Основные электрические величины и единицы их измерения
Рассмотрим основные электрические величины, которые мы изучаем сначала в школе, затем в средних и высших учебных заведениях. Все данные для удобства сведем в небольшую таблицу. После таблицы будут приведены определения отдельных величин, на случай возникновения каких-либо непониманий.
| Величина | Единица измерения в СИ | Название электрической величины |
|---|---|---|
| q | Кл — кулон | заряд |
| R | Ом – ом | сопротивление |
| U | В – вольт | напряжение |
| I | А – ампер | Сила тока (электрический ток) |
| C | Ф – фарад | |
| L | Гн — генри | Индуктивность |
| sigma | См — сименс | Удельная электрическая проводимость |
| e0 | 8,85418781762039*10-12 Ф/м | Электрическая постоянная |
| φ | В – вольт | Потенциал точки электрического поля |
| P | Вт – ватт | Мощность активная |
| Q | Вар – вольт-ампер-реактивный | Мощность реактивная |
| S | Ва – вольт-ампер | Мощность полная |
| f | Гц — герц | Частота |
Существуют десятичные приставки, которые используются в названии величины и служат для упрощения описания. Самые распространенные из них: мега, мили, кило, нано, пико. В таблице приведены и остальные приставки, кроме названных.
| Десятичный множитель | Произношение | Обозначение (русское/международное) |
|---|---|---|
| 10-30 | куэкто | q |
| 10-27 | ронто | r |
| 10-24 | иокто | и/y |
| 10-21 | зепто | з/z |
| 10-18 | атто | a |
| 10-15 | ф/f | |
| 10-12 | пико | п/p |
| 10-9 | нано | н/n |
| 10-6 | микро | мк/μ |
| 10-3 | милли | м/m |
| 10-2 | санти | c |
| 10-1 | деци | д/d |
| 101 | дека | да/da |
| 102 | гекто | г/h |
| 10 3 | кило | к/k |
| 106 | мега | M |
| 109 | гига | Г/G |
| 1012 | тера | T |
| 1015 | пета | П/P |
| 1018 | экза | Э/E |
| 1021 | зета | З/Z |
| 1024 | йотта | И/Y |
| 1027 | ронна | R |
| 1030 | куэкка | Q |
Сила тока в 1А – это величина, равная отношению заряда в 1 Кл, прошедшего за 1с времени через поверхность (проводник), к времени прохождения заряда через поверхность. Для протекания тока необходимо, чтобы цепь была замкнутой.
Сила тока измеряется в амперах. 1А=1Кл/1c
В практике встречаются
1кА = 1000А
1мА = 0,001А
1мкА = 0,000001А
Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Величина электрического потенциала измеряется в вольтах, следовательно, и напряжение измеряется в вольтах (В).
1Вольт – напряжение, которое необходимо для выделения в проводнике энергии в 1Ватт при протекании по нему тока силой в 1Ампер.
1В=1Вт/1А.
В практике встречаются
1кВ = 1000В
1мВ = 0,001В
Электрическое сопротивление – характеристика проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока. Определяется как отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем. Измеряется в омах (Ом). В некоторых пределах величина постоянная.
1Ом – сопротивление проводника при протекании по нему постоянного тока силой 1А и возникающем при этом на концах напряжении в 1В.
Из школьного курса физики все мы помним формулу для однородного проводника постоянного сечения:
R=ρlS – сопротивление такого проводника зависит от сечения S и длины l
где ρ – удельное сопротивление материала проводника, табличная величина.
Между тремя вышеописанными величинами существует закон Ома для цепи постоянного тока.
Ток в цепи прямо пропорционален величине напряжения в цепи и обратно пропорционален величине сопротивления цепи – закон Ома.
I=U/R
Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд.
Емкость измеряется в фарадах (1Ф).
1Ф = 1Кл/1В
1Ф – это емкость конденсатора между обкладками которого возникает напряжение 1В при заряде в 1Кл.
В практике встречаются
1пФ = 0,000000000001Ф
1нФ = 0,000000001Ф
Индуктивность – это величина, характеризующая способность контура, по которому протекает электрический ток, создавать и накапливать магнитное поле.
Индуктивность измеряется в генри.
1Гн = (В*с)/А
1Гн – величина, равная ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении величины тока в контуре на 1А в течение 1секунды.
В практике встречаются
1мГн = 0, 001Гн
Электрическая проводимость – величина, показывающая способность тела проводить электрический ток. Обратная величина сопротивлению.
Электропроводность измеряется в сименсах.
1См = Ом-1
Сохраните статью или поделитесь с друзьями
pomegerim.ru
Что такое напряжение и ток | Начинающим
Что такое напряжение и ток
Напряжение и ток — это количественные понятия, о которых следует помнить всегда, когда дело касается электронной схемы. Обычно они изменяются во времени, в противном случае работа схемы не представляет интереса.
Напряжение (условное обозначение: U, иногда Е). Напряжение между двумя точками — это энергия (или работа), которая затрачивается на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом (т. е. первая точка имеет более отрицательный потенциал по сравнению со второй). Иначе говоря, это энергия, которая высвобождается, когда единичный заряд «сползает» от высокого потенциала к низкому. Напряжение называют также
Ток (условное обозначение: I). Ток — это скорость перемещения электрического заряда в точке. Единицей измерения тока служит ампер. Обычно ток измеряют в амперах (А), миллиамперах (1 мА = 10 -3 А), микроамперах (1 мкА = 10-6 А), наноамперах (1 нА = 10-9 А) и иногда в пикоамперах (1 пкА = 10-12 А). Ток величиной 1 ампер создается перемещением заряда величиной 1 кулон за время, равное 1 с. Условились считать, что ток в цепи протекает от точки с более положительным потенциалом к точке с более отрицательным потенциалом, хотя электрон перемещается в противоположном направлении.
Запомните: напряжение всегда измеряется между двумя точками схемы, ток всегда протекает через точку в схеме или через какой-либо элемент схемы.
Говорить «напряжение в резисторе» нельзя — это неграмотно. Однако часто говорят о напряжении в какойлибо точке схемы. При этом всегда подразумевают напряжение между этой точкой и «землей», то есть такой точкой схемы, потенциал которой всем известен. Скоро вы привыкнете к такому способу измерения напряжения.
Напряжение создается путем воздействия на электрические заряды в таких устройствах, как батареи (электрохимические реакции), генераторы (взаимодействие магнитных сил), солнечные батареи (фотогальванический эффект энергии фотонов) и т. п. Ток мы получаем, прикладывая напряжение между точками схемы.
Здесь, пожалуй, может возникнуть вопрос: а что же такое напряжение и ток на самом деле, как они выглядят? Для того чтобы ответить на этот вопрос, лучше всего воспользоваться таким электронным прибором, как осциллограф. С его помощью можно наблюдать напряжение (а иногда и ток) как функцию, изменяющуюся во времени.
В реальных схемах мы соединяем элементы между собой с помощью проводов, металлических проводников, каждый из которых в каждой своей точке обладает одним и тем же напряжением (по отношению, скажем, к земле). В области высоких частот или низких полных сопротивлений это утверждение не совсем справедливо. Сейчас же примем это допущение на веру. Мы упомянули об этом для того, чтобы вы поняли, что реальная схема не обязательно должна выглядеть как ее схематическое изображение, так как провода можно соединять поразному.
Запомните несколько простых правил, касающихся тока и напряжения:
-
Сумма токов, втекающих в точку, равна сумме токов, вытекающих из нее (сохранение заряда). Иногда это правило называют законом Кирхгофа для токов. Инженеры любят называть такую точку схемы узлом. Из этого правила вытекает следствие: в последовательной цепи (представляющей собой группу элементов, имеющих по два конца и соединенных этими концами один с другим) ток во всех точках одинаков.
-
При параллельном соединении элементов (рис. 1) напряжение на каждом из элементов одинаково. Иначе говоря, сумма падений напряжения между точками А и В, измеренная по любой ветви схемы, соединяющей эти точки, одинакова и равна напряжению между точками А и В. Иногда это правило формулируется так: сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре схемы равна нулю. Это закон Кирхгофа для напряжений.
-
Мощность (работа, совершенная за единицу времени), потребляемая схемой, определяется следующим образом:
P = UI
Вспомним, как мы определили напряжение и ток, и получим, что мощность равна: (работа/заряд)*(заряд/ед. времени). Если напряжение U измерено в вольтах, а ток I — в амперах, то мощность Р будет выражена в ваттах. Мощность величиной 1 ватт — это работа в 1 джоуль, совершенная за 1 с (1 Вт=1 Дж/с).
Мощность рассеивается в виде тепла (как правило) или иногда затрачивается на механическую работу (моторы), переходит в энергию излучения (лампы, нередатчики) или накапливается (батареи, конденсаторы). При разработке сложной системы одним из основных является вопрос определения ее тепловой нагрузки (возьмем, например, вычислительную машину, в которой побочным продуктом нескольких страниц результатов решения задачи становятся многие киловатты электрической энергии, рассеиваемой в пространство в виде тепла).
В дальнейшем при изучении периодически изменяющихся токов и напряжений мы обобщим простое выражение Р=UI. В таком виде оно справедливо для определения мгновенного значения мощности. Кстати, запомните, что не нужно называть ток силой тока — это неграмотно.
www.radiomexanik.spb.ru
ГОСТ 5237-83 Аппаратура электросвязи. Напряжения питания и методы измерений
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
ГОСТ 5237-83
(СТ СЭВ 3893-82)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
|
АППАРАТУРА ЭЛЕКТРОСВЯЗИ Напряжения питания и методы измерений Electric communication equipment. Supply voltages and methods of measurement |
ГОСТ (СТ СЭВ 3893-82) Взамен |
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 7 декабря 1983 г. № 5751 срок действия установлен
с 01.01.85
до 01.01.90
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на стационарную аппаратуру электросвязи (далее — аппаратура) и устанавливает значения постоянного и переменного напряжений на ее входе, а также методы их измерений.
Стандарт не устанавливает значения выходных напряжений источников вторичного питания, входящих в аппаратуру.
Термины, применяемые в стандарте, и Пояснения приведены в приложении 1. Стандарт содержит все требования стандарта СТ СЭВ 3893-82. Степень соответствия настоящего стандарта СТ СЭВ 3893-82 приведена в справочном приложении 2.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.1 . Постоянные напряжения, на которые должна быть рассчитана аппаратура, должны соответствовать значениям, указанным в табл. 1 .
Таблица 1
|
Номинальное напряжение питания, В |
Рабочее напряжение, В, для группы по допускаемым аппаратурой рабочим напряжениям |
|
|
1 |
2 |
|
|
24 |
От 21 до 28 включ. |
От 21,6 до 26,4 включ. |
|
От 20,4 до 28* включ. |
||
|
60 |
От 54 до 72 включ. |
От 54 до 66 включ. |
|
От 48 до 72* включ. |
||
* Для аппаратуры, ТЗ на разработку которой утверждено после 01.01.91.
Примечания :
1 . Номинальное напряжение 60 В — предпочтительное.
2 . Как правило, заземляют положительный полюс источника питания,
3 . Для питания линейных и местных цепей телеграфной аппаратуры используют два источника плюс 60 В и минус 60 В, при этом несимметричность по отношению к заземленной средней точке не должна превышать 1,8 В.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.2 . Невзвешенное (действующее) значение допускаемого напряжения пульсации должно быть не более значений, указанных в табл. 2 . Значения напряжения пульсаций определяют с учетом фактического затухания фильтра ДК (см. чертеж).
Таблица 2
|
Диапазон частот, Гц |
Невзвешенное (действующее) значение напряжения пульсации, не более, при номинальном напряжении питания |
|
|
24 В |
60 В |
|
|
До 300 |
0,10 |
0,250 |
|
От 300 до 20000 |
0,01 |
0,015 |
1.3 . Псофометрическое значение допускаемого напряжения пульсации, создаваемого установкой питания, должно быть не более 0,002Впсоф.
1.4 . Аппаратура должна быть рассчитана на воздействие одиночного импульса прямоугольной формы с амплитудой ±20 % от U ном в течение 0,4 с и плюс 40 % от U ном в течение 0,005 с. Кроме того, аппаратура не должна повреждаться при понижении напряжения ниже пределов, указанных в табл. 1 , и восстанавливать автоматически свою работоспособность при восстановлении напряжения.
1.5 . Однофазные переменные напряжения и фазные напряжения трехфазного напряжения, на которые должна быть рассчитана аппаратура, должны соответствовать следующим значениям:
напряжение:
номинальное 220 В;
рабочее: от 187 до 242 В включительно для питания аппаратуры от электросети общего назначения; от 213 до 227 В включительно для питания аппаратуры от электросети общего назначения через устройства стабилизации;
частота напряжения 50 Гц;
пределы изменения частоты от 47,5 до 52,5 Гц включительно;
допускаемый коэффициент нелинейных искажений не более 10 %.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.1 . Измерительные приборы
2.1.1 . Для измерения напряжений и частоты переменного напряжения (в режиме измерения периода) следует применять соответствующие приборы, погрешность которых должна быть на порядок ниже допускаемых предельных отклонений измеряемого значения. При арбитражных испытаниях погрешность приборов не должна превышать 0,5 %.
2.1.2 . Для измерения коэффициентов нелинейных искажений переменного напряжения следует применять измерители нелинейных искажений с погрешностью не более 5 %.
2.1.3 . Для измерения псофометрического значения напряжения пульсации следует применять псофометр с фильтром, основные данные которого приведены в приложении 3 .
2.1.4 . Для измерения невзвешенного значения напряжения пульсации следует применять электронный вольтметр с квадратичной характеристикой и частотным диапазоном от 20 до 20000 Гц.
2.2 . Проведение измерений
2.2.1 . Значения напряжений, а также значения напряжения пульсации измеряют на входных зажимах групповых устройств токораспределения и защиты, входящих в комплект аппаратуры, или при их отсутствии на местах, предназначенных для подключения питания аппаратуры. Если значения напряжения пульсации превышают максимально допустимые, то аппаратуру заменяют эквивалентной резистивной нагрузкой, на которой измеряют пульсации.
2.2.2 . Частоту измеряют в любых точках сети, питающей аппаратуру.
2.2.3 . Напряжение пульсации в цепях питания аппаратуры, для которой предусматривается псофометрическое значение норм допускаемой пульсации, измеряют псофометром.
2.2.4 . Невзвешенное значение напряжения пульсации в цепях питания аппаратуры в полосе частот до 300 Гц и полосе от 300 Гц и выше измеряют электронным вольтметром, который подключают к входным зажимам групповых устройств токораспределения и защиты, входящих в комплект аппаратуры, или при их отсутствии к местам, предназначенным для подключения аппаратуры, через фильтр ДК (см. чертеж) и разделительный конденсатор общей емкостью 80 мкФ по схеме, приведенной на чертеже.
Фильтр ДК, состоящий из фильтра нижних частот Д, и фильтра верхних частот К, должен иметь входное и выходное сопротивления, равные по 600 Ом.
Полоса пропускания фильтра Д — от 20 до 250 Гц, фильтра К — от 300 Гц и выше.
Для фильтра Д на частотах от 20 до 250 Гц затухание должно быть менее 3,5 дБ, а на частоте 300 Гц — от 64 дБ и выше.
Для фильтра К на частотах от 300 Гц и выше затухание должно быть до 4,3 дБ, а на частоте 250 Гц и ниже — не менее 60 дБ. В качестве разделительных конденсаторов рекомендуются неполярные конденсаторы с сопротивлением изоляции не менее 1000 мОм и с рабочим напряжением не менее удвоенного напряжения источника питания.
1 — разделительный конденсатор; 2 — цепь постоянного тока; 3 — фильтр ДК; 4 — фильтр нижних частот Д; 5 — электронный вольтметр; 6 — фильтр верхних частот К.
Справочное
|
Термин |
Пояснение |
|
1. Напряжение питания |
Постоянное или переменное напряжение на входе аппаратуры, на которое она должна быть рассчитана |
|
2. Номинальное напряжение питания |
Условное значение напряжения, относительно которого устанавливают допускаемые отклонения |
|
3. Рабочее напряжение питания |
Напряжение, находящееся в пределах допускаемых отклонений от номинального напряжения, в которых обеспечивается работа аппаратуры с заданными параметрами |
Справочное
|
Требования |
ГОСТ 5237-83 |
СТ СЭВ 3893-82 |
|
Регламентирование воздействия на аппаратуру одиночных импульсов напряжения |
Установлено время воздействующего импульса 0,005 с |
Принята норма воздействующего импульса 0,002 с |
|
Рабочее напряжение, В, для группы 1 при номинальном напряжении питания: |
||
|
24 |
От 21 до 28 включ. |
От 21 до 28 включ. |
|
От 20,4 до 28 включ. |
||
|
60 |
От 54 до 72 включ. |
От 54 до 72 включ. |
|
От 48 до 72 включ. |
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Рекомендуемое
|
Частота, Гц |
Относительные уровни, дБ |
Псофометрические коэффициенты |
|
50 |
-63,0 |
0,00071 |
|
100 |
-41,0 |
0,00892 |
|
150 |
-29,0 |
0,0354 |
|
200 |
-21,0 |
0,0889 |
|
300 |
-10,6 |
0,2952 |
|
400 |
-6,3 |
0,4819 |
|
500 |
-3,6 |
0,6637 |
|
600 |
-2,0 |
0,7945 |
|
800 |
0,0 |
1,0000 |
|
1000 |
+1,0 |
1,1250 |
|
1200 |
0,0 |
1,0000 |
|
1500 |
-1,3 |
0,8607 |
|
2000 |
-3,0 |
0,7082 |
|
2500 |
-4,2 |
0,6163 |
|
3000 |
-5,6 |
0,5296 |
|
4000 |
-15,0 |
0,1773 |
|
5000 |
-36,0 |
0,0159 |
Допускаемые предельные отклонения относительных уровней
|
Частота, Гц |
Предельное отклонение, дБ |
|
От 50 до 300 включ. |
±2 |
|
Св. 300 до 800 включ. |
±1 |
|
800 |
0 |
|
От 801 до 3000 включ. |
±1 |
|
Св. 3000 до 3500 включ. |
±2 |
|
Св. 3500 до 5000 включ. |
±3 |
СОДЕРЖАНИЕ
|
1. Нормы напряжения питания . 1 2. Методы измерений . 2 Приложение 1 Термины, применяемые в стандарте, и пояснения . 3 Приложение 2 Информационные данные о соответствии гост 5237-83 ст сэв 3893-82 . 4 Приложение 3 Основные данные псофометрического фильтра и значения псофометрических коэффициентов . 4 |
Еще документы скачать бесплатно
www.gosthelp.ru
Как измерить напряжение и ток
Автор КакПросто!
Для измерения силы тока в электрической цепи используется амперметр, а напряжение измеряется с помощью вольтметра. При этом амперметр включается последовательно с нагрузкой в цепи, а вольтметр – параллельно источнику электрической энергии.
Статьи по теме:
Вам понадобится
- — миллиамперметр;
- — вольтметр.
Инструкция
Подготовьте измерительные приборы к работе. Расположите их в горизонтальном положении, удобном для использования. Установите нулевое положение шкалы с помощью корректора. Подсоедините измерительные кабели к соответствующим клеммам миллиамперметра и вольтметра. Установите переключатели приборов на самый большой диапазон измерений. Заземлите устройства измерений и подключите их к электрической сети. Выберите режим вольтметра для измерения постоянных или переменных значений. Измерению постоянных напряжений соответствует надпись DCV или V на измерительной шкале прибора. Измерьте постоянное напряжение на полюсах батарейки (клеммах аккумулятора, выходах блока питания). Для этого соедините положительную клемму прибора красным измерительным кабелем (проводом) с положительным полюсом батарейки (аккумулятора), а отрицательную – черным кабелем с отрицательным полюсом. Уменьшайте предел измерений до тех пор, пока не получите требуемую точность измерений.Измерьте переменное напряжение электрической сети (участка цепи). Измерению переменных напряжений соответствует надпись ACV или V~ измерительной шкалы прибора. Порядок подключения клемм измерительных приборов с разной полярностью при измерении переменных величин, никакой роли не играет.
По аналогии с измерением напряжения измерьте постоянный и переменный ток в электрической сети. При этом схема, в которую подключается миллиамперметр, должна быть предварительно разомкнута, а прибор должен быть включен после нагрузки.
Обратите внимание
Во избежание повреждения измерительных приборов избегайте попадания на их входы напряжений (токов), превышающих значения, указанные в качестве максимальных в технической документации данных приборов.
Полезный совет
Для непрофессионального проведения измерений, не требующих высокой точности, используйте универсальные приборы – мультиметры (вольт-ампер-омметры, тестеры). В большинстве случаев предлагаемые на рынке мультиметры при измерении силы тока и напряжения в сети, не требуют их подключения к источнику электрического питания.
Совет полезен?
Статьи по теме:
Не получили ответ на свой вопрос?
Спросите нашего эксперта:
www.kakprosto.ru
