi-deschis, dar urăște orice stare de scurtcircuit, deoarece aceasta o poate distruge.
curent electric
Curent Electric, ( I ) este mișcarea sau fluxul de sarcină electrică și se măsoară în amperi, simbolul i, pentru intensitate). Este fluxul continuu și uniform (numit derivă) de electroni (particulele negative ale unui atom) în jurul unui circuit care sunt „împinse” de sursa de tensiune. În realitate, electronii curg de la borna negativă (–ve) la borna pozitivă (+ve) a alimentării și pentru ușurința înțelegerii circuitului fluxul curent convențional presupune că curentul curge de la borna pozitivă la borna negativă.
În general, în diagramele de circuit, fluxul de curent prin circuit are de obicei o săgeată asociată cu simbolul, I, sau cu litere mici i pentru a indica direcția reală a fluxului de curent. Cu toate acestea, această săgeată indică de obicei direcția fluxului curent convențional și nu neapărat direcția fluxului real.
curent convențional
convențional acesta este fluxul de sarcină pozitivă în jurul unui circuit, fiind de la pozitiv la negativ. Diagrama din stânga arată mișcarea sarcinii pozitive (găuri) în jurul unui circuit închis care curge de la borna pozitivă a bateriei, prin circuit și revine la borna negativă a bateriei. Acest flux de curent de la pozitiv la negativ este în general cunoscut sub numele de flux de curent convențional.
aceasta a fost Convenția aleasă în timpul descoperirii electricității în care se credea că direcția curentului electric curge într-un circuit. Pentru a continua cu această linie de gândire, în toate diagramele și schemele de circuite, săgețile afișate pe simboluri pentru componente precum diode și tranzistoare indică în direcția fluxului de curent convențional.
atunci fluxul de curent convențional dă fluxul de curent electric de la pozitiv la negativ și care este opus în direcția fluxului real de electroni.
fluxul de electroni
fluxul de electroni din jurul circuitului este opus direcției fluxului de curent convențional fiind negativ la pozitiv.Curentul real care curge într-un circuit electric este compus din electroni care curg de la polul negativ al bateriei (catodul) și se întorc înapoi la polul pozitiv (anodul) bateriei.
Acest lucru se datorează faptului că sarcina pe un electron este negativă prin definiție și astfel este atrasă de terminalul pozitiv. Acest flux de electroni se numește flux de curent de electroni. Prin urmare, electronii curg de fapt în jurul unui circuit de la terminalul negativ la pozitiv.
atât fluxul de curent convențional, cât și fluxul de electroni sunt utilizate de multe manuale. De fapt, nu face nicio diferență în ce direcție curge curentul în jurul circuitului, atâta timp cât direcția este utilizată în mod consecvent. Direcția fluxului de curent nu afectează ceea ce face curentul în circuit. În general, este mult mai ușor de înțeles fluxul curent convențional – pozitiv la negativ.
în circuitele electronice, o sursă de curent este un element de circuit care furnizează o cantitate specificată de curent, de exemplu, 1a, 5a 10 Amperi etc., cu simbolul circuitului pentru o sursă de curent constant dat ca un cerc cu o săgeată în interior indicând direcția sa.
curentul este măsurat în amperi și un amperi sau amperi este definit ca numărul de electroni sau sarcină (Q în Coulombi) care trece un anumit punct în circuit într-o secundă, (t în secunde).
curentul electric este în general exprimat în amperi cu prefixe utilizate pentru a desemna micro amperi ( acqua = 10-6a ) sau miliamperi ( mA = 10-3a ). Rețineți că curentul electric poate fi pozitiv în valoare sau negativ în valoare, în funcție de direcția sa de curgere în jurul circuitului.
curentul care curge într-o singură direcție se numește curent continuu sau DC. și curentul care alternează înainte și înapoi prin circuit este cunoscut sub numele de curent alternativ sau A. C.. Dacă curentul AC sau DC curge printr-un circuit numai atunci când o sursă de tensiune este conectată la acesta, „fluxul” său fiind limitat atât la rezistența circuitului, cât și la sursa de tensiune care îl împinge.
de asemenea, deoarece curenții alternativi (și tensiunile) sunt periodice și variază în funcție de timp, valoarea „efectivă” sau „RMS”, (rădăcină medie pătrată) dată ca Irms produce aceeași pierdere medie de putere echivalentă cu o medie de curent continuu . Sursele de curent sunt opuse surselor de tensiune prin faptul că le plac condițiile de scurtcircuit sau circuit închis, dar urăsc condițiile de circuit deschis, deoarece nu va curge curent.
folosind relația rezervorului de apă, curentul este echivalentul fluxului de apă prin conductă, debitul fiind același în toată conducta. Cu cât fluxul de apă este mai rapid, cu atât este mai mare curentul. Rețineți că curentul nu poate exista fără tensiune, astfel încât orice sursă de curent, indiferent dacă DC sau AC îi place o stare de scurtcircuit sau semi-scurtcircuit, dar urăște orice stare de circuit deschis, deoarece acest lucru îl împiedică să curgă.
rezistență
rezistență, ( R ) este capacitatea unui material de a rezista sau de a preveni fluxul de curent sau, mai precis, fluxul de sarcină electrică într-un circuit. Elementul de circuit care face acest lucru perfect se numește „rezistor”.
rezistenta este un element de circuit masurat in ohmi, simbol grecesc ( XV, Omega ) cu prefixe folosite pentru a denumi Kilo-ohmi ( k-XTX = 103-XTX ) si Mega-ohmi ( m-XTX = 106-XTX ). Rețineți că rezistența nu poate fi negativă în valoare doar pozitivă.
simboluri Rezistoare
cantitatea de rezistență pe care o are un rezistor este determinată de relația curentului prin el cu tensiunea din el care determină dacă elementul circuitului este un „conductor bun” – rezistență scăzută sau un „conductor rău” – rezistență ridicată. Rezistenta scazuta, de exemplu 1 sau mai putin de un hectar, implica faptul ca circuitul este un conductor bun realizat din materiale precum cupru, aluminiu sau carbon, in timp ce o rezistenta ridicata, 1M sau mai mult, implica faptul ca circuitul este un conductor defect din materiale izolante precum sticla, portelanul sau plasticul.
un „semiconductor”, pe de altă parte, cum ar fi siliciul sau germaniul, este un material a cărui rezistență este la jumătatea distanței dintre cel al unui bun conductor și un bun izolator. De aici și numele de „semi-conductor”. Semiconductorii sunt folosiți pentru a face diode și tranzistoare etc.
rezistența poate fi liniară sau neliniară în natură, dar niciodată negativă. Rezistența liniară se supune legii lui Ohm, deoarece tensiunea pe rezistor este liniar proporțională cu curentul prin ea. Rezistență neliniară, nu se supune legii lui Ohm, dar are o cădere de tensiune care este proporțională cu o anumită putere a curentului.
rezistența este pură și nu este afectată de frecvență, impedanța AC a unei rezistențe fiind egală cu rezistența DC și, prin urmare, nu poate fi negativă. Amintiți-vă că rezistența este întotdeauna pozitivă și niciodată negativă.
un rezistor este clasificat ca un element de circuit pasiv și, ca atare, nu poate furniza energie sau stoca energie. În schimb rezistențe absorbit de putere care apare ca căldură și lumină. Puterea într-o rezistență este întotdeauna pozitivă, indiferent de polaritatea tensiunii și direcția curentului.
pentru valori foarte scăzute ale rezistenței, de exemplu Mili-ohmi ( m), uneori este mult mai ușor să se utilizeze reciproca rezistenței ( 1/R), mai degrabă decât rezistența ( R ) în sine. Reciproca rezistenței se numește conductanță, simbol (G) și reprezintă capacitatea unui conductor sau a unui dispozitiv de a conduce electricitatea.
cu alte cuvinte ușurința cu care curge curentul. Valorile ridicate ale conductanței implică un conductor bun, cum ar fi cuprul, în timp ce valorile scăzute ale conductanței implică un conductor rău, cum ar fi lemnul. Unitatea standard de măsură dată pentru conductanță este Siemen, simbol (e).
unitatea utilizată pentru conductanță este mho (Ohm scris înapoi), care este simbolizat printr-un semn Ohm inversat. Puterea poate fi exprimată și folosind conductanța ca: p = i2 / G = v2G.
relația dintre Tensiune, ( v ) și curent, ( i ) într-un circuit de rezistență constantă, ( R ) ar produce o relație de linie dreaptă i-v cu panta egală cu valoarea rezistenței așa cum se arată.
tensiune, curent și rezistență rezumat
sperăm că până acum ar trebui să aveți o idee despre modul în care tensiunea electrică, curent și rezistență sunt strâns legate între ele. Relația dintre tensiune, curent și rezistență formează baza Legii lui Ohm. Într-un circuit liniar de rezistență fixă, dacă creștem tensiunea, curentul crește și, în mod similar, dacă scădem tensiunea, curentul scade. Aceasta înseamnă că, dacă tensiunea este ridicată, curentul este ridicat, iar dacă tensiunea este scăzută, curentul este scăzut.
De asemenea, dacă creștem rezistența, curentul scade pentru o anumită tensiune și dacă scădem rezistența, curentul crește. Ceea ce înseamnă că, dacă rezistența este mare curent este scăzut și dacă rezistența este scăzută curent este mare.
atunci putem vedea că fluxul de curent în jurul unui circuit este direct proporțional (XV ) cu tensiunea, ( V cauze I ) dar invers proporțional ( 1 / hectolixt ) cu rezistența ca, ( r cauze i Ecuador ).
Un rezumat de bază al celor trei unități este prezentat mai jos.
- tensiunea sau diferența de potențial este măsura energiei potențiale între două puncte dintr-un circuit și este denumită în mod obișnuit ” căderea voltului „.
- când o sursă de tensiune este conectată la un circuit cu buclă închisă, tensiunea va produce un curent care curge în jurul circuitului.
- în sursele de tensiune DC simbolurile +ve (pozitiv) și −ve (negativ) sunt utilizate pentru a indica polaritatea sursei de tensiune.
- tensiunea este măsurată în volți și are simbolul V pentru tensiune sau E pentru energie electrică.
- fluxul de curent este o combinație de flux de electroni și flux de găuri printr-un circuit.
- curentul este fluxul continuu și uniform de sarcină în jurul circuitului și este măsurat în amperi sau amperi și are simbolul I.
- curentul este direct proporțional cu tensiunea (I V)
- valoarea efectivă (rms) a unui curent alternativ are aceeași pierdere medie de putere echivalentă cu un curent continuu care curge printr-un element rezistiv.
- rezistența este opoziția față de curentul care curge în jurul unui circuit.
- valorile scăzute ale rezistenței implică un conductor și valorile ridicate ale rezistenței implică un izolator.
- curentul este invers Proportional cu rezistenta (i 1 / XV R)
- rezistenta este masurata in ohmi si are simbolul grecesc (XL) sau litera (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 ecuația care explică relația dintre tensiune, curent și rezistență în circuitele electrice și este fundamentul electronicii și ingineriei electrice. Legea lui Ohm este definită ca: V = i*R.
