Abychom na tuto otázku odpověděli, musíme si vzpomenout na základní vzorec elektrického proudu - I = U / R, kde I je proud, u - napětí, R - odpor.
Ale v tomto případě máme známé pouze napětí a proud a musíme si najít čas. K tomu můžeme použít jiný vzorec t = R / I, kde T je čas.
Protože velikost odporu není známa, musíme vyřešit problém se známými veličinami. Abychom si tedy našli čas, budeme muset nejprve najít odpor podle vzorce R = U / i.poté pomocí nalezené hodnoty odporu můžeme najít čas.
Abychom tedy určili čas, který bude potřebovat elektrický proud při napětí 100V a proudu 200mA, musíme najít odpor podle vzorce R = U / I a poté použít nalezenou hodnotu odporu ve vzorci t = R / I, kde T je čas.
Jak dlouho trvá elektrický proud?
U = I * R, kde u-napětí, i-proud, R-odpor.
Protože nemáme informace o odboji,nemůžeme přesně určit čas. Za předpokladu, že odpor je R=U / I, však můžeme pokračovat ve výpočtu:
R = U / I = 100 V / 200 mA = 500 ohmů.
Nyní můžeme použít druhý Ohmův zákon:
I = U / R = 100 v / 500 ohmů = 0.2 A (200 mA).
Dobu potřebnou pro elektrický proud při daném napětí a síle proudu tedy nelze určit bez znalosti hodnoty odporu v obvodu.
Napětí 100V, proud 200mA
Pro výpočet doby, kterou bude elektrický proud při daném napětí a síle proudu vyžadovat, lze použít Ohmův zákon:
kde u-napětí, i-proud, R-odpor.
Chcete-li najít čas, musíte přepočítat proud z miliampérů na ampér:
V tomto případě známe napětí (100 V) a proud (0,2 A), ale neznáme odpor. Protože Ohmův vzorec obsahuje tři proměnné, můžeme použít modifikaci vzorce:
Nastavíme známé hodnoty a vypočítáme odpor:
Nyní s proudovým výkonem (0,2 A) a odporem (500 ohmů) si můžeme najít čas pomocí následujícího vzorce:
Nastavíme hodnoty a spočítáme čas:
t = 500 ohmů / 0,2 a = 2500 sekund
Elektrický proud při napětí 100 V A proudu 200 mA by tedy potřeboval 2 500 sekund (nebo přibližně 41,67 minut), aby prošel tímto odporem.
Výpočet doby spotřeby elektrického proudu
V daném případě:
Napětí: 100 V,
Proud: 200 mA.
Pro výpočet času se používá Ohmův zákon, který říká: proud je roven poměru napětí k odporu.
Odpor je definován podle vzorce: odpor = napětí/proud.
Odpor je tedy 500 ohmů (100 V / 0,2 a).
Doba spotřeby se vypočítá podle vzorce: čas = kapacita / proud, kde se kapacita měří v ampérhodinách (a·H).
Pro výpočet času je nutné znát kapacitu elektrického zařízení, ve kterém probíhá spotřeba proudu. Pokud tyto informace chybí, lze na základě dostupných údajů uvést celkovou dobu spotřeby.
Všimněte si, že proud je uveden v ampérech (a) a doba spotřeby se měří v hodinách (h). V případě potřeby lze tyto hodnoty převést na pohodlnější jednotky měření.
Pro tento příklad lze tedy dobu spotřeby vypočítat následovně:
Čas = kapacita / proud
Kapacita zařízení je 1000 mAh (1 Ah).
Čas = 1000 mA * h / 0,2 A = 5000 hodin (5 hodin)
Elektrický proud při napětí 100 V A proudu 200 mA by tedy potřeboval 5 hodin na plnou spotřebu.
Vzorec pro výpočet času
Pro výpočet doby, kterou elektrický proud potřebuje k průchodu obvodem při daném napětí a proudu, se používá následující vzorec:
Čas = náboj / proud
- Nabíjení-množství elektřiny vyjádřené v přívěskách (Cl)
- Proud - velikost elektrického proudu vyjádřená v ampérech (a)
Vzorec umožňuje určit čas potřebný k průchodu elektrického proudu obvodem s danými parametry.
Příklad výpočtu času
Zvažte příklad výpočtu doby, kterou elektrický proud potřebuje k průchodu obvodem při daném napětí a síle proudu.
| Napětí (V) | Proud (I) | Čas (t) |
|---|---|---|
| 100 v | 200 mA |
Pro výpočet času použijeme vzorec:
- t-Čas (v sekundách)
- Q - počet přenesených elektrických nábojů (v přívěskách)
- I-proud (v ampérech)
Nejprve musíte vyjádřit počet nábojů (Q) pomocí vzorce:
Nastražíme známé významy:
Dále pomocí vzorce:
- V-napětí (ve voltech)
- W-energie (v joulech)
- Q-počet nábojů (v přívěskách)
Protože energie se rovná výrobě napětí na náboje:
Nastražíme známé významy:
W = 100 v * 0.2 A * T = 20 w * t
K vyjádření času (t) použijeme vzorec:
Nastražíme známé významy:
t = (20 W * T) / (100 v * 0.2 A)
t = 100 W * T / 20 W
Podle zákona o zachování energie:
K průchodu elektrického proudu obvodem při napětí 100 V A proudu 200 mA tedy bude potřebovat 5 sekund.
Závislost času na proudu
Doba potřebná k průchodu elektrického proudu vodičem závisí na síle tohoto proudu. Proud se měří v ampérech (a) a udává množství elektřiny procházející vodičem za jednotku času.
K určení času potřebného k průchodu proudu lze použít vzorec:
Čas = náboj / proud
Náboj se měří v coulombech (Cl) a určuje množství elektřiny procházející vodičem.
Řekněme, že máme elektrický proud s napětím 100 V a proudem 200 mA. Pro výpočet doby potřebné k průchodu tohoto proudu musíme vzít v úvahu, že 1 ma se rovná 0.001 a:
Proud = 200 mA = 0.2 A
Nyní můžeme hodnoty vložit do vzorce:
Čas = náboj / proud
Čas = Náboj / 0.2
Neznáme hodnotu náboje,takže není možné přesně určit čas. Pro přesný výpočet času je nutné znát množství elektřiny procházející vodičem. Podle tohoto vzorce však lze pochopit, že čas je úměrný síle proudu: čím vyšší je proud, tím menší je čas a naopak.
Vliv napětí na dobu spotřeby proudu
Vezměme si příklad. Předpokládejme, že máme elektrický proud s napětím 100 V a proudem 200 mA (0,2 a). Pro výpočet doby spotřeby tohoto proudu použijeme vzorec:
Čas (v sekundách) = energie (v joulech) / výkon (ve wattech)
Výkon se rovná součinu napětí na proud, tj.:
Výkon (ve wattech) = napětí (ve voltech) * proud (v ampérech)
Nastražujeme známé hodnoty:
Výkon = 100 V * 0,2 A = 20 W
Nyní najdeme energii pomocí známých hodnot:
Energie (v joulech) = výkon (ve wattech) * Čas (v sekundách)
Nastražujeme známé hodnoty:
Energie = 20 W * Čas (v sekundách)
Hodnotu času lze tedy vyjádřit následujícím vzorcem:
Čas (v sekundách) = energie (v joulech) / výkon (ve wattech) = (20 W * Čas (v sekundách)) / 20 W
Zjednodušujeme výraz a vyjadřujeme čas vzhledem k ostatním proměnným:
Čas (v sekundách) = 1 sekunda
Při nastavených hodnotách napětí 100 V A proudu 200 mA bude tedy doba spotřeby proudu 1 sekundu.
Z tohoto příkladu je vidět, že napětí hraje důležitou roli při určování doby spotřeby proudu. Vyšší napětí umožňuje přenos větší energie na jednotku času, což zkracuje dobu spotřeby proudu. Za jinak stejných podmínek, čím vyšší napětí, tím rychleji bude práce a energie spotřebována.
Je však třeba si uvědomit, že vysoké napětí může být nebezpečné, protože může způsobit elektrický šok. Při práci s vysokým napětím je proto vždy nutné dodržovat preventivní opatření.