Содержание

Смета на электромонтажные работы. Быстрый сметный расчет стоимости и цены

Мы предлагаем своим клиентам качественные услуги электромонтажа с трехлетней гарантией. Специалисты прибывают на вызов в течение 2 часов, при аварии – в течение 1 часа. Все сотрудники компании «Спецэлектромонтаж» имеют стаж от 5 лет, дипломы об электротехническом образовании и необходимые допуски.

При этом сумма в нашей смете обязательно вас приятно удивит! Предлагаем вам убедиться в этом.

Как рассчитать стоимость своего заказа?

1. По прайс-листу.

Составить смету и выполнить примерный расчет стоимости электромонтажных работ вы можете с помощью нашего прайс-листа.

ПРАЙС-ЛИСТ

2. С помощью нашего калькулятора.

Также для расчета стоимости электромонтажных работ вы можете воспользоваться нашим калькулятором.

КАЛЬКУЛЯТОР

Калькулятор поможет вам рассчитать затраты на наиболее востребованную нашу услугу – монтаж электропроводки.

Его использование может существенно облегчить сметный расчет электромонтажных работ. Для того, чтобы выполнить расчет сметы с помощью нашего калькулятора, достаточно просто выбрать в левой колонке назначение ремонтируемого помещения, а в правой – ввести его площадь в метрах.

Конечная смета на электромонтажные работы может отличаться от стоимости, указанной в прайс-листе, либо расчета, полученного с помощью калькулятора.

3. Составить смету на электромонтажные работы для любого бюджета помогут наши специалисты.

Вы всегда можете уточнить сметную стоимость электромонтажных работ, позвонив по телефону (495) 796 27 17 или заказав выезд нашего специалиста для расчета стоимости заказа (услуга бесплатная).

При расчете сметы на электромонтажные работы мы исходим из ваших возможностей и пожеланий. Сметы составляются как по типовым схемам, так и по индивидуальным схемам заказчика.

Мы предлагаем вам привлекательную стоимость услуг и гибкую систему скидок.

К тому же в нашей компании регулярно проводятся акции и спецпредложения. Следите за ними, и вы сможете получить высококачественные услуги квалифицированных специалистов по максимально доступной стоимости!

Когда требуется смета на электромонтажные работы?

Составление подробной сметы на выполнение электромонтажных работ – это важный этап подготовки к монтажу электричества в частном доме, квартире или любом коммерческом объекте. Рекомендуем вам подойти к этому этапу наиболее тщательно. Ведь чем подробнее и качественнее будет составлена смета, тем меньше риск переплаты и незапланированных расходов.

При составлении сметы учитываются следующий аспекты:

  • особенности помещения, в котором выполняются работы,
  • объем работ,
  • качество и количество материалов на основе схемы электропроводки,
  • перечень требуемых материалов и оборудования и их стоимость.

Итоговая стоимость по смете и детализация по каждой услуге позволит вам оптимизировать свои расходы, спрогнозировать бюджет, изменить при необходимости количество материалов и проводимых работ. Со сметой необходимо ознакомиться всем заинтересованным лицам: заказчику – для планирования своих расходов и исполнителю – для покупки необходимых материалов.

Прайс-лист на электромонтажные работы в Москве

Опытные исполнители Юду приедут к вам домой или в офис компании, чтобы рассчитать примерную стоимость работ по ремонту электрики. Наши исполнители помогут профессионально провести электрику:

Как работают исполнители YouDo

Разыскивая электрика по объявлению, не всегда можно быть уверенным в высоком качестве обслуживания. С помощью YouDo вы найдете надежного исполнителя, готового выполнить внутренние и наружные работы по электро-монтажу максимально эффективно и по низким расценкам.

Оставьте заявку на YouDo или свяжитесь с выбранным мастером из базы данных сервиса самостоятельно, чтобы получить прайс-лист. Если он вас устроит, назовите свой домашний адрес, контактный телефон и назначьте удобное время для вызова специалиста.

Мастер приедет в назначенный срок, оценит состояние проводки, даст рекомендации по поводу установки розеток и проходных выключателей, составит план выполнения ремонтных работ, посчитает стоимость услуг по прейскуранту.

Подготовительный этап включает в себя следующие пункты:

  • составление расчетной сметы, где оговорены цена и перечень услуг мастера
  • подписание договора
  • покупка необходимого электротехнического оборудования для выполнения электромонтажа (не входит в основной тариф на услуги мастера)

Квалифицированные электрики, зарегистрированные на YouDo, применяют исключительно сертифицированное оборудование и оригинальные комплектующие. Работы проводятся с учетом всех норм безопасности.

Работы внутри квартир, загородных коттеджей, промышленных помещений и офисов компаний выполняются закрытым способом и включают следующие этапы:

  • подготовка штроб, выемок для розеток и выключателей
  • установка щитов и прокладка кабеля
  • монтаж распределительного короба внутри щитка
  • проверка исправности электрической сети
  • крепеж кабеля внутри стен, установка розеток, кабелей и проходных выключателей

Если планируется проведение линии электричества по дереву и гипсокартону, исполнители Юду используют открытый способ.

Установка силового кабеля осуществляется внутри и снаружи производственных и промышленных зданий, многоквартирных домов и загородных коттеджей. Опытные электрики проложат кабель от здания к столбу на улице, сделают заземление.

Расчет стоимости услуг электромонтажника

Тариф на услуги исполнителей YouDo указан в их профиле. Он может быть разным, в зависимости от ряда факторов:

  • сроки выполнения монтажных работ
  • объемы работ
  • протяженность сети
  • площадь помещения (стоимость за 1 м2)
  • сколько стоит электротехническое оборудование (обычно используются оригинальные комплектующие)
  • необходимость использования дополнительного спецоборудования

Рассчитать стоимость электромонтажных работ по прейскуранту мастер сможет после того, как оценит сложность задачи.

Преимущества сервиса YouDo

По низким тарифам специалисты YouDo выполнят внутренний и наружный электромонтаж в производственных и офисных помещениях, деревянных одноэтажных или панельных многоквартирных домах Подмосковья и Москвы. Закажите профессиональные услуги электриков на Юду.  Квалифицированные мастера смогут:

  • заменить электропроводку в квартире
  • протянуть силовой кабель до столба на улице (расчет цены за метр)
  • сделать заземление здания
  • проложить штробу по дереву или протянуть электричество по гипсокартону

С помощью YouDo вы можете заказать разовую услугу электрика в Москве и Подмосковье или заключить сметный договор на долгосрочное сотрудничество, выполнение работ любого объема.

Все исполнители при регистрации на YouDo проходят верификацию. У каждого из них есть профиль на сайте, где указана информация о специалисте, отзывы предыдущих заказчиков и примерные расценки на услуги (в расчете за 1 квадратный метр площади).

Не тратьте время на поиски объявлений, обратитесь к сайту YouDo, чтобы получить прайс-лист на электромонтажные работы, заказать в Москве и Подмосковье замену электропроводки по низкой цене.

Стоимость электромонтажных работ можно рассчитать, пользуясь нашим калькулятором

Электромонтажные работы являются важной частью в обустройстве частных домов, коттеджей, особняков, офисов и других, производственных и жилых помещений. Работы необходимо доверить профессиональным специалистам компаний, осуществляющих проведение электрических коммуникаций. Наличие соответствующих знаний, длительного опыта деятельности, штата высококлассных сотрудников позволяют нам выполнять электромонтажные работы в Твери и регионе на высоком уровне. Современные технологические разработки и качественные материалы дают хорошую возможность производить весь процесс работ в соответствии с европейскими нормами стандартов качества.

 

Основные электромонтажные работы, производимые нашими специалистами:

 

  • сборка щитов и автоматики;
  • прокладку электропроводки «с нуля»;
  • ремонт отдельных участков линий;
  • монтаж пола с подогревом;
  • укладку кабельных сетей в скрытом и открытом виде;
  • монтаж осветительных приборов всех типов;
  • установку розеток, электрических приборов любого вида и степени сложности;
  • частичную или полную замену коммуникаций;
  • монтаж светодиодных приборов, ленты, элементов декоративной подсветки;
  • обнаружение неполадок в электрических цепях и их устранение;
  • работы по установке и переносу электрощитов, счетчиков, автоматических приборов;
  • подключение различной бытовой техники;
  • монтаж систем освещения с дистанционным управлением;
  • сборка трансформаторных подстанций;
  • установка ПКУэ;
  • монтаж опор ЛЭП;
  • монтаж уличного освещения;
  • молниезащита зданий и сооружений;
  • прокладка кабеля в земле;
  • установка кабельных муфт (соединительных, концевых).


Профессиональный подход к работе позволяет выполнять электромонтаж оборудования в помещениях любой сложности и конфигурации. Может осуществляться штробление кирпичных и бетонных стен под скрытую проводку. Для качественного проведения работ имеются необходимые инструменты и приборы. Перед началом монтажа оговариваются все условия процесса. Стоимость электромонтажа зависит от многих факторов: объема работ, сложности выполнения, используемых материалов и других деталей. Цены являются оптимальными и не превышают стоимость работ конкурирующих фирм. Сравните стоимость электромонтажных работ со стоимостью услуг других компаний.

 

Рассчитать стоимость электромонтажных работ под ключ в Москве в новостройке, заказать электромонтажные работы Московская область в деревянном доме

Где бы ни проводились электромонтажные работы — в деревянном доме, в новостройке или в коттедже — они требуют не только профессионального исполнения, но и строгого соблюдения техники безопасности. Их должны осуществлять специалисты с допусками в соответствии с заранее составленным проектом.

Только такой подход позволит провести электромонтажные работы в коттедже или новостройке на высоком профессиональном уровне. Он обеспечит желаемый комфорт при эксплуатации всех помещений дома наряду с высоким уровнем безопасности.

Где заказать?

Заказать электромонтажные работы в Московской области и в столице можно в компании «Вилена». Их проведением занимаются специалисты узкого профиля, которые имеют соответствующие допуски и специализируются именно на этом направлении. Желаете рассчитать стоимость электромонтажных работ? Звоните нам или заполните заявку онлайн. С Вами свяжется наш специалист и ответит на любые Ваши вопросы. Кроме того, Вы можете ознакомиться с нашим прайс-листом на электромонтажные работы в Москве, который представлен на соответствующей странице нашего официального сайта!

Особенности электромонтажных работ

Электромонтажные работы в новостройке или уже эксплуатируемом строении — это всегда трудоёмкий, сложный процесс, требующий профессионализма исполнителя. Перед тем как приступить к проведению работ, электрики компании «Вилена» внимательно осматривают объект, тестируют параметры уже имеющейся сети, обсуждают с заказчиком его пожелания и требования. На основании полученных данных разрабатывается проект, в соответствии с которым и будут проводиться работы.

Для того чтобы электромонтажные работы «под ключ» (Москва) были проведены эффективно, особое внимание уделяется разработке проекта. В расчёт принимается целый ряд деталей, включая:

  • любые возможные нагрузки сети;
  • оборудование, необходимое для бесперебойной работы;
  • бытовая техника, которая будет в эксплуатации;
  • количество розеток и выключателей;
  • прочее.

Прокладка проводки может осуществляться двумя способами, которые влияют на цену проведения работ. Их выбор осуществляется в зависимости от особенностей объекта и пожеланий заказчика. Так, проводка может быть открытой, крепиться прямо на стенах или в кабель-канале — или же скрытой, прокладываемой на этапе строительства. Она предусматривает использование специальной трубы, в которую и помещают кабель. Сама труба прокладывается в стеновых конструкциях.

Электромонтажные работы от специалистов компании «Вилена» — залог безопасности и долговечности проводки!

Учебное пособие по физике: Мощность: заставляем заряды работать

Электрические цепи предназначены для выполнения полезной функции. Простое перемещение заряда от терминала к терминалу мало полезно, если электрическая энергия, которой обладает заряд, не преобразуется в другую полезную форму. Если снабдить цепь батареей и проводом, ведущим от положительной клеммы к отрицательной без электрического устройства (лампочка, звуковой сигнал, двигатель и т. Д.), Это приведет к высокой скорости потока заряда. Такая цепь обозначается как короткое замыкание .При быстром прохождении заряда между терминалами скорость потребления энергии будет высокой. Такая схема нагревает провода до высокой температуры и довольно быстро истощает батарею.

Когда цепь оснащена лампочкой, звуковым сигналом или двигателем, электрическая энергия, подаваемая на заряд аккумулятором, преобразуется в другие формы в электрическом устройстве. Лампочка, звуковой сигнал и двигатель обычно называют нагрузкой . В лампочке электрическая энергия преобразуется в полезную световую энергию (и некоторую бесполезную тепловую энергию).В бипере электрическая энергия преобразуется в звуковую. А в двигателе электрическая энергия преобразуется в механическую.

Электрическая цепь – это просто инструмент преобразования энергии. Энергия подается в схему от электрохимического элемента, батареи, генератора или другого источника электроэнергии. И энергия передается по цепи к нагрузке в месте расположения нагрузки. Скорость, с которой происходит это преобразование энергии, имеет большое значение для тех, кто проектирует электрические цепи для полезных функций.Мощность – скорость, с которой выполняется механическая работа – была введена в модуле 5 в классе физики.

Здесь мы обсудим мощность с точки зрения электричества; хотя контекст изменился, сущностный смысл концепции власти останется прежним. Мощность – это скорость, с которой электрическая энергия подается в цепь или потребляется нагрузкой. Электрическая энергия подается на нагрузку от источника энергии, такого как электрохимический элемент. Вспомните из Урока 1, что ячейка действительно работает с зарядом, чтобы переместить его с терминала с низкой энергией на терминал с высокой энергией.Работа, совершаемая над зарядом, эквивалентна изменению электрической потенциальной энергии заряда. Таким образом, электрическая мощность, как и механическая мощность, – это скорость, с которой выполняется работа. Как и ток, мощность – это величина скорости. Его математическая формула выражается на основе
на
раз.

Независимо от того, идет ли речь о энергии, полученной зарядом в источнике энергии, или энергии, потерянной зарядом в нагрузке, электрическая мощность относится к скорости, с которой заряд изменяет свою энергию. В электрохимической ячейке (или другом источнике энергии) изменение является положительным изменением (т. Е. Приростом энергии), а при нагрузке изменение является отрицательным изменением (т. Е. Потерей энергии). Таким образом, мощность часто называют скоростью изменения энергии, и ее уравнение выражается как изменение энергии за время. Как и механическая мощность, единицей электрической мощности является Вт , сокращенно Вт . (Совершенно очевидно, что важно не путать символ

Вт как единицу мощности с символом Вт , обозначающим количество работы, выполняемой источником энергии при зарядке.) Ватт мощности эквивалентен доставке 1 джоуля энергии каждую секунду. Другими словами:

1 ватт = 1 джоуль в секунду

Когда наблюдается, что электрическая лампочка рассчитана на 60 Вт, то каждую секунду к лампочке доставляется 60 джоулей энергии. 120-ваттные лампочки потребляют 120 джоулей энергии каждую секунду. Отношение энергии, доставленной или израсходованной устройством ко времени, равно мощности устройства .

Киловатт-час

Электроэнергетические компании, обеспечивающие дома электроэнергией, ежемесячно вносят в эти дома счет за использованную электроэнергию.Типичный счет может быть очень сложным, когда в нем есть ряд строк, в которых указывается плата за различные аспекты коммунальных услуг. Но где-то в счете будет плата за количество киловатт-часов из

электроэнергии , которые были израсходованы. Что такое киловатт-час? Это единица мощности? время? энергия? или какое-то другое количество? И когда мы платим за потребляемую электроэнергию, за что именно мы платим?

Тщательный осмотр агрегата киловатт-час дает ответы на эти вопросы.Киловатт – это единица мощности, а час – единица времени. Таким образом, киловатт • час – это единица мощности • времени. Если мощность = Δэнергия / время, то мощность • время = Δэнергия. Итак, единица мощности • время – это единица энергии. Киловатт • час – это единица энергии. Когда электроэнергетическая компания взимает с домохозяйства плату за использованную электроэнергию, они взимают плату за электроэнергию. Коммунальная компания в США отвечает за обеспечение того, чтобы разность электрических потенциалов на двух основных проводах дома составляла от 110 до 120 вольт.А поддержание этой разницы потенциалов требует энергии.

Распространено заблуждение, что коммунальные предприятия поставляют электроэнергию в виде носителей заряда или электронов. Дело в том, что подвижные электроны, которые находятся в проводах наших домов, будут там, независимо от того, существует ли коммунальная компания или нет. Электроны приходят с атомами, которые составляют провода наших домашних цепей. Коммунальная компания просто предоставляет энергию, которая вызывает движение носителей заряда в бытовых цепях.И когда они взимают с нас несколько сотен киловатт-часов электроэнергии, они выставляют нам счет за электроэнергию.

Разность электрических потенциалов на двух вставках бытовой электросети зависит от страны. Используйте виджет
Household Voltages
ниже, чтобы узнать значения напряжения в домашних условиях для различных стран (например, США, Канады, Японии, Китая, Южной Африки и т. Д.).

Расчетная мощность

Скорость, с которой энергия передается в электрическую лампочку по цепи, связана с разностью электрических потенциалов, установленной на концах цепи (т.е.е. номинальное напряжение источника энергии) и ток, протекающий по цепи. Связь между мощностью, током и разностью электрических потенциалов может быть получена путем объединения математических определений мощности, разности электрических потенциалов и тока. Мощность – это скорость, с которой энергия добавляется в цепь или удаляется из нее аккумулятором или нагрузкой. Ток – это скорость, с которой заряд проходит через точку в цепи. А разность электрических потенциалов на двух концах цепи – это разность потенциальной энергии на заряд между этими двумя точками.В форме уравнения эти определения можно сформулировать как

Уравнение 3, приведенное выше, можно переформулировать, чтобы показать, что изменение энергии на двух концах цепи является произведением разности электрических потенциалов и заряда – ΔV • Q. Подставив это выражение для изменения энергии в уравнение 1, вы получите следующее уравнение :

В приведенном выше уравнении в числителе стоит Q , а в знаменателе – t .Это просто ток; и как таковое уравнение можно переписать как

Электрическая мощность – это просто произведение разности электрических потенциалов и силы тока. Чтобы определить мощность батареи или другого источника энергии (то есть скорость, с которой он передает энергию в цепь), нужно просто взять разность электрических потенциалов, которую он устанавливает во внешней цепи, и умножить ее на ток в цепи. Чтобы определить мощность электрического устройства или нагрузки, нужно просто взять разность электрических потенциалов на устройстве (иногда называемую падением напряжения) и умножить ее на ток в устройстве.

Как обсуждалось выше, мощность, подаваемая на электрическое устройство в цепи, связана с током в устройстве и разностью электрических потенциалов (то есть напряжением), приложенной к устройству. Используйте виджет Electric Power ниже, чтобы исследовать влияние переменного тока и напряжения на мощность.

Проверьте свое понимание

1.Назначение каждой цепи – подавать энергию для работы различных электрических устройств. Эти устройства сконструированы для преобразования энергии текущего заряда в другие формы энергии (например, световую, тепловую, звуковую, механическую и т. Д.). Используйте полные предложения, чтобы описать преобразования энергии, которые происходят в следующих устройствах.

а. Дворники на авто

г. Схема размораживания автомобиля

г. Фен

2.Определить …

а. … ток в 60-ваттной лампочке, подключенной к розетке на 120 вольт.

г. … ток в 120-ваттной лампочке, подключенной к 120-вольтовой розетке.

г. … мощность пилы, которая потребляет ток 12 ампер при подключении к розетке на 120 вольт.

г. … мощность тостера, который потребляет ток 6 ампер при подключении к розетке на 120 вольт.

e. … ток в 1000-ваттной микроволновой печи, подключенной к розетке на 120 вольт.

3. Ваша 60-ваттная лампочка подключена к домашней розетке на 110 вольт и оставлена ​​включенной на 3 часа. Коммунальная компания взимает с вас 0,11 доллара за киловатт • час. Объясните, как можно рассчитать стоимость такой ошибки .

4. Альфредо деДарк часто оставляет бытовую технику включенной без уважительной причины (по крайней мере, по словам его родителей).Семья деДарк платит 10 центов за киловатт-час (т. Е. 0,10 доллара за киловатт-час) за электроэнергию. Выразите свое понимание взаимосвязи между мощностью, электрической энергией, временем и затратами, заполнив приведенную ниже таблицу.

Номинальная мощность

(Ватт)

Время

(часы)

Используемая энергия

(киловатт-час)

Стоимость

(центов)

Стоимость

($)

Лампа на 60 Вт 1 0.060 кВт • час 0,6 ¢ 0,006 долл. США
Лампа на 60 Вт 4
Лампа 120 Вт 2
Лампа на 100 Вт 10 кВт-ч
Лампа на 60 Вт 1000 ¢ 10 долларов США
100 60 кВт-ч

Электроэнергия – Электроэнергия – Редакция GCSE Physics (Single Science) – Другое

Расчет переданной энергии

Определите передаваемую энергию, используя следующее уравнение:

энергия = ток x напряжение x время

E = I × V × t

где:

E – передаваемая энергия в джоулях, Дж

I – ток в амперах, A

В – разность потенциалов в вольтах, В

t – время в секундах, с

Например, сколько энергии передается за две секунды при токе 1 ампер и разность потенциалов 120 вольт.

E = 1 × 120 × 2

= 240 Дж

Заряд – это ток, умноженный на время, поэтому это уравнение также можно записать как:

E = V × Q

где:

E – передаваемая энергия в джоулях, J

V – разность потенциалов в вольтах, V

Q – заряд в кулонах, C

Например, сколько энергии передается, когда разность потенциалов составляет 120 В, а заряд составляет 2 Кл.

Передаваемая энергия

= 120 × 2

= 240 Дж

Практическое применение: 3 способа использования электриками математики в работе

Один из самых распространенных вопросов, которые школьные учителя математики слышат от своих учеников: «Когда я когда-нибудь буду использовать это в реальной жизни?» Если вы надеетесь сделать успешную карьеру электрика в своей жизни, ваш учитель мог бы просто ответить: «Каждый рабочий день.”

В то время как электрики выполняют значительный объем важной физической работы, все их профессиональные решения продиктованы знанием строительных норм, физики, связанной с электричеством, и математики.

Спорная математическая концепция мнимых чисел даже используется некоторыми профессионалами в области электричества, такими как инженеры-электрики, которые изучают влияние землетрясений на электрические системы зданий.

В этом блоге мы перечисляем три способа, которыми электрики используют математику в течение обычного рабочего дня, и к каким конкретным математическим дисциплинам относится каждый метод.

1. Размер

Возможно, самое простое и распространенное использование математики на рабочем месте – это измерение. Электропроводка должна подключаться бесшовно и в соответствующих местах готовой конструкции. Электрикам может потребоваться измерить размеры комнаты, длину проводки и другие переменные, чтобы определить наилучшее размещение конкретных компонентов.

Чтобы использовать эти измерения, электрики могут использовать основные арифметические методы, такие как сложение и вычитание, а также простые алгебраические линейные функции.Все электрические проекты начинаются с этого математического процесса.

Математическая точность обеспечивает безопасность и соответствие нормам. Хотя многие базовые математические задачи на рабочем месте можно решить в голове электрика или с помощью калькулятора, многие уравнения требуют истинного практического знания соответствующей математической дисциплины. Электрики должны уверенно руководствоваться математикой в ​​своей работе и соблюдать все отраслевые нормы.

Алгебра может использоваться в процессе электрического монтажа или ремонта.Эта математическая дисциплина является одним из наиболее актуальных предметов изучения для будущих электриков, и мы обсудим ее более подробно в третьем разделе, посвященном расчету мощности и напряжения.

2. Конфигурация трубопроводов

После проведения первоначальных измерений на строительной площадке электрикам может потребоваться более сложная математика для определения правильного угла труб и цепей. Чтобы определить правильные углы наклона компонентов, электрик может использовать принципы геометрии или тригонометрии.

В этих трубах размещаются провода и другие электрические компоненты, чтобы снизить риск возникновения паразитных электрических зарядов. Например, трубопровод может использоваться для защиты электрических проводов от воздействия воды в ванных комнатах жилого дома.

Принципы геометрии

также могут использоваться для обеспечения правильной конфигурации проводов, если провода должны быть параллельны друг другу или располагаться под определенным углом по отношению друг к другу.

Геометрия также используется, когда электрики составляют чертежи или планы зданий.Создание масштабных представлений любой структуры требует понимания геометрических принципов и приложений. Эти планы, возможно, потребуется использовать всей бригаде электриков, а также другим подрядчикам, поэтому точность важна.

3. Расчет мощности и напряжения

Одна из наиболее важных форм вычислений, которую выполняют электрики, – это определение силы электрического тока. Иногда этот ток выражается как мощность, напряжение, сила тока или мощность, в зависимости от электрического применения.

Эти переменные электрического тока определяют, какой размер провода требуется в проекте, насколько большой должна быть электрическая коробка и так далее. Многие из этих расчетов необходимо выполнить до того, как можно будет начать самые простые электромонтажные работы.

Одна из наиболее распространенных формул для определения электрического тока называется законом Ома. Это алгебраическое уравнение утверждает, что «I» (электрический ток) равен «V» (напряжение), деленному на «R» (сопротивление).

Закон

Ома, возможно, является наиболее часто используемой формулой для этой цели, но электрики могут использовать другие формулы или математические методы в зависимости от сложности проекта.Понимание истинного электрического тока гарантирует, что электрики могут обеспечить надежную подачу электроэнергии, не создавая опасности возгорания.

Например, как упоминалось в начале этого раздела, ток определяет подходящий калибр провода. Чем больше размер провода, тем больше электрического тока он может проводить. Однако проволока большого сечения стоит дороже. Поэтому электрик определяет наименьший калибр проводов, который можно безопасно использовать в конкретном месте, с помощью расчетов тока.

Независимо от того, была ли математика вашим любимым предметом в школе или вы часто задавались вопросом, почему математическое образование было таким ценным, вам нужно достичь профессионального уровня в соответствующей математике, чтобы преуспеть в качестве электрика.

Не позволяйте страху перед математикой мешать вашей карьере мечты. Работайте с опытным учителем в интерактивной и увлекательной образовательной среде. Правильная программа может предоставить вам знания, необходимые для обеспечения безопасности себя, своих коллег и клиентов на любом рабочем месте.

Чтобы изучить теоретические и практические аспекты математики, которые потребуются вам как электрику, запишитесь на курс обучения электриков в Техническом институте HVAC. Наша учебная программа включает 10 модулей, которые помогут вам сделать успешную карьеру электрика, в том числе начальный модуль по технической математике и о том, как ее правильно использовать.

Q = It E = расчеты QV Закон Ома V = IR исследующие факторы, влияющие на сопротивление Характеристики графика ВАХ диод омический проводник лампа накаливания igcse / gcse 9-1 Physics revision notes

Электричество 3: Закон Ома, экспериментальные исследования сопротивления

а также I-V графики и расчеты с использованием I = V / R, Q = It и E = QV

Редакция Доктора Брауна по физике Банкноты

Подходит для курсов GCSE / IGCSE Physics / Science или их эквивалент

Что такое закон Ома? Как вы делаете расчеты по закону Ома / с?

Какие факторы влияют на стойкость схема?

Как построить и использовать схему для исследовать закон Ома?

Как рассчитать количество электричества? заряд движется по цепи?


Субиндекс этой страницы

1.Закон Ома, простая схема исследования и расчеты V = IR

2. Движение и единица заряда, кулон, расчеты с использованием Q = It

3. Возможная разница и передача электроэнергии, E = QV расчеты

4а. Электрическое сопротивление – задействованных факторов

4б. Изучение сопротивление провода при постоянной температуре, различной длины и ширины

4с.Изучение вольт-амперные характеристики провода – объяснение графика

4д. Расследование ВАХ металлической лампы накаливания – график

4e. Изучение вольт-амперные характеристики диода – объяснение графика

См. Также ПРИЛОЖЕНИЕ 1 для обзора всей электроэнергии уравнения вам могут понадобиться


1а.Ома Закон (и упоминание других единиц, рассматриваемых в других разделах)

Закон Ома гласит, что ток через провод между двумя точками прямо пропорционален напряжению на две точки в цепи.

Он включает в себя самое фундаментальное уравнение что нужно знать для расчета электричества.

Математически это можно выразить как: я = V / R

перестановок: В = ИК а также R = V / I

I = ток в амперах, амперах, А ; мера скорости потока электрического заряда.

В = разность потенциалов, п.д., вольт, V ; мера потенциальной энергии, передаваемой электрическому заряду течет.

Разность потенциалов в цепи это энергия , передаваемая на кулон электрического заряда , что течет между двумя точками в электрической цепи.

Кулон ( C ) – это единица электрического заряда (см. Q = Примечания к уравнению).

Передаваемая энергия рассчитывается от п.о. и количество электрического заряда ( Q ) перемещен p.d. в В (см. E = QV примечания к уравнениям).

R = сопротивление провода, Ом, Ом ; мера сопротивления проводника препятствовать поток заряда.

Чем больше сопротивление резистор, тем больше он сопротивляется и замедляет ток электричества.

Закон Ома означает, что R в этом уравнении является константой, не зависящей от величины протекающего электрического тока.

Закон правильно применяется к так называемому омическому сопротивлению . проводники , где протекающий ток прямо пропорционален приложенная разность потенциалов, но некоторые резисторы не подчиняются этому закону, например нагретая нить лампочка.

1b.Просто эксперимент по измерению сопротивления отдельного компонента

Если вы настроили контур 31 (правая диаграмма), вы можете измерить сопротивление постоянного резистора [R].

Изменяя напряжение источника питания с помощью переменной резистора, вы легко можете получить множество пар показаний p.d. (V) и текущее (А).

Затем используйте уравнение закона Ома (R = V / I), чтобы вычислить значение фиксированное сопротивление.

Затем вы можете усреднить значения R, рассчитанные для более надежный результат.

Более подробная информация приведена ниже, чтобы получить полную ВАХ графики, а также как получить сопротивление графическим методом.

Это основная установка для исследования вольт-амперные характеристики любого компонента R.

1c. Примеры расчеты с использованием Ома Закон V = IR

Q1 Когда стр.d. от 4,5 В приложен к сопротивлению, течет ток 0,5 А.

Какое значение имеет резистор?

R = V / I = 4,5 / 0,5 = 9,0 Ом

Q2 Сопротивление имеет значение 50 Ом.

Какой п.д. должен быть применен к нему чтобы через него протекал ток 5,0 А?

В = ИК = 5 x 50 = 250 V

3 квартал А п.d. 240 В подается на резистор нагревательного элемента сопротивлением 30 Ом.

Сколько тока проходит через обогреватель?

I = V / R = 240/30 = 8.0 А

4 квартал Три батареи на 1,5 В были подключены последовательно к трем лампочкам.

Если амперметр измеряет ток 0,50 А, какое сопротивление у каждой лампочки?

I = V / R, поэтому R = V / I = (3 x 1.5) / 0,50 = 9,0 Ом

Так как общее сопротивление = сумма сопротивления, сопротивление каждой лампочки = 9,0 / 3 = 3.0 Ом

5 квартал


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


2. Движение заряда

2а. Расчет заряда, проходящего через точку в цепи Q = It

Ток (I в амперах) – это скорость протекания электрического заряжать вокруг цепи.

Чем больше поток заряда в данный момент времени, тем больше электрический ток.

Скорость протекания электрического заряда равна измеряется в кулонах в секунду.

Вы можете рассчитать заряд, проходящий через точку в цепи в заданный момент времени по формуле

Q = Это

, где Q = электрический заряд в кулонах ( C ) – блок электрического заряда

I = ток в амперах ( A ) и t = время ( с )

перегруппировок из Q = It, I = Q / т и t = Q / I

Ток в 1 А равен скорость потока заряда 1 Кл / с.

2b. Примеры расчетных вопросов с участием уравнение Q = It

Q1 Если ток 3,0 А проходит через прибор в течение 1 часа 30 минут, сколько электрического заряда передается в процессе?

Q = It, Q = 3,0 x 1,5 x 60 x 60 = 16 200 C = 1,62 х 10 4 С

Q2 Если Заряд 9000 C проходит через точку в электрической цепи в 12.0 минут, какой текущий поток?

I = Q / t = 9000 / (12 x 60) = 9000/720 = 12,5 А

Q3 Сколько времени займет электрическая цепь в минутах и ​​секундах ток 20.0 А передать 5000 С заряда?

t = Q / I = 5000/20 = 250 секунд = 4 минут и 10 секунд

Q4 Портативный компьютер зарядное устройство пропускает ток 1.20 А на 30 минут с выходом p.d. 15.0 В.

(а) Рассчитайте, сколько заряда перенесена в компьютерную батарею.

Q = It = 1,2 х 30 х 60 = 2160 С

(б) Какое сопротивление зарядное устройство?

В = ИК, R = V / I = 15 / 1,2 знак равно 12,5 Ом

(c) Когда аккумулятор ноутбука полностью заряжено в нем хранит 3000 с.

Сколько времени потребуется, чтобы полностью заряжать разряженный аккумулятор?

Q = It, t = Q / I = 3000 / 1,2 = 2500 с (41 мин 40 с)

5 квартал


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


3. Возможная разница и передача энергии

3а.Введение в электрическую энергию перевод

Передача энергии на единицу заряда = разность потенциалов (п.о.) и расчеты на основе E = QV

В предыдущем разделе мы рассмотрели, как рассчитать количество заряда, движущегося в цепи, но ничего не сказал об энергии переведен.

Напоминания :

Электрические цепи, используемые термины, условные обозначения цепей, параллельные объяснение цепей и последовательных цепей

Разница потенциалов (стр.d. в вольт, В ) – энергия, передаваемая на единицу заряда в виде электрического заряд перемещается из одной точки в другую в электрической цепи.

Измеряется вольтметром, который всегда подключается параллельно через компонент схемы.

Передача электрического тока энергия

Подумайте обо всех электрических используемая вами техника – для работы все нуждается в подаче энергии!

Блок питания работает на заряжается и передает ему энергию.

Работа должна производиться на зарядке для увеличения его потенциальной энергии.

Электрический заряд измеряется в кулоны (C)

Заряд и его движение уже было рассмотрено в раздел 2 (Q = It).

Заряды передают энергию компонентов по мере их прохождения, выполняя работу против сопротивления компонент.

Если работа сделана, то энергия переведен.

Если электрический заряд испытывает разность потенциалов, этот заряд будет течь, передавая энергию.

Энергия подается из энергоаккумулятора источник питания – аккумулятор, электросеть и т. Д.

При прохождении заряда по любой п.d. Падение высвобождает энергию (с более высокого уровня потенциальной энергии на более низкий).

например в тонкой проволоке сопротивление , выделяется тепло.

Разница потенциалов между двумя баллов равняется проделанной работе на единицу заряда.

разность потенциалов (В) = проделанная работа ( энергия передается в Дж) заряд (C)

т.е. 1 вольт соответствует 1 джоуля за кулон или V = J / C

Чем больше падение p.д., тем больше энергия передается, потому что заряд начинается с большим потенциалом энергия.

Следовательно, блок питания с источником большего размера p.d. (В) может поставлять в схему на больше энергии на единицу электрического заряда ( кулон, В).

Чем больше p.d., тем больше энергии при том же количестве электрический заряд может нести.

3b.Еще одно уравнение для расчета электрического передача энергии

В количество переносимой энергии можно рассчитать по формуле:

переданная энергия = заряд x потенциал разница.

E = QV (поэтому Q = E / V и V = E / Q )

E = передаваемая энергия в джоулях ( Дж, )

Q = количество электрический заряд в кулонах ( C )

В = разность потенциалов ( В )

Отметив, что: V = E / Q = энергия, передаваемая на единицу заряда (J / C)

Попутно и несколько напоминаний:

Чем больше энергии передается в данном время, тем больше мощность устройства или электроприбора.

p.d. V говорит вам, сколько энергия, передаваемая на каждую единицу электрического заряда,

так, V = E / Q , (шт. J / C), см. Расчеты E = QV ниже).

Текущий I говорит вам, сколько заряд проходит заданную точку в цепи за единицу времени (кулонов в секунду, К / с ).

Это означает, что оба p.d. В и текущий I влияет на скорость передачи энергии прибору из накопителя электроэнергии в другие накопители энергии.

И около математических связей на основании раздела 2. Q = It, а здесь, в разделе 3, E = QV

Из Q = It и E = QV, подставляя дает E = ItV,

так (i) E = IVt (I в A, t в с, В в вольтах)

Перестановка E = IVt дает IV = Е / т

Это соединяется с уравнения для мощности

(ii) Мощность = энергия переведено / время получено = E / t (Дж / с), и

( iii ) Мощность = ток x напряжение = P (Вт) = I (A) x V (В), P = IV

Из (ii) и (iii) E / t = IV, поэтому E = IVt , что является уравнением (i) !!!

3c.Расчет q на основе E = QV (иногда с участием других уравнений электричества)

Q1 Электродвигатель Модель автомобиля питается от аккумулятора 1,5 В.

Если через цепь двигателя в движущемся вагоне,

(а) сколько энергии передается?

E = QV = 120 x 1,5 = 180 Дж

(b) Опишите вероятный накопитель энергии меняется, когда машина работает.

Химическая потенциальная энергия запас батареи уменьшается и превращается в электрическую энергию.

Накопитель кинетической энергии автомобиль увеличивается из-за потери тепла от трения и звуковой энергии переданы в накопитель тепловой энергии окрестностей.

Q2 Какое количество заряд необходим для передачи 500 Дж энергии, если п.о.цепи 24,0 В?

E = QV, Q = E / V = 500/24 ​​= 20,8 С (3 SF)

Q3 Какой потенциал разность требуется в цепи для передачи 2000 Дж энергии с заряд 50 кулонов?

E = QV, V = E / Q = 2000/50 = 40 В

4 квартал А 12.Батарея 0 В пропускает через лампу ток 2,0 А в течение 5 минут.

(а) Рассчитайте, сколько заряда прошло через лампу.

Q = It = 2 x 5 x 60 = 600 С

(б) Посчитайте, сколько электроэнергии был перенесен лампой.

Два пути:

(i) E = QV = 600 x 12 = 7200 Дж, самый простой, но вы можете рассчитать его, не зная Q, из:

(ii) E = IVt = 2 x 12 x 5 x 60 = 7200 Дж

5 кв. Устройство имеет мощность 1.5 кВт и работает от сети 230 В.

Если прибор используется в течение 15 минут, сколько заряда прошло по цепи?

1,5 кВт ≡ 1500 Вт ≡ 1500 Дж / с

Общая переданная энергия = мощность x время = 1500 x 15 x 60 = 1 350 000 Дж

E = QV, поэтому Q = E / V = ​​1350 000/230 = 5870 C (3 SF)

Ответ можно рассчитать по другой маршрут

P = IV, I = P / V = ​​1500/230 = 6.522 А

Q = It = 6,522 x 15 x 60 = 5870 C (3 SF)

Q6

3d. Еще немного о разности потенциалов – действие двух последовательно соединенных резисторов

На схеме 41 показаны два подключенных резистора. последовательно.

Справа показано, что происходит с p.d. по часовой стрелке по цепи (направление условного тока).

Повышается потенциальный запас аккумулятора разность зарядных потенциалов заряда до 12 В.

По мере прохождения заряда через 1-й резистор R 1 , он теряет энергию и п.д. падает на 8 В до п.п. из 4 В.

По мере прохождения заряда через 2-ю резистор R 1 , он снова теряет энергию и п.о. падает на 4 В до p.d. из 0 В.

Пока есть полная цепь, процесс повторяется.

Поскольку E = QV, выделяется вдвое больше энергии резистором R 1 (p.d. 8 В), чем R 2 (p.d. 4 В) для тот же ток.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


4. Электрическое сопротивление – эксперименты по исследовать ВАХ различных сопротивлений и достоверность, или в противном случае Закона Ома

4а. Что влияет на сопротивление провода? Сопротивление постоянный?

и s – графики вольт-амперных характеристик (ВАХ) объяснил

Сопротивление цепи зависит от несколько факторов:

(i) толщина сопротивления провод – для однокомпонентного резистора

(ii) длина сопротивления провод – для однокомпонентного резистора

(iii) если более одного сопротивления, они подключены последовательно или параллельно?

(iv) температура компонента действует как сопротивление

Раздел 4.описывает и объясняет несколько примеров графиков ВАХ – которые можно исследовать с помощью схемы 31 (справа)

На принципиальной схеме 31 справа показано как можно исследовать изменение тока через сопротивление (или любой компонент) при изменении разности потенциалов.

Графики разности потенциалов тока используются, чтобы показать, как ток через компонент изменяется в зависимости от разности потенциалов на нем.

Сопротивление некоторых резисторов / компонентов действительно меняется как действующий и п.д. изменения например диодная или лампа накаливания.

Узнайте, как и почему в разделах 4d. и 4e.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


4b. Исследование электрического сопротивления провода – изменение длины или ширины

Схема 30 показывает, как исследовать сопротивление провода

Относительно тонкая проволока закреплена на каждый конец на линейке с разметкой в ​​миллиметрах с помощью зажимов типа «крокодил».

Вам понадобится амперметр для измерения ток в амперах и вольтметр для измерения p.d. через провод в вольт.

Провод подключается в серии с аккумуляторным блоком питания, переключателем и амперметром для измерения силы тока течет по проводу в амперах.

Вольтметр , для измерения p.d, подключены по параллельно через резистивный провод.

Обратите внимание, что амперметр всегда подключается к последовательно с компонентом , но вольтметр всегда подключается параллельно по любому исследуемому компоненту.

Один конец провода, подключенный через вольтметр закреплен (слева), но на другом конце есть зажим типа «крокодил», который действует как подвижный точки контакта для размещения на различном расстоянии вдоль провода сопротивления от слева направо.

Замкните выключатель, чтобы замкнуть цепь и начинаем снимать показания.

Лучше всего открыть переключатель между показания, чтобы свести к минимуму риск нагрева провода.

Вы изменяете расстояние d (мм) от слева (0 мм) в точку дальше вправо и возьмите серию пар из п.d и текущие показания, например каждые 50 мм (можно работать в см, получается нет разницы!).

Используя закон Ома, вы вычисляете сопротивление в омах из уравнения R = V / I

Ты затем можно построить график зависимости сопротивления (Ом) от длины провода d (мм) – показано справа.

Вы должны обнаружить, что график является линейным с его начало координат x, y в точке 0,0.

Это означает, что сопротивление пропорционально длине провода .

Если не закрепить провод точно на 0 мм, график по-прежнему должен быть линейным, но начало линии не будет быть 0,0.

Если повторить эксперимент с провода разного диаметра, вы должны обнаружить, что градиент становится ниже, толще проволока.

Для провода той же длины сопротивление меньше толще проволока – хорошая аналогия – легкость, с которой вода течет через труба тонкого или большего диаметра.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


4c. Изучение ток – напряжение характеристики провода

Это эксперимент по закону Ома

Схема 31 показывает, как исследовать зависимость I от V для сопротивления

.

Следствие направлено на поиск из …

… как ток течет через резистор меняются в зависимости от разности потенциалов на нем?

Постоянный резистор представляет собой ‘компонент’ в цепи и должен иметь постоянную температуру на протяжении всего эксперимента (см. ниже температура эффекты).

В этом случае простой проволочный резистор соединены последовательно с блоком питания и амперметром.

p.d. измеряется по фиксированному сопротивление с вольтметром,

Тем не мение, также подключенный последовательно, добавлен переменный резистор, так что вы можете удобно изменить разность потенциалов и тем самым изменить ток протекает через компонент.

Это позволяет собрать целую серию пар показаний I и V, с помощью которых можно построить подходящие графики – в этом случай V против I, но часто делается как I против V.

Используя переменный резистор, вы постепенно увеличивайте разность потенциалов на компоненте, принимая соответствие текущему чтению, например увеличиваясь на 0,5 В. за раз. Повторите каждый читать дважды и использовать среднее значение.

После этого можно поменять местами клеммы аккумулятора. и повторить все показания.

Если вы построите p.d. по сравнению с текущим, график линейный , если он подчиняется закону Ома – тогда он называется ‘ омический проводник ‘.

Это я изобразил графиком вверху справа, а градиент равен сопротивлению в Ом .

Это соответствует закону Ома уравнение V = IR , поэтому градиент равен R .

Если график остается линейным, сопротивление остается постоянным.

Этот график не представляет показания сняты после перестановки полюсов аккумулятора.

Однако показывает, как получить значение сопротивления графическим методом.

Это линейный график и фраза линейный компонент может использоваться.

Для таких компонентов, как провод, который не нагревается, вы должны получить линейный график p.d. (V) против I (A) с градиент R (Ω). (правый график).

Вы должны убедиться, что провод не сильно нагревается – если начинает нагреваться, сразу отключите резистор («выключите») и дайте ему остыть.

Если вы построите график зависимости I от V, градиент будет 1 / R (обратная величина сопротивление), линейный график .

Этот график показывает, что вы получаете построение всех данных, включая показания I-V, снятые после реверсирования клеммы аккумулятора.

График (1) является построенный на поперечной оси. Верхняя правая половина – это ваш первый набор результатов, затем вы переверните клеммы на источнике питания и повторите эксперимент дает нижнюю левую часть графика.

Обратите внимание, что вы получите только линейный график, если температура проволоки остается постоянной .

Когда ток (А) пропорционален к p.d (V) он описывается как омический провод (подчиняется закону Ома!).

С помощью схемы 31 вы можете проверить любой резистор или любой другой тип компонента схемы, и результаты обсуждается ниже, начиная с резюме факторов, влияющих на сопротивление.

Так, сопротивление омического проводника, например цепь компонент не меняется независимо от того, проходит ли ток – постоянный градиент 1 / R для графика 1.

Это ожидаемые линейные графики для фиксированный резистор с использованием схемы 31 выше.

Думая против часовой стрелки на диаграмме, разные линии графика могут отображать убывающее сопротивление е.грамм. (i) резистивный провод становится короче при том же диаметре, или (ii) увеличение диаметра при фиксированной длине провода.

При постоянной температуре ток, протекающий через омический проводник прямо пропорционален разности потенциалов на это – уравнение: В = IR или I = V / R .

Однако, это только правда, так как линейный график, если температура не изменение.

Комментарии к переменным в этом частный эксперимент по закону Ома

Ток всегда определяется комбинация п.о. (В) и сопротивление R (Ом).

Независимая переменная что мы изменяем или контролируем в эксперименте – в этом случае вы можете считать его р.д. управляется переменным резистором.

Одно из соглашений – построить график независимая переменная на оси абсцисс, а зависимая переменная на оси ось y.

Этот означает, что сопротивление R, является обратной величиной градиента – немного больше неудобно рассчитать сопротивление, чем на графике V в зависимости от I, где градиент – это сопротивление. Закон Ома: I = В / р.

Зависимая переменная – это то, что мы тестируем или измеряем в эксперименте, это ток I (A), который зависит от настройки переменного резистора, который, в свою очередь, контролирует разность потенциалов на резисторе.

Управляющие переменные – это то, что мы сохраняем то же самое во время эксперимента, чтобы убедиться, что это честный тест например в этом случае провод и температура сохраняются постоянная, НЕ должна изменяться – не меняйте провод и не допускайте нагреть.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


4г. Исследование вольт-амперных характеристик металла лампа накаливания

Когда электрический заряд проходит через высокое сопротивление, как тонкая металлическая нить лампы накаливания, она передает часть электроэнергия к накопителю тепловой энергии нити накала. Электрический заряд работают против сопротивления .

Схема 45 показывает, как можно исследовать характеристики разности токов и потенциалов нить лампочка.

Вольтметр подключен параллельно термистор, п.д. В измеряется в вольтах ( В ).

Переменный резистор позволяет варьировать п.д. и текущий поток.

Амперметр, подключенный последовательно, дает текущее значение I в амперах ( A, ).

В прохождение тока нагревает нить накала и поднимается в температура вызывает повышение сопротивления . Итак, нить Лампа представляет собой неомический провод .

Этот «эффект нагрева» влияет на все резисторы.

По мере увеличения тока выделяется больше тепловой энергии, и нить накаливания становится все горячее и горячее, поэтому дальнейшее повышение температуры еще больше увеличивает сопротивление.

Это уменьшает скорость, с которой ток увеличивается с увеличение разности потенциалов .

Следовательно, градиент I-V кривая графика уменьшается, и все больше с увеличением температура – график 2. Это нелинейный график .

Если градиент меняется, тогда сопротивление меняется.

График (2) является построенный на поперечной оси.Верхняя правая половина – это ваш первый набор результатов, затем вы переверните клеммы на источнике питания и повторите эксперимент дает нижнюю левую часть графика.

Фраза нелинейная компонент может быть использован.

Когда ток (А) НЕ пропорциональная p.d (V) лампа накаливания описывается как неомический провод (не подчиняется закону Ома!).

У вас такой же график в форме треугольника. для термистор.

Теория – со ссылкой на схему металлической конструкции

Металлическая кристаллическая решетка состоит из неподвижных ионов и свободно движущихся электроны между ними. С повышением температуры ионы металлов колеблются сильнее. сильно, в котором электроны сталкиваются, и это препятствует прохождению электронов, уменьшая поток плата. По мере увеличения тока вибрации увеличиваются, вызывая больше электрической энергии, которая будет преобразована в тепло – увеличивая температура И сопротивление металлической нити, тем самым еще больше понижая ток.

Итак, увеличиваем i n по температуре увеличивает сопротивление лампы накаливания (или большинства других резисторы) и снижает ток, протекающий для заданного p.d.

Если резистор становится слишком горячим, ток почти не будет течь.

Есть одно важное исключение к этому «правилу» см. примечания к термистор, где сопротивление фактически падает с повышение температуры.

Лампа накаливания – лишь одна из многих примеры были энергия передается с пользой , НО есть всегда теряется тепловая энергия в накопитель тепловой энергии устройства и Окрестности .

Нить накала часто изготавливается из металлический вольфрам, плавящийся при> 3400 o C и ярко светящийся при 2500 o C, но он все равно испаряется очень медленно. Инертный газ например, добавляется аргон или азот, чтобы уменьшить это испарение – любое испаренные атомы вольфрама попадают в инертный (и, следовательно, неокисляющий) Ar или N 2 молекул и, надо надеяться, снова конденсируются на нити.

См. Сохранение энергии, передача-преобразование энергии, эффективность – расчеты


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


4e. Исследование вольт-амперных характеристик диода

Модель ток через диод протекает только в одном направлении – см. график 3.

Сопротивление в обратном направлении очень высока – следовательно, это фактически «односторонняя» система.

Схема 43 показывает, как можно исследовать вольт-амперная характеристика диода.

Вольтметр подключен параллельно термистор, п.д. В измеряется в вольтах ( В ).

Переменный резистор позволяет варьировать п.д. и текущий поток.

Амперметр, подключенный последовательно, дает текущее значение I в амперах ( A, ).

Диод имеет очень высокое сопротивление в обратное направление .

Также есть порог р.о. (например, 1,4 В) до того, как ток вообще потечет – внимательно посмотрите на график – есть короткий горизонтальный участок, прежде чем ток поднимется с нуля и со временем становится линейным.

Таким образом, вы получаете верхнюю правую часть графика 3 по сравнению с графиками 1 и 2 выше.

Это потому, что когда вы делаете экспериментируйте, используя схему, описанную выше, по изменению подключений, вы не обнаружите никаких текущих потоков при изменении p.d.

Его нелинейный График .

Если градиент меняется, то сопротивление меняется.

Когда ток (А) НЕ пропорциональный p.d (V), диод описывается как неомический провод (не подчиняется закону Ома!).

Фраза Нелинейный компонент может быть использовано.

График (3) является построенный на поперечной оси. Верхняя правая половина – это ваш первый набор результатов, затем вы переверните клеммы на источнике питания и повторите эксперимент дает нижнюю левую часть графика.

Поскольку ток течет только в одну сторону через диод его можно использовать для преобразования переменного тока в постоянный Текущий.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


Практическая работа по помощь в развитии ваших навыков и понимания, возможно, включала следующее:

с использованием ламп накаливания и резисторов для исследования разности потенциалов – Текущий характеристики,


ПРИЛОЖЕНИЕ 1: Важные определения, описания, формулы и ед.

Примечание: Вы можете / можете нет (но не волнуйтесь!), столкнулись со всеми этими терминами, это зависит от как далеко продвинулась ваша учеба.В вашем курсе вам может не понадобиться каждая формула – решать вам.

V разность потенциалов ( p.d ., обычно называемая “ напряжение ”) – это движущий потенциал, который перемещает электрический заряд вокруг схема – обычно электронов .

Возможная разница – это работа, выполненная в перемещение единицы заряда.

Показывает, сколько энергии передается за единицу заряда, когда заряд перемещается между двумя точками в цепи е.грамм. между выводами аккумуляторной батареи.

г. в любой части цепи измеряется в вольтах, В .

Я ток – это скорость протекания электрического заряда в кулонов в секунду ( C / s ), измеряется в амперах (ампер, A, ).

Количество переданного электрического заряда a give time = текущий расход в амперах x прошедшее время в секундах

Формула соединения: Q = Это , I = Q / t, t = Q / I, Q = электрический заряд перемещается в кулонов ( C ), время т ( с )

R сопротивление в цепи, измеренное в Ом ( Ом ).

Сопротивление замедляет прохождение электрического заряда – он противостоит потоку электрического заряда .

Формула соединения: В = ИК , I = V / R, R = V / I (Это формула для Закон Ома)

P является мощность , передаваемая цепью = показатель энергии передача ( Дж / с, ) и измеряется в Вт ( Вт, ).

Формула соединения: P = IV , I = P / V, V = P / I также P = I 2 R (см. также P = E / t ниже)

E = QV , энергия, передаваемая количеством электрического заряда потенциалом разность вольт.

переданной энергии (джоулей) = количество электрического заряда (кулоны) x разность потенциалов (вольт)

Q = E / V, V = E / Q, E = передача энергии в джоулях ( Дж, ), Q = электрический заряд перемещен ( C ), V = p.d. ( В )

E = Pt , P = E / t, t = E / P, где P = мощность ( Вт, ), E = переданная энергия ( Дж) , t = затраченное время ( с )

Передаваемая энергия в джоулях = мощность в ваттах. x время в секундах

Формула связи: Поскольку E = Pt и P = IV, передаваемая энергия E = IVt


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


Что дальше?

Электричество и ревизия магнетизма индекс нот

1.Полезность электроэнергии, безопасность, передача энергии, расчеты стоимости и мощности, P = IV = I 2 R, E = Pt, E = IVt

2. Электрические схемы и как их рисовать, условные обозначения схем, параллельность схемы, объяснение последовательных схем

3. Закон Ома, экспериментальные исследования сопротивление, I-V графики, расчеты V = IR, Q = It, E = QV

4. Схема устройств и как они используются? (е.грамм. термистор и LDR), соответствующие графики gcse Physical Revision

5. Подробнее о последовательных и параллельных цепях. электрические схемы, измерения и расчеты gcse физика

6. Электроснабжение «Национальной сети», экология вопросы, использование трансформаторов gcse примечания к редакции физики

7. Сравнение способов производства электроэнергии gcse Заметки о пересмотре физики (энергия 6)

8.Статическое электричество и электрические поля, использование и опасность статического электричества gcse примечания к редакции физики

9. Магнетизм – магнитные материалы – временные (индуцированные) и постоянные магниты – использует gcse физика

10. Электромагнетизм, соленоидные катушки, использование электромагнитов gcse примечания к редакции физики

11. Моторное воздействие электрического тока, электродвигатель, громкоговоритель, правило левой руки Флеминга, F = BIL

12.Эффект генератора, приложения, например. генераторы генерация электричества и микрофон gcse физика

ВСЕ мои GCSE Примечания к редакции физики

ИЛИ воспользуйтесь [GOGGLE ПОИСК]



Версия IGCSE заметки по закону Ома исследования сопротивления V = IR Q = It вычисления KS4 физика Научные заметки на Исследование сопротивления по закону Ома V = IR Q = It расчеты GCSE руководство по физике примечания к закону Ома исследования сопротивления V = IR Q = It расчеты для школ колледжей академий естествознания преподавателей изображений рисунки-диаграммы для исследования сопротивления по закону Ома V = IR Q = Он вычисляет научные исправления примечания на Исследование сопротивления по закону Ома V = IR Q = It расчеты для пересмотра модулей физики примечания по темам физики, чтобы помочь в понимании Исследование сопротивления по закону Ома V = IR Q = It расчеты университетские курсы физики карьера в науке и физике вакансии в машиностроении технический лаборант стажировка инженер стажировка по физике США 8 класс 9 класс 10 AQA Заметки о пересмотре GCSE 9-1 по физике по закону Ома исследования сопротивления V = IR Q = It вычисления GCSE примечания к закону Ома исследования сопротивления V = IR Q = It расчеты Edexcel GCSE 9-1 физика наука примечания к редакции Исследование сопротивления по закону Ома V = IR Q = It расчеты для OCR GCSE 9-1 21 век научные заметки по физике об исследованиях сопротивления по закону Ома V = IR Q = Расчет OCR GCSE 9-1 Шлюз физики примечания к пересмотру исследований сопротивления по закону Ома V = IR Q = It вычисления WJEC gcse science CCEA / CEA gcse science

ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс

7.2 Электрический потенциал и разность потенциалов – University Physics Volume 2

Задачи обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определить электрический потенциал, напряжение и разность потенциалов
  • Определите электрон-вольт
  • Вычислить электрический потенциал и разность потенциалов на основе потенциальной энергии и электрического поля
  • Опишите системы, в которых электрон-вольт является полезной единицей
  • Применение экономии энергии в электрических системах

Напомним, что ранее мы определили электрическое поле как величину, не зависящую от тестового заряда в данной системе, что, тем не менее, позволило бы нам вычислить силу, которая возникнет при произвольном тестовом заряде.(При отсутствии другой информации по умолчанию предполагается, что тестовый заряд положительный.) Мы кратко определили поле для гравитации, но гравитация всегда притягивает, тогда как электрическая сила может быть либо притягивающей, либо отталкивающей. Следовательно, хотя потенциальная энергия вполне достаточна в гравитационной системе, удобно определить величину, которая позволяет нам вычислить работу над зарядом независимо от величины заряда. Непосредственный расчет работы может быть затруднен, поскольку W = F → · d → W = F → · d →, а направление и величина F → F → могут быть сложными для нескольких зарядов, для объектов нечетной формы и вдоль произвольных путей. .Но мы знаем, что, поскольку F → = qE → F → = qE →, работа и, следовательно, ΔU, ΔU, пропорциональны испытательному заряду q . Чтобы получить физическую величину, не зависящую от испытательного заряда, мы определяем электрический потенциал В (или просто потенциал, поскольку понимается электрический) как потенциальную энергию на единицу заряда:

Электрический потенциал

Потенциальная электрическая энергия на единицу заряда

Поскольку U пропорционально q , зависимость от q отменяется.Таким образом, V не зависит от q . Изменение потенциальной энергии ΔUΔU имеет решающее значение, поэтому нас беспокоит разность потенциалов или разность потенциалов ΔVΔV между двумя точками, где

ΔV = VB − VA = ΔUq.ΔV = VB − VA = ΔUq.

Разница в электрическом потенциале

Разность электрических потенциалов между точками A и B , VB-VA, VB-VA, определяется как изменение потенциальной энергии заряда q , перемещенного с A на B , деленное на заряд.Единицами разности потенциалов являются джоули на кулон, получившие название вольт (В) в честь Алессандро Вольта.

Знакомый термин “напряжение” – это общее название разности электрических потенциалов. Имейте в виду, что всякий раз, когда указывается напряжение, под ним понимается разность потенциалов между двумя точками. Например, каждая батарея имеет две клеммы, а ее напряжение – это разность потенциалов между ними. По сути, точка, которую вы выбираете как ноль вольт, произвольна. Это аналогично тому факту, что гравитационная потенциальная энергия имеет произвольный ноль, например уровень моря или, возможно, пол лекционного зала.Стоит подчеркнуть различие между разностью потенциалов и электрической потенциальной энергией.

Разница потенциалов и электрическая потенциальная энергия

Связь между разностью потенциалов (или напряжением) и электрической потенциальной энергией определяется формулой

. ΔV = ΔUqorΔU = qΔV.ΔV = ΔUqorΔU = qΔV.

7,5

Напряжение – это не то же самое, что энергия. Напряжение – это энергия на единицу заряда. Таким образом, аккумулятор мотоцикла и автомобильный аккумулятор могут иметь одинаковое напряжение (точнее, одинаковую разность потенциалов между выводами аккумулятора), но один хранит гораздо больше энергии, чем другой, потому что ΔU = qΔV.ΔU = qΔV. Автомобильный аккумулятор может заряжать больше, чем аккумулятор мотоцикла, хотя оба аккумулятора – 12 В.

Пример 7,4

Расчет энергии
У вас есть мотоциклетный аккумулятор на 12,0 В, способный обеспечить заряд на 5000 градусов Цельсия, и автомобильный аккумулятор на 12,0 В, способный обеспечить заряд на 60 000 градусов Цельсия. Сколько энергии дает каждый? (Предположим, что числовое значение каждого заряда имеет точность до трех значащих цифр.)
Стратегия
Сказать, что у нас есть батарея на 12,0 В, означает, что на ее выводах есть 12.Разность потенциалов 0 В. Когда такая батарея перемещает заряд, она пропускает заряд через разность потенциалов 12,0 В, и заряд получает изменение потенциальной энергии, равное ΔU = qΔV.ΔU = qΔV. Чтобы найти выход энергии, мы умножаем перемещенный заряд на разность потенциалов.
Решение
Для аккумулятора мотоцикла q = 5000Cq = 5000C и ΔV = 12,0VΔV = 12,0V. Полная энергия, отдаваемая аккумулятором мотоцикла, составляет ΔUцикл = (5000 ° C) (12,0 В) = (5000 ° C) (12,0 Дж / ° C) = 6,00 × 104 Дж. ΔUцикл = (5000 ° C) (12,0 В) = (5000 ° C) (12.0Дж / Кл) = 6,00 × 104Дж.

Аналогично для автомобильного аккумулятора q = 60,000 Cq = 60,000C и

ΔUcar = (60,000C) (12,0В) = 7,20 × 105Дж. ΔUcar = (60,000C) (12,0В) = 7,20 × 105Дж.
Значение
Напряжение и энергия связаны, но это не одно и то же. Напряжения батарей одинаковы, но энергия, подаваемая каждым из них, совершенно разная. Автомобильный аккумулятор требует запуска гораздо более мощного двигателя, чем мотоцикл. Также обратите внимание, что когда аккумулятор разряжен, часть его энергии используется внутри, а напряжение на его клеммах падает, например, когда фары тускнеют из-за разряда автомобильного аккумулятора.Энергия, подаваемая батареей, по-прежнему рассчитывается, как в этом примере, но не вся энергия доступна для внешнего использования.

Проверьте свое понимание 7,4

Проверьте свое понимание Сколько энергии имеет батарея AAA на 1,5 В, способная перемещаться на 100 градусов Цельсия?

Обратите внимание, что энергии, вычисленные в предыдущем примере, являются абсолютными значениями. Изменение потенциальной энергии для аккумулятора отрицательное, так как он теряет энергию. Эти батареи, как и многие другие электрические системы, действительно перемещают отрицательный заряд – в частности, электроны.Батареи отталкивают электроны от своих отрицательных выводов ( A ) через любую задействованную схему и притягивают их к своим положительным выводам ( B ), как показано на рисунке 7.12. Изменение потенциала составляет ΔV = VB − VA = + 12 В ΔV = VB − VA = + 12 В, а заряд q отрицательный, так что ΔU = qΔVΔU = qΔV является отрицательным, что означает, что потенциальная энергия батареи уменьшилась, когда q переместился с A на B .

Фигура 7.12 Аккумулятор перемещает отрицательный заряд от отрицательной клеммы через фару к положительной клемме. Соответствующие комбинации химических веществ в батарее разделяют заряды, так что отрицательный вывод имеет избыток отрицательного заряда, который отталкивается им и притягивается к избыточному положительному заряду на другом выводе. С точки зрения потенциала положительный вывод находится под более высоким напряжением, чем отрицательный. Внутри аккумулятора движутся как положительные, так и отрицательные заряды.

Пример 7,5

Сколько электронов проходит через фару каждую секунду?
Когда автомобильный аккумулятор на 12,0 В питает одну фару мощностью 30,0 Вт, сколько электронов проходит через нее каждую секунду?
Стратегия
Чтобы узнать количество электронов, мы должны сначала найти заряд, который перемещается за 1,00 с. Перемещаемый заряд связан с напряжением и энергией посредством уравнений ΔU = qΔV.ΔU = qΔV. Лампа мощностью 30,0 Вт потребляет 30,0 джоулей в секунду. Поскольку батарея теряет энергию, мы имеем ΔU = -30JΔU = -30J и, поскольку электроны переходят от отрицательного вывода к положительному, мы видим, что ΔV = + 12.0 В. ΔV = + 12,0 В.
Решение
Чтобы найти заряд q перемещенного, решаем уравнение ΔU = qΔV: ΔU = qΔV:

Вводя значения ΔUΔU и ΔVΔV, получаем

q = −30.0J + 12.0V = −30.0J + 12.0J / C = −2.50C. q = −30.0J + 12.0V = −30.0J + 12.0J / C = −2,50C.

Число электронов nene – это общий заряд, деленный на заряд одного электрона. То есть

ne = −2,50C − 1,60 · 10−19C / e− = 1,56 · 1019 электронов. ne = −2,50C − 1,60 · 10−19C / e− = 1,56 · 1019 электронов.
Значение
Это очень большое количество.Неудивительно, что мы обычно не наблюдаем отдельные электроны, так много которых присутствует в обычных системах. Фактически, электричество использовалось в течение многих десятилетий, прежде чем было установлено, что движущиеся заряды во многих обстоятельствах были отрицательными. Положительный заряд, движущийся в направлении, противоположном отрицательному, часто производит идентичные эффекты; это затрудняет определение того, что движется или оба движутся.

Проверьте свое понимание 7,5

Проверьте свое понимание Сколько электронов прошло бы через 24.Лампа 0 Вт каждую секунду от 12-вольтового автомобильного аккумулятора?

Электрон-вольт

Энергия, приходящаяся на один электрон, очень мала в макроскопических ситуациях, подобных тому, что было в предыдущем примере – крошечная доля джоуля. Но в субмикроскопическом масштабе такая энергия, приходящаяся на частицу (электрон, протон или ион), может иметь большое значение. Например, даже крошечной доли джоуля может быть достаточно, чтобы эти частицы разрушили органические молекулы и повредили живые ткани. Частица может нанести ущерб при прямом столкновении или может создать опасные рентгеновские лучи, которые также могут нанести ущерб.Полезно иметь единицу энергии, относящуюся к субмикроскопическим эффектам.

На рис. 7.13 показана ситуация, связанная с определением такой единицы энергии. Электрон ускоряется между двумя заряженными металлическими пластинами, как это могло бы быть в телевизионной лампе или осциллографе старой модели. Электрон приобретает кинетическую энергию, которая позже преобразуется в другую форму – например, в свет в телевизионной трубке. (Обратите внимание, что с точки зрения энергии «спуск» для электрона означает «подъем» для положительного заряда.) Поскольку энергия связана с напряжением соотношением ΔU = qΔVΔU = qΔV, мы можем рассматривать джоуль как кулон-вольт.

Фигура 7,13 Типичная электронная пушка ускоряет электроны, используя разность потенциалов между двумя отдельными металлическими пластинами. По закону сохранения энергии кинетическая энергия должна равняться изменению потенциальной энергии, поэтому KE = qVKE = qV. Энергия электрона в электрон-вольтах численно равна напряжению между пластинами. Например, разность потенциалов 5000 В производит электроны с энергией 5000 эВ.Концептуальная конструкция, а именно две параллельные пластины с отверстием в одной, показана на (a), а реальная электронная пушка показана на (b).

Электрон-вольт

В субмикроскопическом масштабе удобнее определять единицу энергии, называемую электрон-вольт (эВ), которая представляет собой энергию, передаваемую фундаментальному заряду, ускоренному через разность потенциалов в 1 В. В форме уравнения:

1эВ = (1,60 × 10−19C) (1V) = (1,60 × 10−19C) (1J / C) = 1,60 × 10−19J. 1эВ = (1,60 × 10−19C) (1V) = (1,60 × 10− 19C) (1J / C) = 1.60 × 10−19Дж.

Электрону, ускоренному через разность потенциалов 1 В, придается энергия 1 эВ. Отсюда следует, что электрон, ускоренный до 50 В, приобретает 50 эВ. Разность потенциалов 100 000 В (100 кВ) дает электрону энергию 100 000 эВ (100 кэВ) и так далее. Точно так же ион с двойным положительным зарядом, ускоренный до 100 В, получает 200 эВ энергии. Эти простые соотношения между ускоряющим напряжением и зарядами частиц делают электрон-вольт простой и удобной единицей энергии в таких обстоятельствах.

Электрон-вольт обычно используется в субмикроскопических процессах – химические валентные энергии, молекулярные и ядерные энергии связи входят в число величин, часто выражаемых в электрон-вольтах. Например, для разрушения некоторых органических молекул требуется около 5 эВ энергии. Если протон ускоряется из состояния покоя через разность потенциалов 30 кВ, он приобретает энергию 30 кэВ (30 000 эВ) и может разрушить до 6000 этих молекул (30 000 эВ ÷ 5 эВ на молекулу = 6000 молекул).(30,000 эВ ÷ 5 эВ на молекулу = 6000 молекул). Энергия ядерного распада составляет порядка 1 МэВ (1000000 эВ) на событие и, таким образом, может нанести значительный биологический ущерб.

Сохранение энергии

Полная энергия системы сохраняется, если нет чистого добавления (или вычитания) из-за работы или теплопередачи. Для консервативных сил, таких как электростатическая сила, закон сохранения энергии утверждает, что механическая энергия постоянна.

Механическая энергия – это сумма кинетической энергии и потенциальной энергии системы; то есть K + U = константа.K + U = постоянная. Потеря U для заряженной частицы становится увеличением ее K . Сохранение энергии выражается в форме уравнения как

или

, где i и f обозначают начальные и конечные условия. Как мы уже много раз выясняли, учет энергии может дать нам понимание и облегчить решение проблем.

Пример 7,6

Электрическая потенциальная энергия, преобразованная в кинетическую энергию
Вычислите конечную скорость свободного электрона, ускоренного из состояния покоя, через разность потенциалов 100 В.(Предположим, что это числовое значение имеет точность до трех значащих цифр.)
Стратегия
У нас есть система, в которой действуют только консервативные силы. Предполагая, что электрон ускоряется в вакууме, и пренебрегая гравитационной силой (мы проверим это предположение позже), вся электрическая потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Мы можем идентифицировать начальную и конечную формы энергии как Ki = 0, Kf = 12mv2, Ui = qV, Uf = 0. Ki = 0, Kf = 12mv2, Ui = qV, Uf = 0.
Решение
Сохранение энергии утверждает, что

Вводя указанные выше формы, получаем

Решаем это для v :

Ввод значений для q , V и м дает

v = 2 (−1.60 × 10−19C) (- 100Дж / C) 9,11 × 10−31 кг = 5,93 × 106 м / зв = 2 (−1.60 × 10−19C) (- 100Дж / C) 9,11 × 10−31 кг = 5,93 × 106 м / с .
Значение
Обратите внимание, что и заряд, и начальное напряжение отрицательны, как показано на рисунке 7.13. Из обсуждения электрического заряда и электрического поля мы знаем, что электростатические силы, действующие на мелкие частицы, обычно очень велики по сравнению с силой тяжести. Большая конечная скорость подтверждает, что гравитационная сила здесь действительно незначительна. Большая скорость также указывает на то, насколько легко ускорить электроны с помощью малых напряжений из-за их очень малой массы.В электронных пушках обычно используются напряжения, намного превышающие 100 В. Эти более высокие напряжения вызывают настолько большие скорости электронов, что необходимо учитывать эффекты специальной теории относительности, и поэтому они оставлены для более поздней главы (Теория относительности). Вот почему в этом примере мы рассматриваем низкое напряжение (точно).

Проверьте свое понимание 7,6

Проверьте свое понимание Как этот пример изменится с позитроном? Позитрон идентичен электрону, за исключением того, что заряд положительный.

Напряжение и электрическое поле

До сих пор мы исследовали взаимосвязь между напряжением и энергией. Теперь мы хотим изучить взаимосвязь между напряжением и электрическим полем. Начнем с общего случая для неоднородного поля E → E →. Напомним, что наша общая формула для потенциальной энергии пробного заряда q в точке P относительно реперной точки R равна

UP = −RPF → · dl → .UP = −RPF → · dl →.

Когда мы подставляем в определение электрического поля (E → = F → / q), (E → = F → / q), это становится

UP = −q∫RPE → · dl →.UP = −q∫RPE → · dl →.

Применяя наше определение потенциала (V = U / q) (V = U / q) к этой потенциальной энергии, мы находим, что в общем случае

VP = −RPE → · dl → .VP = −RPE → · dl →.

7,6

Из нашего предыдущего обсуждения потенциальной энергии заряда в электрическом поле результат не зависит от выбранного пути, и, следовательно, мы можем выбрать наиболее удобный интегральный путь..доктор

, что упрощается до

Vr = −∫∞rkqr2dr = kqr − kq∞ = kqr.Vr = −∫∞rkqr2dr = kqr − kq∞ = kqr.

Этот результат,

– это стандартная форма потенциала точечного заряда. Это будет подробнее рассмотрено в следующем разделе.

Чтобы изучить еще один интересный частный случай, предположим, что однородное электрическое поле E → E → создается путем размещения разности потенциалов (или напряжения) ΔVΔV на двух параллельных металлических пластинах, обозначенных A и B (рис. 7.14). Изучение этой ситуации покажет нам, какое напряжение необходимо для создания определенной напряженности электрического поля.Это также покажет более фундаментальную взаимосвязь между электрическим потенциалом и электрическим полем.

Фигура 7,14 Соотношение между V и E для параллельных проводящих пластин составляет E = V / dE = V / d. (Обратите внимание, что ΔV = VABΔV = VAB по величине. Для заряда, который перемещается от пластины A при более высоком потенциале к пластине B при более низком потенциале, необходимо включить знак минус следующим образом: −ΔV = VA − VB = VAB. − ΔV = VA − VB = VAB.)

С точки зрения физика, ΔVΔV или E → E → можно использовать для описания любого взаимодействия между зарядами.Однако ΔVΔV является скалярной величиной и не имеет направления, тогда как E → E → является векторной величиной, имеющей как величину, так и направление. (Обратите внимание, что величина электрического поля, скалярная величина, представлена ​​как E .) Связь между ΔVΔV и E → E → выявляется путем вычисления работы, совершаемой электрической силой при перемещении заряда из точки A. к пункту Б . Но, как отмечалось ранее, произвольное распределение заряда требует расчетов. Поэтому мы рассматриваем однородное электрическое поле как интересный частный случай.

Работа, совершаемая электрическим полем на рисунке 7.14 по перемещению положительного заряда q от A , положительная пластина, более высокий потенциал, к B , отрицательная пластина, более низкий потенциал, составляет

. W = −ΔU = −qΔV.W = −ΔU = −qΔV.

Разница потенциалов между точками A и B составляет

−ΔV = – (VB − VA) = VA − VB = VAB. − ΔV = – (VB − VA) = VA − VB = VAB.

Если ввести это в выражение для работы, получится

Работа – это W = F → · d → = FdcosθW = F → · d → = Fdcosθ; здесь cosθ = 1cosθ = 1, так как путь параллелен полю.Таким образом, W = FdW = Fd. Поскольку F = qEF = qE, мы видим, что W = qEdW = qEd.

Подстановка этого выражения для работы в предыдущее уравнение дает

Заряд отменяется, поэтому для напряжения между точками A и B получаем

VAB = EdE = VABd} (только uniformE-field) VAB = EdE = VABd} (только uniformE-field)

, где d – это расстояние от A до B , или расстояние между пластинами на Рисунке 7.14. Обратите внимание, что это уравнение подразумевает, что единицы измерения электрического поля – вольты на метр.Мы уже знаем, что единицы измерения электрического поля – ньютоны на кулон; таким образом, верно следующее соотношение между единицами:

Кроме того, мы можем продолжить это до интегральной формы. Подставляя уравнение 7.5 в наше определение разности потенциалов между точками A и B , мы получаем

VBA = VB − VA = −∫RBE → · dl → + ∫RAE → · dl → VBA = VB − VA = −∫RBE → · dl → + ∫RAE → · dl →

, что упрощается до

VB − VA = −ABE → · dl → .VB − VA = −ABE → · dl →.

В качестве демонстрации из этого мы можем вычислить разность потенциалов между двумя точками ( A и B ), равноудаленными от точечного заряда q в начале координат, как показано на рисунке 7.= 0 и, следовательно,

Этот результат, заключающийся в отсутствии разницы в потенциале вдоль постоянного радиуса от точечного заряда, пригодится при отображении потенциалов.

Пример 7,7

Какое максимально возможное напряжение между двумя пластинами?
Сухой воздух может поддерживать максимальную напряженность электрического поля около 3,0 × 106 В / м. 3,0 × 106 В / м. Выше этого значения поле создает достаточную ионизацию в воздухе, чтобы сделать воздух проводником. Это допускает разряд или искру, которые уменьшают поле.Каково же максимальное напряжение между двумя параллельными проводящими пластинами, разделенными 2,5 см сухого воздуха?
Стратегия
Нам дано максимальное электрическое поле E между пластинами и расстояние d между ними. Мы можем использовать уравнение VAB = EdVAB = Ed для расчета максимального напряжения.
Решение
Разность потенциалов или напряжение между пластинами составляет

Ввод данных значений для E и d дает

VAB = (3,0 × 106 В / м) (0.025 м) = 7,5 × 104 VVAB = (3,0 × 106 В / м) (0,025 м) = 7,5 × 104 В

или

(Ответ состоит только из двух цифр, поскольку максимальная напряженность поля является приблизительной.)

Значение
Одним из следствий этого результата является то, что требуется около 75 кВ, чтобы совершить скачок искры через зазор размером 2,5 см (1 дюйм), или 150 кВ для искры 5 см. Это ограничивает напряжения, которые могут существовать между проводниками, возможно, на линии электропередачи. Меньшее напряжение может вызвать искру, если на поверхности есть шипы, поскольку острые точки имеют большую напряженность поля, чем гладкие поверхности.Влажный воздух разрушается при более низкой напряженности поля, а это означает, что меньшее напряжение заставит искру проскочить через влажный воздух. Наибольшие напряжения могут создаваться статическим электричеством в засушливые дни (рис. 7.16).

Фигура 7,16 Искровая камера используется для отслеживания пути частиц высоких энергий. Ионизация, создаваемая частицами при прохождении через газ между пластинами, позволяет искре прыгнуть. Искры расположены перпендикулярно пластинам, следуя силовым линиям электрического поля между ними.Разность потенциалов между соседними пластинами недостаточно высока, чтобы вызвать искры без ионизации, производимой частицами из экспериментов с ускорителем (или космическими лучами). Эта форма детектора сейчас устарела и больше не используется, кроме как в демонстрационных целях. (кредит b: модификация работы Джека Коллинза)

Пример 7,8

Поле и сила внутри электронной пушки
Электронная пушка (рис. 7.13) имеет параллельные пластины, разделенные расстоянием 4,00 см, и дает 25 электронов.0 кэВ энергии. а) Какова напряженность электрического поля между пластинами? (b) Какую силу это поле окажет на кусок пластика с зарядом 0,500 мкКл0,500 мкКл, который проходит между пластинами?
Стратегия
Поскольку напряжение и расстояние между пластинами указаны, напряженность электрического поля может быть рассчитана непосредственно из выражения E = VABdE = VABd. Зная напряженность электрического поля, мы можем найти силу, действующую на заряд, используя F → = qE → .F → = qE →. Поскольку электрическое поле имеет только одно направление, мы можем записать это уравнение в терминах величин: F = qEF = qE.
Решение
  1. Выражение для величины электрического поля между двумя однородными металлическими пластинами имеет вид Поскольку электрон является однозарядным и получает энергию 25,0 кэВ, разность потенциалов должна составлять 25,0 кВ. Вводя это значение для VABVAB и расстояния между плитами 0,0400 м, получаем E = 25,0 кВ 0,0400 м = 6,25 × 105 В / м. E = 25,0 кВ 0,0400 м = 6,25 × 105 В / м.
  2. Величина силы, действующей на заряд в электрическом поле, получается из уравнения Подстановка известных значений дает F = (0.500 × 10–6C) (6,25 × 105 В / м) = 0,313 Н. F = (0,500 × 10–6 ° C) (6,25 × 105 В / м) = 0,313 Н.
Значение
Обратите внимание, что единицы измерения – ньютоны, так как 1V / m = 1N / C1V / m = 1N / C. Поскольку электрическое поле между пластинами однородно, сила, действующая на заряд, одинакова независимо от того, где находится заряд между пластинами.

Пример 7.9

Расчет потенциала точечного заряда
Учитывая точечный заряд q = + 2.0nCq = + 2.0nC в начале координат, вычислите разность потенциалов между точкой P1P1 на расстоянии a = 4.= 0 и, следовательно, ΔV = 0. ΔV = 0. Складывая две части вместе, получаем 300 В.

Значение
Мы продемонстрировали использование интегральной формы разности потенциалов для получения численного результата. Обратите внимание, что в этой конкретной системе мы могли бы также использовать формулу для потенциала из-за точечного заряда в двух точках и просто взять разницу.

Проверьте свое понимание 7,7

Проверьте свое понимание Из приведенных примеров, как энергия удара молнии зависит от высоты облаков над землей? Считайте систему облако-земля двумя параллельными пластинами.

Прежде чем описывать проблемы, связанные с электростатикой, мы предлагаем стратегию решения проблем, которой следует придерживаться для этой темы.

Стратегия решения проблем

Электростатика
  1. Изучите ситуацию, чтобы определить, присутствует ли статическое электричество; это может касаться отдельных стационарных зарядов, сил между ними и создаваемых ими электрических полей.
  2. Укажите интересующую систему. Это включает в себя указание количества, местоположения и типов взимаемых сборов.
  3. Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные). Письменный список полезен. Определите, следует ли рассматривать кулоновскую силу напрямую – если да, может быть полезно нарисовать диаграмму свободного тела, используя силовые линии электрического поля.
  4. Составьте список того, что дано или может быть выведено из проблемы, как указано (укажите известные). Например, важно отличать кулоновскую силу F от электрического поля E .
  5. Решите соответствующее уравнение для определяемой величины (неизвестное значение) или нарисуйте линии поля, как требуется.
  6. Изучите ответ, чтобы увидеть, разумен ли он: имеет ли он смысл? Правильные ли единицы и разумные ли числа?

Сколько нужно математики, чтобы стать электриком?

Обновлено в июне 2021 г.

Итак, сколько математики мне действительно нужно знать, чтобы стать электриком? ” Мы постоянно получаем этот вопрос, когда проводим собеседование соискателями обучения электрику.

Многие студенты, планирующие получить образование электрика, не уверены в своих математических навыках.

И это неудивительно, учитывая огромное количество студентов, которые борются с математикой в ​​Онтарио (и по всей Канаде).

The Globe and Mail недавно опубликовала статью о том, как результаты учащихся начальной школы в Онтарио по математике достигли рекордно низкого уровня.

Менее половины школьников 6-х классов провинции соответствовали текущим стандартам успеваемости по математике – худший результат за многие годы.

Для большинства этих детей проблемы с математикой будут только усугубляться в старшей школе по мере увеличения уровня сложности.

К моменту окончания школы многие полностью «покончили» с математикой. Они никогда не хотят видеть ни одного алгебраического уравнения или геометрического вопроса, пока они живы!

Звучит знакомо? Вы слышали, что электрики много используют математику на работе и полагают, что вам даже не стоит беспокоиться об этой профессии?

Прежде чем принять решение, сначала разберитесь, как на самом деле электрики используют математику.Взгляните на некоторые распространенные применения математики в повседневной работе с электрикой.


Использование простой математики для рутинных измерений и вычислений

Электрики используют простую математику, такую ​​как сложение, вычитание, умножение и деление, для выполнения рутинных измерений и вычислений на работе.

Вы будете работать с дробями, процентами и десятичными знаками, чтобы вычислить такие вещи, как размеры комнаты, длину проводки, преобразовать ватты в киловатты и рассчитать нагрузки.

Например, расчет нагрузки обычно включает преобразование процентов в десятичные или целые числа (125% = 1,25).

Затем электрик умножает это число на значение нагрузки, чтобы выяснить, какого размера требуется автоматический выключатель или предохранитель. Звучит сложно? На самом деле это не так.

Вы выполните сотни этих простых вычислений во время обучения электрика-основателя и во время обучения.

После того, как вы примените математику к реальной работе с электрикой, понять ее станет намного легче, чем типичные вопросы, которые вы встретите в классе математики в старшей школе.Прежде чем вы это узнаете, это вторая натура.

Закон Ома

Если вы решите стать электриком, вам обязательно нужно усвоить закон Ома – уравнение, используемое для изучения электрических цепей и определения напряжения, тока и сопротивления.

Основное уравнение: E = I X R. Это переводится как напряжение = ток x сопротивление. Вот пример проблемы, с которой вы столкнетесь при обучении электриков, где вам нужно будет использовать закон Ома, чтобы найти ответ:

120 В питает лампу с сопротивлением 192 Ом.Какой ток в цепи?

В этом примере вы знаете напряжение и сопротивление, но не знаете силу тока. Итак, вы бы применили закон Ома следующим образом: I = E / R (ток = 120 В / 192 Ом). Ваш ответ I = 0,625A.

Электрики используют закон Ома для определения тока в цепи, падения напряжения, потерь мощности и сопротивления проводника.

Опять же, это может показаться сложным, но после множества практических вопросов это становится обычным делом.

Закон Ома – хороший пример логического мышления, решения проблем и практических математических навыков, которые вы будете использовать в качестве электрика.

Тригонометрия для электриков

Тригонометрия – это раздел математики, который занимается изучением сторон и углов треугольников. Вы спросите, какое отношение это имеет к электрикам?

Одним из примеров может быть определение правильного угла для изгиба секции кабелепровода. Электрики используют кабелепровод для защиты и прокладки электрических проводов при электромонтаже здания или сооружения.

Трубопроводы изготавливаются из различных материалов, включая металл, пластик и волокно. Часто трубы приходится огибать углы или препятствия, например ступеньки.

Электрики используют тригонометрию, чтобы определить точный угол, под которым они могут согнуть кабелепровод вокруг объекта и подключить его к цепи.

Примером проблемы триггера, связанной с электричеством, может быть необходимость изогнуть кабелепровод вокруг ступеньки высотой 4 дюйма и шириной 15 дюймов.

В этом случае вы должны использовать так называемую «тангенциальную функцию» для вычисления точного угла изгиба, который, как вы обнаружите, составляет 15 градусов.

При обучении электриков студенты узнают, как решать подобные уравнения, и привыкают применять принципы геометрии для решения рутинных электрических задач.

Помните теорему Пифагора? Это еще одна базовая концепция геометрии, которую вы изучите в школе электриков, работая с треугольниками, чтобы понять основные концепции питания переменного тока.

От простого сложения и вычитания до алгебры и геометрии – математика является важной частью набора навыков электрика.

У вас нет потрясающих математических навыков?

Помните, чтобы стать электриком, не обязательно быть математиком.

Ученик четвертого курса, Джон Керр, сказал нам в недавнем интервью, что математика – его самый худший предмет в старшей школе.

Он даже боролся с нарушением обучаемости, что сделало математику еще более сложной.

Несмотря на свои трудности, Джону удалось преуспеть в обучении электрика и сделать успешную карьеру в торговле.

У меня никогда не было хороших результатов в математике в старшей школе. Я постоянно проваливал тесты и едва сдавал математику в 12 классе. У меня была дислексия, но она так и не была диагностирована, и я действительно изо всех сил пытался ее пройти.

Но когда я узнал, как обращаться за помощью, и начал использовать лучшие методы для решения математических задач (использование картинок, рисование задач, дополнительное время для тестов), я стал намного лучше.

Если я справлюсь с математикой, то сможет любой! Для меня разница заключалась в том, что я знал, что математика, которую я изучил на тренинге электрика, имела реальную практическую цель.

В конце концов, я приложил дополнительные усилия и сделал это. Мои инструкторы-электрики всегда были мне полезны и оказали помощь . Если у вас есть драйв и вы готовы много работать, вы сможете овладеть этими навыками.

Ваши первые шаги к тому, чтобы стать электриком

Готовы заняться математикой (и многими другими навыками), необходимыми для обучения электрику? Есть вопросы, с чего начать?

Herzing College предлагает 24-недельную программу предварительного обучения электриков.Эта программа обучает основам электрической математики, теории, безопасности, установке и техническому обслуживанию.

Мы готовим вас к первому ученичеству, чтобы вы могли приступить к сертификации.

Консультант по приему может ответить на все ваши вопросы об обучении, ученичестве, сертификации и карьере. Они также могут рассказать вам о стоимости обучения, вариантах финансовой помощи и о том, как подать заявку.

Нажмите ниже, чтобы изучить программу подготовки к обучению электриков и пообщаться в прямом эфире с приемной комиссией.Мы здесь, чтобы помочь!

НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Введение

Когда ток течет по проводнику, в проводнике генерируется тепловая энергия. Нагревательный эффект электрического тока зависит от трех факторов:

  • Сопротивление R проводника. Чем выше сопротивление, тем больше тепла.
  • Время t, в течение которого течет ток. Чем больше время, тем больше выделяется тепла
  • Величина тока, I.чем выше сила тока, тем больше выделяется тепла.

Следовательно, эффект нагрева, создаваемый электрическим током I через проводник сопротивления R в течение некоторого времени, t определяется как H = I 2 Rt. Это уравнение называется уравнением Джоуля электрического нагрева.

Электроэнергия и мощность

Работа, выполняемая при проталкивании заряда по электрической цепи, определяется выражением w.d = VIt

.

Таким образом, мощность, P = w.d / t = VI

Электрическая мощность, потребляемая электроприбором, определяется как P = VI = I 2 R = V 2 / R

Пример

  1. Электрическая лампочка имеет маркировку 100 Вт, 240 В.Вычислить:
а) Ток через нить накала при нормальной работе лампы
б) Сопротивление нити накала лампы.

Решение

  1. I = P / V = ​​100/240 = 0,4167A
  2. R = P / I 2 = 100 / 0,4167 2 = 576,04 Ом или R = V 2 / P = 240 2 /100 = 576 Ом
  1. Найдите энергию, рассеиваемую за 5 минут электрической лампочкой с нитью накала 500 Ом, подключенной к источнику питания 240 В.{ ANS. 34,560J }

Решение

E = Pt = V2 / R * t = (240 2 * 5 * 60) / 500 = 34,560 Дж

  1. Для нагрева воды используется погружной нагреватель мощностью 2,5 кВт. Вычислить:
  1. Рабочее напряжение нагревателя при сопротивлении 24 Ом
  2. Электрическая энергия, преобразованная в тепловую за 2 часа.

{ ANS. 244,9488 В, 1,8 * 10 7 Дж }

Решение

  1. P = VI = I 2 R

I = (2500/24) 1/2 = 10.2062A

В = ИК = 10,2062 * 24 = 244,9488 В

  1. E = VIt = Pt = 2500 * 2 * 60 * 60 = 1,8 * 10 7 J

ИЛИ E = VIt = 244,9488 * 10,2062 * 2 * 60 * 60 = 1,8 * 10 7 Дж

Электрическая лампочка имеет маркировку 100W, 240V. Вычислить:
Ток через нить накала
Сопротивление нити накала лампы.

Решение

P = VI I = P / V = ​​100/240 = 0,4167A
Согласно закону Ома, V = IR R = V / I = 240 / 0,4167 = 575,95 Ом

Применение нагревающего эффекта электрического тока

Большинство бытовых электроприборов таким образом преобразуют электрическую энергию в тепло.К ним относятся лампы накаливания, электрический обогреватель, электрический утюг, электрический чайник и т. Д.

В осветительных приборах

  1. Лампы накаливания – изготовлены из вольфрамовой проволоки, заключенной в стеклянную колбу, из которой удален воздух. Это потому, что воздух окисляет нить. Нить нагревается до высокой температуры и становится раскаленной добела. Вольфрам используется из-за его высокой температуры плавления; 3400 0 Колба заполнена неактивным газом, например. аргон или азот при низком давлении, что снижает испарение вольфрамовой проволоки.Однако одним из недостатков инертного газа является то, что он вызывает конвекционные токи, которые охлаждают нить накала. Эта проблема сводится к минимуму за счет наматывания проволоки таким образом, чтобы она занимала меньшую площадь, что снижает потери тепла за счет конвекции.
  2. Люминесцентные лампы – эти лампы более эффективны по сравнению с лампами накаливания и служат намного дольше. У них есть пары ртути в стеклянной трубке, которая при включении испускает ультрафиолетовое излучение. Это излучение заставляет порошок в трубке светиться (флуоресцировать) i.е. излучает видимый свет. Из разных порошков получаются разные цвета. Обратите внимание, что люминесцентные лампы дороги в установке, но их эксплуатационные расходы намного меньше.

В электрическом обогреве

  1. Электрические плиты – электрические плиты нагреваются до докрасна, и произведенная тепловая энергия поглощается кастрюлей за счет теплопроводности.
  2. Электронагреватели – лучистые обогреватели становятся красными при температуре около 900 0 ° C, а испускаемое излучение направляется в комнату с помощью полированных отражателей.
  3. Электрические чайники – нагревательный элемент размещается внизу чайника так, чтобы нагреваемая жидкость покрывала его. Затем тепло поглощается водой и распределяется по всей жидкости за счет конвекции.
  4. Электрические утюги – когда через нагревательный элемент протекает ток, выделяемая тепловая энергия передается на основание из тяжелого металла, повышая его температуру.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *