K vyřešení tohoto problému je třeba vědět, že čas, který elektrický proud potřebuje, lze vypočítat podle vzorce:
Čas = elektrický náboj/proud.
Nejprve musíme najít elektrický náboj. Elektrický náboj se rovná součinu napětí na proud:
Elektrický náboj = napětí * proud.
Když použijeme známé hodnoty, získáme:
Elektrický náboj = 100V * 200mA.
Po provedení výpočtů nalezený elektrický náboj vložíme do vzorce pro výpočet času a dostaneme správnou odpověď.
Co je elektrický proud?
Proud lze představit jako proud nábojů přes průřez vodičem. Měří se v ampérech (a) a charakterizuje množství elektřiny procházející vodičem za jednotku času.
Ideální vodič, představující nulový odpor, umožňuje elektronům bezztrátový pohyb a je idealizovaným modelem pro zkoumání elektrického proudu. Ve skutečných vodičích má odpor významný vliv na výkon proudu.
Proud může být konstantní (konstantní směr) nebo střídavý (měnící se směr a amplitudy). Stejnosměrný proud se používá v elektrických bateriích a stejnosměrných zdrojích a střídavý proud v elektrické síti k přenosu elektřiny.
Definice a základní pojmy
V elektrickém obvodu je proud pohybem elektrických nábojů přes vodič pod napětím. Měří se v ampérech (a) a má dva hlavní charakteristické parametry: napětí a proud.
Napětí je potenciálový rozdíl mezi dvěma body elektrického obvodu, který vytváří elektrické pole a umožňuje proud protékat vodičem. Měří se ve voltech (V) a určuje možnost elektrického proudu v obvodu.
Proud je množství elektrického náboje procházejícího vodičem za jednotku času. Měří se v ampérech (a) a umožňuje odhadnout, jak silný je proud nábojů v elektrickém obvodu.
K určení času potřebného k proudění elektrického proudu je nutné znát proud a napětí. V tomto případě, při napětí 100V a proudu 200mA, lze čas určit pomocí vzorce:
Čas (t) = elektrický náboj (Q) / proud (I)
Vzhledem k tomu, že proud je 200mA (0,2 a), je nutné vypočítat elektrický náboj:
Elektrický náboj (Q) = proud (I) × čas (t)
Chcete-li tedy určit čas potřebný pro elektrický proud při napětí 100V a proudu 200mA, musíte vypočítat elektrický náboj pomocí výše uvedeného vzorce a znát sílu proudu.
Jak se měří elektrický proud?
Pro měření elektrického proudu se používají speciální ampérmetry. Ampérmetry jsou zapojeny do série k měřenému vodiči, kterým proud protéká. Ampérmetr přitom vytváří menší odpor, aby jeho začlenění do obvodu neměnilo proud.
Existuje několik typů ampérmetrů. Nejběžnější jsou analogové a digitální ampérmetry.
Analogové ampérmetry jsou založeny na použití galvanometru - zařízení, které měří proud podle odchylky šipky na stupnici. Uvnitř galvanometru je magnetické pole, které působí na magnetizovanou šipku a způsobuje její odchylku v závislosti na proudu.
Digitální ampérmetry jsou vybaveny displejem, který zobrazuje digitální hodnotu měřeného proudu. Tyto přístroje využívají princip činnosti elektroniky a moderní technologie měření.
Při výběru ampérmetru je třeba vzít v úvahu rozsah měření, přesnost, spolehlivost a další vlastnosti přístroje.
Měření elektrického proudu umožňuje monitorovat provoz elektrických zařízení, distribuci elektřiny a zajistit bezpečnost v elektrických systémech.
Měrné jednotky a metody měření
Metody měření elektrického proudu zahrnují použití ampérmetru, který se připojuje paralelně k měřené části obvodu a umožňuje určit proud. Ampérmetry mohou být Analogové nebo digitální, s různým rozlišením a rozsahem měření.
K měření doby spotřeby elektrického proudu lze použít časovač nebo stopky. S ohledem na napětí a proud lze čas vypočítat podle vzorce: čas = elektrický náboj / proud. V našem příkladu, při napětí 100 V A proudu 200 mA, bude doba spotřeby proudu:
Čas = 0,2 Kl / 0,2 A = 1 sekunda.
Jaké je napětí a proud v dané situaci?
V této situaci je napětí 100 V a proud je 200 mA. Napětí označuje rozdíl potenciálu mezi dvěma body měřený ve voltech (v). Proud odráží množství elektrického náboje procházejícího prvkem a měří se v ampérech (a).
V této situaci má tedy elektrický proud napětí 100 V a proud 200 mA.
| Napětí | Intenzita elektrického proudu |
|---|---|
| 100 v | 200 mA |
Hodnoty napětí a proudu
Proud měřený v ampérech (a) určuje množství elektrického náboje procházejícího vodičem za jednotku času. V tomto případě je hodnota proudu 200mA (nebo 0.2 A).
Znalost hodnot napětí a proudu umožňuje vypočítat další parametry elektrického obvodu, jako je odpor nebo výkon.
Jak vypočítáte čas potřebný k elektrickému proudu?
K výpočtu času lze použít Ohmův zákon, který říká, že proud je roven poměru napětí k odporu:
I = U / R
kde I je proud v ampérech, U je napětí ve voltech, R je odpor v ohmech.
V tomto případě, pro výpočet času, je nutné rozdělit napětí na proud:
Čas = U / I
Když použijeme známé hodnoty, získáme:
Čas = 100 V / 0,2 A = 500 sekund
Elektrický proud při napětí 100 V A proudu 200 mA by tedy potřeboval 500 sekund (nebo 8 minut a 20 sekund), aby prošel danou částí obvodu.