Verstärker, Volt, Watt und Ohm sind Schlüsselkonzepte in elektrischen Systemen. Obwohl es komplex erscheinen mag, benötigen Sie keinen technischen Abschluss, um Strom zu verstehen. Strom fließt wie Wasser durch einen Schlauch: Elektronen bewegen sich durch einen Leiter, typischerweise einen Draht. Um diese Konzepte zu klären, verwenden wir die Analogie für Wasser und Schlauch, um jede einzeln zu erklären.
Was sind Verstärker?
Der Ampere (AMP) misst den elektrischen Strom, die Geschwindigkeit, mit der die Elektronen durch einen Leiter fließen, dargestellt durch “ICH” in Gleichungen. Die Einheit ist nach dem französischen Physiker André-Marie Ampère benannt, einem Pionier des Elektromagnetismus.
In einer Wasseranalogie entspricht der elektrische Strom der Wasserflussrate durch einen Schlauch.
In der Servicebereich oder des Breaker -Box Ihres Hauses finden Sie Leistungsschalter mit 15, 20 und 30 Ampere. Eine höhere Stromstärke ermöglicht es mehr Strom zu fließen. Große Geräte wie Klimaanlagen verbinden sich mit 30-Ampere-Schaltungen, während die meisten Steckdosen 20-Ampere- oder 15-Ampere-Schaltungen verwenden. Wenn Sie zu viele Geräte auf demselben Stromkreis ausführen, stolpern Sie den Unterbrecher und schneiden die Stromversorgung ab, um eine Überhitzung zu verhindern.
Was sind Volt?
Volt, dargestellt von “V,” misst das elektrische Potential, das Strom durch ein System antreibt. Sie reflektieren die Geschwindigkeit der Elektronen, die sich durch eine Schaltung bewegen, und werden in Volt gemessen. OLTs sind nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta benannt.
In einer Wasseranalogie ist die Spannung wie Wasserdruck, der Wasser durch einen Schlauch bewegt, ähnlich wie sie die Elektronen durch einen Leiter drückt.
In den Vereinigten Staaten wird die elektrische Leistung in zwei Spannungen an Häuser geliefert: 120 Volt und 240 Volt. Große Geräte wie Klimaanlagen und elektrische Bereiche verwenden 240 Volt, während kleinere Geräte wie Glühbirnen und Handyladegeräte bei 120 Volt arbeiten.
Was sind Ohm?
Benannt nach deutschem Physiker und Mathematiker Georg Simon Ohm, Messen Sie den elektrischen Widerstand in einem Leiter und werden durch vertreten “R” in Gleichungen. Der Widerstand verlangsamt den Elektronenfluss.
In einer Wasseranalogie entspricht es einem Schlauchdurchmesser. Ein breiter Schlauch bietet wenig Widerstand und ermöglicht einen schnellen Wasserfluss. In ähnlicher Weise ermöglichen Leiter mit geringem Widerstand wie Kupferdraht einen einfachen Elektronenfluss.
Was sind Watts?
Die Leistung ist die bekannteste Stromeinheit und misst die Leistung, die ein elektrisches Gerät verbraucht Watts, dargestellt von “P” in Gleichungen. Watts sind nach James Watt benannt, dem schottischen Ingenieur, der die Dampfmaschine populär gemacht hat.
Mit einer Wasseranalogie kann die Leistung erhöht werden, indem entweder der Wasserfluss oder der Druck erhöht werden. In ähnlicher Weise können Sie in einem elektrischen System Strom erhöhen, indem Sie Strom oder Spannung erhöhen.
Um die Leistung zu berechnen, multiplizieren Sie die Spannung (v) mit der Stromverbindung (a): v x a = W. höhere Elektronenbewegung und ein höheres Schaltungsvolumen führen zu einer höheren Leistung. Zum Beispiel verwendet das Durchführen eines Vakuums 400 bis 900 Watt, während das Klingeln einer Türklingel nur 2 bis 4 Watt benötigt.
Spannung, Strom, Widerstand
Ohms Gesetz Richtet Spannung, Strom und Widerstand durch die Gleichung V = i x r (wobei V Spannung in Volt ist, i ist Strom in Verstärker und R ist Resistenz in Ohm). Erhöhen Sie die Spannung und halten Sie die Widerstandskonstante auf, führt dazu, dass der Strom steigt.
Mit einer Schlauchanalogie: Erhöhter Druck ermöglicht es, mehr Wasser zu fließen. Umgekehrt nimmt der Strom ab, wenn der Widerstand zunimmt, während die Spannung stabil bleibt. Dies ähnelt dem Einklemmen eines Schlauchs; Ein reduzierter Durchmesser führt zu einer geringeren Wasserleistung.
Elektrische Effizienz
In einem elektrischen System erhöht sich zunehmender Strom oder Spannung die Leistung.
Beispielsweise erzeugt eine 6-Volt-Glühbirne, die an eine 6-Volt-Batterie angeschlossen ist, 100 Watt. Unter Verwendung der Formel I = P / V ist der erforderliche Strom: i = 100 W / 6 V = 16,67 Ampere. Wenn Sie stattdessen eine 12-Volt-Batterie und eine Glühbirne verwenden: i = 100 W / 12 V = 8,33 Ampere. Dieses Setup erreicht mit der Hälfte des Stroms die gleiche Leistung und verringert die Kupferverluste bei Drähten, da der Widerstand mit zunehmender Strom mehr Leistung verbraucht.
Die Beziehung wird als p = i²r ausgedrückt, was darauf hinweist, dass ein höherer Widerstand oder ein erhöhter Strom zu einem höheren Stromverlust in den Drähten führt. Die Verwendung einer höheren Spannung ist somit für elektrische Systeme effizienter und verbessert auch die Effizienz des Elektromotors.
In den neunziger Jahren veranlasste dieses Konzept die Autohersteller, sich von herkömmlichen 12-Volt-Systemen auf höhere Volt (42 Volt) -Systeme für eine bessere Verkabelungseffizienz aufgrund steigender elektrischer Annehmlichkeiten in Autos zu verschieben. Die Hersteller entschieden sich jedoch gegen Dieser Schalter Weil sie die Effizienz mithilfe digitaler Technologie bei niedrigeren Spannungen verbesserten. Die heutigen Hybrid- und Voll -Elektrofahrzeuge betreiben in der Regel zwischen 450 und 650 Volt für leistungsstarke Motoren und halten gleichzeitig effiziente Kabellösungen.
Watts / Volt / Ampere / Ohm -Rechner
Geben Sie zwei beliebige Werte unten ein, um die anderen zu berechnen:
