Что такое плотность тока в чем измеряется

Плотность тока

Источник: https://academic2.ru/%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%20%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0_20886863

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется
Что такое плотность тока в чем измеряется

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется

Этот способ отлично подойдет для тех, кто решил произвести монтаж проводки в деревянном доме или в квартире, где все стены были обшиты гипсокартоном. Здесь крепление кабель канала можно проводить с помощью специальных саморезов по дереву. Количество саморезов на определенном участке будет зависеть от того какое количество проводов будет проходить в этом канале.

Обычно для того, чтобы надежно закрепить кабель канал саморезы необходимо монтировать на расстоянии в 40 см. Это расстояние считается оптимальным. Если в вашем доме неровные стены, тогда вы легко можете уменьшить шаг крепления. Благодаря этому вы сможете значительно скрыть все неровности. Проводка в бане может крепиться с помощью этого способа.

Предпосылки использования

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Электрическим током называют направленное перемещение заряженных частиц, которое происходит под влиянием электрического поля.

Как образуется ток?

Плотность — Физика

Плотность — Физика

Плотность — Физика

Для обозначения плотности обычно используется символ  (ро).Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или площади (поверхностная плотность).Более точное определение плотности требует уточнение формулировки:
  • Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела.
  • Плотность вещества — это плотность тел, состоящих из этого вещества.
  • Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (), когда этот объём стремится к нулю[1], или, записывая кратко, . При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели.

Виды плотности и единицы измерения

Плотность тока

Плотность тока

Плотность тока

Связь между током и плотностью тока

Пло́тность то́ка — векторная физическая величина, имеющая смысл силы электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади[1]. При равномерном распределении плотности тока и сонаправленности её с нормалью к поверхности, через которую протекает ток, для величины вектора плотности тока выполняется:

j = | j → | = I S , {\displaystyle j=|{\vec {j}}|={\frac {I}{S}},}

где I — сила тока через поперечное сечение проводника площадью S (также см. рисунок).

Иногда речь может идти о скалярной[2] плотности тока, в таких случаях под ней подразумевается именно та величина j, которая приведена в формуле.

В общем случае:

I = | ∫ S ( j → , d S → ) | = | ∫ S j n d S | {\displaystyle I=|\int \limits _{S}({\vec {j}},{\vec {dS}})|=|\int \limits _{S}j_{n}dS|} ,

где j n {\displaystyle j_{n}}  — нормальная (ортогональная) составляющая вектора плотности тока по отношению к элементу поверхности площадью d S {\displaystyle dS} ; вектор d S → {\displaystyle {\vec {dS}}}  — специально вводимый вектор элемента поверхности, ортогональный элементарной площадке и имеющий абсолютную величину, равную её площади, позволяющий записать подынтегральное выражение как обычное скалярное произведение.

Как видим из этого определения, сила тока есть поток вектора плотности тока через некую заданную фиксированную поверхность.

В простейшем предположении, что все носители тока (заряженные частицы) двигаются с одинаковым вектором скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} и имеют одинаковые заряды q {\displaystyle q} (такое предположение может иногда быть приближенно верным; оно позволяет лучше всего понять физический смысл плотности тока), а концентрация их n {\displaystyle n} ,

j → = n q v → {\displaystyle {\vec {j}}=nq{\vec {v}}}

или

j → = ρ v → , {\displaystyle {\vec {j}}=\rho {\vec {v}},}

где ρ {\displaystyle \rho }  — плотность заряда этих носителей.

Направление вектора j → {\displaystyle {\vec {j}}} соответствует направлению вектора скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} , с которой движутся заряды, создающие ток, если q положительно.

В реальности даже носители одного типа движутся вообще говоря и как правило с различными скоростями. Тогда под v → {\displaystyle {\vec {v}}} следует понимать среднюю скорость.

В сложных системах (с различными типами носителей заряда, например, в плазме или электролитах)

j → = ∑ i n i q i v → i , {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}n_{i}q_{i}{\vec {v}}_{i},}

то есть вектор плотности тока есть сумма плотностей тока по всем типам подвижных носителей; где n i {\displaystyle n_{i}}  — концентрация частиц каждого типа, q i {\displaystyle q_{i}}  — заряд частицы данного типа, v → i {\displaystyle {\vec {v}}_{i}}  — вектор средней скорости частиц этого типа.

Выражение для общего случая может быть записано также через сумму по всем индивидуальным частицам:

j → = ∑ i q i v → i {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}q_{i}{\vec {v}}_{i}}

Сама формула почти совпадает с формулой, приведенной чуть выше, но теперь индекс суммирования i означает не номер типа частицы, а номер каждой индивидуальной частицы, не важно, имеют они одинаковые заряды или разные, при этом концентрации оказываются уже не нужны.

Плотность тока и мощность[ | ]

Все о силе тока в физике

Все о силе тока в физике

Все о силе тока в физике

Прежде чем выяснять, что такое сила тока и от чего она зависит, нужно дать определение электрическому току как движению заряженных частиц. Подобно автомобилям разных конструкций и оснащения, они перемещаются в прямом или обратном направлении, быстрее или медленнее. Их скорость и концентрация создают «трафик», только не на шоссе, а в проводнике.

Сила тока – физическая величина, равная отношению количества заряда к величине этого промежутка времени.

Что такое сила тока

Как рассчитать плотность тока

Как рассчитать плотность тока

Как рассчитать плотность тока

g84jsm9tB4S

  • Что такое плотность тока
  • Что такое электрический ток
  • В чем измеряется плотность

Плотность постоянного электрического тока можно сравнить с плотностью газа, текущего в трубе под давлением. Плотность тока равна отношению силы тока в амперах (А) к площади поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах (Поз. 1 на рисунке). От материала проводника ее значение не зависит. Сечение проводника берется по нормали (перпендикулярно) к его продольной оси.

Если, допустим, провод имеет диаметр D = 1 мм, то площадь его поперечного сечения будет S = 1/4(πD2) = 3,1415/4 = 0,785 кв. мм. Если по такому проводу течет ток I в 5 А, то его плотность j будет равна j = I/S = 5/0,785 = 6,37 А/кв. мм.

Значения плотности тока в технике

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Общее понятие

Плотность тока

Источник: https://academic2.ru/%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%20%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0_20886863

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется
Что такое плотность тока в чем измеряется

Этот способ отлично подойдет для тех, кто решил произвести монтаж проводки в деревянном доме или в квартире, где все стены были обшиты гипсокартоном. Здесь крепление кабель канала можно проводить с помощью специальных саморезов по дереву. Количество саморезов на определенном участке будет зависеть от того какое количество проводов будет проходить в этом канале.

Обычно для того, чтобы надежно закрепить кабель канал саморезы необходимо монтировать на расстоянии в 40 см. Это расстояние считается оптимальным. Если в вашем доме неровные стены, тогда вы легко можете уменьшить шаг крепления. Благодаря этому вы сможете значительно скрыть все неровности. Проводка в бане может крепиться с помощью этого способа.

Предпосылки использования

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется

Этот способ отлично подойдет для тех, кто решил произвести монтаж проводки в деревянном доме или в квартире, где все стены были обшиты гипсокартоном. Здесь крепление кабель канала можно проводить с помощью специальных саморезов по дереву. Количество саморезов на определенном участке будет зависеть от того какое количество проводов будет проходить в этом канале.

Обычно для того, чтобы надежно закрепить кабель канал саморезы необходимо монтировать на расстоянии в 40 см. Это расстояние считается оптимальным. Если в вашем доме неровные стены, тогда вы легко можете уменьшить шаг крепления. Благодаря этому вы сможете значительно скрыть все неровности. Проводка в бане может крепиться с помощью этого способа.

Предпосылки использования

1. Данная конструкция необходима, если вы планируете проложить электротехнические коммуникации самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов, потому что ее монтаж не требует определенных навыков.

2. Если поверхность стен не допускает штробления, например, при наличии финишной отделки или если вам приходится производить монтаж проводки на деревянную, металлическую кирпичную поверхность, или на гипсокартонное перекрытие, кабель канал имеет свои неоспоримые преимущества перед другими способами монтажа.

3. Прокладывание электропроводки  внутри пластиковых коробов – бюджетный способ эргономизации электротехнических коммуникаций.  Как правило, стоят такие короба сравнительно не дорого, но позволяют эффективно замаскировать провода и защитить их от травмирования.

4. Канальный способ монтажа электропроводки оставляет легкий доступ к данной системе, поскольку короб имеет специальную, легко демонтируемую крышку – заглушку, оснащенную особым защелкивающимся замком.

5. Быстрота установки позволит вам закрепить кабель-канал на поверхности за считанные часы.

Крепление с помощью дюбель-гвоздей

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Электрическим током называют направленное перемещение заряженных частиц, которое происходит под влиянием электрического поля.

Как образуется ток?

Электрический ток появляется в веществе при условии наличия свободных (несвязанных) заряженных частиц. Носители заряда могут присутствовать в среде изначально, либо образовываться при содействии внешних факторов (ионизаторов, электромагнитного поля, температуры).

В отсутствие электрического поля их передвижения хаотичны, а при подключении к двум точкам вещества разности потенциалов становятся направленными – от одного потенциала к другому.

 Количество таких частиц влияет на проводимость материала – различают проводники, полупроводники, диэлектрики, изоляторы.

Где возникает ток?

Плотность — Физика

Для обозначения плотности обычно используется символ  (ро).Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или площади (поверхностная плотность).Более точное определение плотности требует уточнение формулировки:
  • Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела.
  • Плотность вещества — это плотность тел, состоящих из этого вещества.
  • Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (), когда этот объём стремится к нулю[1], или, записывая кратко, . При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели.

Виды плотности и единицы измерения

Исходя из определения плотности, её размерность кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.Для сыпучих и пористых тел различают:

  • истинную плотность, определяемую без учёта пустот;
  • удельную (кажущуюся) плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объёму.

Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины коэффициента пористости — доли объёма пустот в занимаемом объёме.

Формула нахождения плотности

Плотность тока

Связь между током и плотностью тока

Пло́тность то́ка — векторная физическая величина, имеющая смысл силы электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади[1]. При равномерном распределении плотности тока и сонаправленности её с нормалью к поверхности, через которую протекает ток, для величины вектора плотности тока выполняется:

j = | j → | = I S , {\displaystyle j=|{\vec {j}}|={\frac {I}{S}},}

где I — сила тока через поперечное сечение проводника площадью S (также см. рисунок).

Иногда речь может идти о скалярной[2] плотности тока, в таких случаях под ней подразумевается именно та величина j, которая приведена в формуле.

В общем случае:

I = | ∫ S ( j → , d S → ) | = | ∫ S j n d S | {\displaystyle I=|\int \limits _{S}({\vec {j}},{\vec {dS}})|=|\int \limits _{S}j_{n}dS|} ,

где j n {\displaystyle j_{n}}  — нормальная (ортогональная) составляющая вектора плотности тока по отношению к элементу поверхности площадью d S {\displaystyle dS} ; вектор d S → {\displaystyle {\vec {dS}}}  — специально вводимый вектор элемента поверхности, ортогональный элементарной площадке и имеющий абсолютную величину, равную её площади, позволяющий записать подынтегральное выражение как обычное скалярное произведение.

Как видим из этого определения, сила тока есть поток вектора плотности тока через некую заданную фиксированную поверхность.

В простейшем предположении, что все носители тока (заряженные частицы) двигаются с одинаковым вектором скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} и имеют одинаковые заряды q {\displaystyle q} (такое предположение может иногда быть приближенно верным; оно позволяет лучше всего понять физический смысл плотности тока), а концентрация их n {\displaystyle n} ,

j → = n q v → {\displaystyle {\vec {j}}=nq{\vec {v}}}

или

j → = ρ v → , {\displaystyle {\vec {j}}=\rho {\vec {v}},}

где ρ {\displaystyle \rho }  — плотность заряда этих носителей.

Направление вектора j → {\displaystyle {\vec {j}}} соответствует направлению вектора скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} , с которой движутся заряды, создающие ток, если q положительно.

В реальности даже носители одного типа движутся вообще говоря и как правило с различными скоростями. Тогда под v → {\displaystyle {\vec {v}}} следует понимать среднюю скорость.

В сложных системах (с различными типами носителей заряда, например, в плазме или электролитах)

j → = ∑ i n i q i v → i , {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}n_{i}q_{i}{\vec {v}}_{i},}

то есть вектор плотности тока есть сумма плотностей тока по всем типам подвижных носителей; где n i {\displaystyle n_{i}}  — концентрация частиц каждого типа, q i {\displaystyle q_{i}}  — заряд частицы данного типа, v → i {\displaystyle {\vec {v}}_{i}}  — вектор средней скорости частиц этого типа.

Выражение для общего случая может быть записано также через сумму по всем индивидуальным частицам:

j → = ∑ i q i v → i {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}q_{i}{\vec {v}}_{i}}

Сама формула почти совпадает с формулой, приведенной чуть выше, но теперь индекс суммирования i означает не номер типа частицы, а номер каждой индивидуальной частицы, не важно, имеют они одинаковые заряды или разные, при этом концентрации оказываются уже не нужны.

Плотность тока и мощность[ | ]

Работа, совершаемая электрическим полем над носителями тока, характеризуется, очевидно[3], плотностью мощности [энергия/(время• объем)]:

w = E → ⋅ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\cdot {\vec {j}},}

где точкой обозначено скалярное произведение.

Чаще всего эта мощность рассеивается в среду в виде тепла, но вообще говоря она связана с полной работой электрического поля и часть её может переходить в другие виды энергии, например такие, как энергия того или иного вида излучения, механическая работа (особенно — в электродвигателях) и т. д.

Закон Ома[ | ]

Все о силе тока в физике

Прежде чем выяснять, что такое сила тока и от чего она зависит, нужно дать определение электрическому току как движению заряженных частиц. Подобно автомобилям разных конструкций и оснащения, они перемещаются в прямом или обратном направлении, быстрее или медленнее. Их скорость и концентрация создают «трафик», только не на шоссе, а в проводнике.

Сила тока – физическая величина, равная отношению количества заряда к величине этого промежутка времени.

Что такое сила тока

Это физическая величина, равная количеству заряда, проходящего за единицу времени через поперечное сечение проводящего материала-проводника. Его носители могут быть как отрицательно, так и положительно заряженные.

В первом случае, это электроны или отрицательные ионы-анионы, во втором – положительные ионы-катионы или «дырки» (пустоты в кристаллической решетке полупроводника, которые ведут себя как положительно заряженные частицы).

Как возникает

Как рассчитать плотность тока

g84jsm9tB4S

  • Что такое плотность тока
  • Что такое электрический ток
  • В чем измеряется плотность

Плотность постоянного электрического тока можно сравнить с плотностью газа, текущего в трубе под давлением. Плотность тока равна отношению силы тока в амперах (А) к площади поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах (Поз. 1 на рисунке). От материала проводника ее значение не зависит. Сечение проводника берется по нормали (перпендикулярно) к его продольной оси.

Если, допустим, провод имеет диаметр D = 1 мм, то площадь его поперечного сечения будет S = 1/4(πD2) = 3,1415/4 = 0,785 кв. мм. Если по такому проводу течет ток I в 5 А, то его плотность j будет равна j = I/S = 5/0,785 = 6,37 А/кв. мм.

Значения плотности тока в технике

Хотя само значение плотности тока от материала проводника не зависит, в технике его выбирают, исходя из его удельного электрического сопротивления и длины провода. Дело в том, что при большой плотности тока проводник с ним нагревается, его сопротивление от этого возрастает, и потери электроэнергии в проводке или обмотке увеличиваются.

Однако, если взять провода слишком толстыми, то и вся проводка получится чрезмерно дорогой. Поэтому расчет бытовой проводки ведут, исходя из так называемой экономической плотности тока, при которой общие долговременные расходы на электросеть минимальны.

Для квартирной проводки, провода в которой не очень длинные, берут значение экономической плотности в пределах 6-15 А/кв. мм. в зависимости от длины проводов. Медный провод диаметром 1,78 мм (2,5 кв. мм) в ПВХ изоляции, замурованный под штукатурку, выдержит и 30, и даже 50 ампер. Но при потребляемой квартирой мощности в 5 кВт плотность ток в нем будет (5000/220) = 23 А, а его плотность в проводке – 9,2 А/кв. мм.

Экономическая плотность тока в линиях электропередач много ниже, в пределах 1-3,4 А/кв. мм. В электрических машинах и трансформаторах промышленной частоты 50/60 Гц – от 1 до 10 А/кв. мм. В последнем случае ее вычисляют, исходя из допустимого нагрева обмоток и величины электрических потерь.

О плотности тока высокой частоты

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Общее понятие

Электрическое напряжение определяется как отношение работы поля по переброске пробного заряда из одной заданной точки в другую к размеру потенциала.

При дислокации единичного резерва выполняется работа, которая равняется напряжению на искомом участке.

Общая мощность получают умножением работы электрического поля для единичного заряда на число потенциалов за определенную единицу времени.

В переменной электрической цепи выделяется 3 вида мощности:

  • активный P;
  • реактивный Q;
  • полного типа S.

В цепи переменного электричества формула для расчета постоянного тока применяется только для вычисления мгновенной мощности. Этот показатель претерпевает изменения во времени и почти не имеет практического смысла для всех остальных расчетов.

Среднезначимый показатель мощности требует временной интеграции. Мгновенная мощность объединяется в течение определенного промежутка для расчета величины в магистрали с периодическим изменением силы переменного потока и синусоидального напряжения.

Применяется концепция комплексных чисел для связывания всех трех видов мощности.

Это понятие обозначает, что в переменной цепи нагрузка выражается подобным числом так, что активная разновидность представляется действительной составляющей.

Реактивный показатель выступает мнимым показателем, а полная мощность показывается в форме модуля. В этих расчетах принимает участие угол сдвига фаз φ, который является аргументом баланса мощностей в цепи переменного тока.

Активная мощность

Плотность тока

Источник: https://academic2.ru/%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%20%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0_20886863

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется
Что такое плотность тока в чем измеряется

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется

Этот способ отлично подойдет для тех, кто решил произвести монтаж проводки в деревянном доме или в квартире, где все стены были обшиты гипсокартоном. Здесь крепление кабель канала можно проводить с помощью специальных саморезов по дереву. Количество саморезов на определенном участке будет зависеть от того какое количество проводов будет проходить в этом канале.

Обычно для того, чтобы надежно закрепить кабель канал саморезы необходимо монтировать на расстоянии в 40 см. Это расстояние считается оптимальным. Если в вашем доме неровные стены, тогда вы легко можете уменьшить шаг крепления. Благодаря этому вы сможете значительно скрыть все неровности. Проводка в бане может крепиться с помощью этого способа.

Предпосылки использования

Предпосылки использования

1. Данная конструкция необходима, если вы планируете проложить электротехнические коммуникации самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов, потому что ее монтаж не требует определенных навыков.

2. Если поверхность стен не допускает штробления, например, при наличии финишной отделки или если вам приходится производить монтаж проводки на деревянную, металлическую кирпичную поверхность, или на гипсокартонное перекрытие, кабель канал имеет свои неоспоримые преимущества перед другими способами монтажа.

3. Прокладывание электропроводки  внутри пластиковых коробов – бюджетный способ эргономизации электротехнических коммуникаций.  Как правило, стоят такие короба сравнительно не дорого, но позволяют эффективно замаскировать провода и защитить их от травмирования.

4. Канальный способ монтажа электропроводки оставляет легкий доступ к данной системе, поскольку короб имеет специальную, легко демонтируемую крышку – заглушку, оснащенную особым защелкивающимся замком.

5. Быстрота установки позволит вам закрепить кабель-канал на поверхности за считанные часы.

Крепление с помощью дюбель-гвоздей

Крепление с помощью дюбель-гвоздей

Крепление кабель канала к бетонной стене происходит с помощью дюбель-гвоздей. Для выполнения этого вида крепления вам также может потребоваться перфоратор. Также вам потребуется сверло по бетону диаметром в 6 мм.

Для того чтобы правильно закрепить электротехнический короб вам необходимо будет выполнить следующие действия:

  1. Перед началом выполнения работ необходимо просверлить небольшие отверстия в кабель канале размером в 6 мм.
  2. Теперь следует приложить ваш короб к стене. Помните, что ваши отверстия должны совпадать с разметкой отверстий на стене.
  3. Необходимо просверлить отверстия в стене согласно разметке.
  4. Теперь можно приложить кабель канал к стене и забить в него гвозди.

Разновидности и назначение

Разновидности и назначение

Материалы, из которых изготавливают короба, обычно имеют противопожарные характеристики. Обычно это оцинкованная сталь, алюминий или пластик.

1.Пластиковые кабель каналы достаточно универсальны в использовании, так как обладают хорошей гибкостью, и мягкостью материала, а так же исключительной влагостойкостью.

Эти качества позволяют использовать их на сравнительно неровных поверхностях, в помещениях с повышенной влажностью или на улице. Их можно легко распилить с помощью обычной пилы по дереву с некрупным зубом. Кроме этого, пластиковый профиль – это самый дешевый из существующих вариантов коробов.

При выборе пластиковых коробов вы должны рассчитывать на толщину и количество вашей проводки. Для каждого провода рекомендуется использовать отдельную ячейку внутри канала.

Обратите внимание! Дешёвые кабель каналы, имеющие только один замок весьма недолговечны, так как пластик на подвижных сгибах легко изнашивается, поэтому лучше покупать приспособления с двумя замками.

2. Изделия из стали прочны и имеют декоративную окраску, что позволяет подобрать короб необходимого цвета.

Изготавливают этот профиль из оцинкованной стали, чтобы предотвратить коррозию и увеличить срок службы конструкции.

Выбирая стальной канал нужно обратить внимание на наличие или отсутствие царапин на корпусе или крышке. Поскольку повреждение защитного слоя может привести к окислению металла, их присутствие на изделии не допустимо, особенно, если вы собираетесь использовать изделие для наружного монтажа.

Стальной профиль короба часто имеет перфорированное основание, чтобы избежать  сверления отверстий при установке конструкции.

3. Алюминиевые короба, как и стальные, имеют отличные противопожарные показатели, что позволяет использовать их и в производственных помещениях. Так же стоит отметить, что алюминий – это очень легкий металл, поэтому использование кабель каналов  из него позволяет снизить нагрузку на поверхность стены.

Не стоит забывать, что крепить кабель канал из металла следует на ровную поверхность, во избежание деформации и изломов профиля и обеспечить его плотное прилегание и легкое защелкивание замка крышки.

Обратите внимание! Лучше не приобретать изделия из алюминия с излишне тонкими стенками. Поскольку это крайне мягкий материал, замки – защелки на таких коробах быстро выйдут из строя. Выбор формы и цвета зависит только от ваших предпочтений и особенностей интерьера.

Монтаж кабель-канала

Монтаж кабель-канала

Необходимые инструменты:

  • линейка и карандаш;
  • инструмент для пиления профилей в зависимости от материала (пилка по дереву или ножовка по металлу). Чтобы осуществить запил под 45 градусов вам потребуется столярное стусло;
  • дрель или шуруповерт для сверления отверстий;
  • соответствующие метизы;
  • для точного размещения коробов можно пользоваться уровнем.

Кабель каналы в первую очередь используются для проводки на таких поверхностях, которые исключают другие способы монтажа:

  • Металлические поверхности требуют предварительного засверливания в местах крепления короба. Чтобы прикрепить кабель канал к такой поверхности, покупайте специальные саморезы с частым шагом резьбы.
  • Деревянные, гипсокартонные и гипсолитовые  перекрытия не нужно сверлить, если вы пользуетесь саморезами по дереву. Для монтажа с помощью дюбель шурупов предварительно нужно проделать отверстия дрелью со сверлом соответствующего диаметра.
  • Бетонные плиты и кирпичные стены  – очень прочные и твердые объекты. Для работы с ними вам придется прибегнуть к использованию ударных дрелей. Крепление производится дюбель шурупами исключительно.

Подготовительные работы:

  1. Произведите замеры трассы для прокладывания коммуникации.
  2. Разметьте места крепления кабель каналов. Разметка производится с учетом всех поворотов и особенностей стен и перекрытий. Сверяясь с показаниями уровня, карандашом отметьте места будущего расположения кабель каналов. Не стоит прокладывать в местах, где она будет часто травмироваться, выбирайте наименее доступные места.
  3. Сделайте заготовки профиля нужного размера с учетом величин, полученных в результате разметки. Чтобы окончательный результат смотрелся аккуратно, а стыки идеально прилегали друг к другу, зачистите места спилов от заусенец.
  4. Если это необходимо, произведите сверление отверстий в местах предполагаемых креплений.

Монтаж и заполнение кабель-каналов:

  1. Крепите заготовки при помощи соответствующих материалам стен метизов.
  2. При заполнении готовых коробов электропроводкой, убедитесь в том, что она обесточена.
  3. Каждый провод разместите в отдельной нише короба так, чтобы они были изолированы друг от друга и не переплетались.
  4. Закройте закрепленные короба крышками соответственного размера.

Пластиковые изделия на гладкую и прочную поверхность, такую, как металл, допустимо крепить при помощи жидких гвоздей, предварительно очистив от загрязнений и обезжирив примыкающие поверхности.

Крепление кабель канала с помощью жидких гвоздей

Крепление кабель канала с помощью жидких гвоздей

Это последний способ, который проводит крепление плинтусов с кабель каналом на металлической поверхности. Для его крепления вам потребуются жидкие гвозди. Клеить кабель канал необходимо только в том случае если другой способ прокладки считается невозможным.

С помощью клеевой смеси будет сложно закрепить вашу конструкцию. Обычно его используют в качестве дополнительной фиксации. Жидкие гвозди лучше всего комбинировать с саморезами.

Полезные советы

Полезные советы

Подгонка размеров кабель-канала

При выборе шага, с которым должны устанавливаться крепёжные элементы, следует исходить из того, что чем чаще они будут располагаться тем лучше. Но и слишком частить при этом тоже не рекомендуется. Отметим, что установка их с шагом в 40-50 см обеспечит Приклеивание спинки кабель-каналавам достаточную надёжность крепления основания кабель канала.

Обратите внимание!Увеличение плотности элементов крепления (уменьшение шага) необходимо в тех случаях, когда поверхности стен в помещении имеют заметные неровности. В подобных ситуациях (во избежание образования большого зазора между поверхностью и основанием канала) промежутки между элементами крепежа следует сокращать в зависимости от обстоятельств.

Само собой разумеется, что в случае значительного увеличения этого расстояния возрастает и возможная нагрузка на каждый элемент крепления, что негативно отражается на надёжности всей конструкции в целом.

Монтаж верхней части кабель-канала

Стоит также отметить следующее. Так как крепить кабель канал приходится с оглядкой на эстетическую сторону процесса, не помешает воспользоваться строительным уровнем, с помощью которого вы сможете выравнивать трассы прокладки оснований, повышая тем самым эстетичность монтажа.

1) Оптимальное расстояние между креплениями составляет 40-50 сантиметров, но чем больше стеновых неровностей, тем чаще придется делать шаг. Это нужно для того, чтобы уменьшить количество зазоров между коробом и стеной.

2) После измерения и разметки трассы, чтобы облегчить соединения между отдельными элементами и обеспечить более эстетичный внешний вид конструкции, рассчитайте количество доборных материалов и деталей сочленения (уголков, тройников, заглушек и соединителей).

3)  Если вы крепите кабель канал на металлическую поверхность, не стоит забывать о том, что саморезы по металлу используются только в том случае, если толщина основы составляет не более 2 мм.Для этих целей неплохо подходят так называемые «клопы».

4) Саморезы со специальным наконечником при закручивании сами сверлят под себя отверстия, поэтому дополнительного сверления основы не требуется.

5) Для сверления таких материалов, как бетон и кирпич используются буры с победитовыми наконечниками.

Обратите внимание! Недопустимо использование буров для материалов, более мягких, чем бетон или кирпич.

6) Использование при разметке строительного уровня позволит вам более точно и аккуратно выполнить данное действие.

7) Если вы решили прикрепить кабель канал при помощи клея, выбирайте клей, совместимый с материалами обеих склеиваемых поверхностей.

Подготовка к монтажу и выбор вида крепежа

Подготовка к монтажу и выбор вида крепежа

Монтаж кабель-канала — нанесение клея

Перед тем как крепить кабель канал, необходимо тщательно продумать разметку трассы с учётом возможных спусков, подъёмов и поворотов прокладываемых линий.

Обратите внимание!Грамотно проведённая разметка позволит вам правильно выбрать типоразмер кабельного канала и определиться с набором всех необходимых аксессуаров (Т-образных сочленений, различных уголков, соединителей, заглушек и т. п.).

Закрепление кабель-каналаВыбор крепежа, используемого для монтажа основания кабель канала, определяется обычно материалом основания (поверхности), на котором оно закрепляется. Наиболее часто прокладка кабель каналов осуществляется по следующим поверхностям:

  • деревянные стены или простенки;
  • поверхности из гипсокартона;
  • кирпичные стены и перегородки;
  • бетонные основания (стены или потолки);
  • металлические поверхности.

Для деревянных поверхностей самыми подходящими будут, конечно же, шурупы-саморезы по дереву, в то время как для бетонных и кирпичных оснований подойдут специальные дюбеля-гвозди диаметром порядка 6-8 мм.

Самоклеющийся кабель-каналДля крепления к поверхностям из гипсокартона вы можете применить стандартные саморезы по дереву. В случае же значительного суммарного веса укладываемой в каналы проводки, надёжнее будет использовать дюбели бабочка (при этом допускается чередовать их с шурупами по дереву). Достаточно надёжным креплением представляются в данной ситуации и дюбели типа ввёртыши.

Выбор элементов крепления на металл зависит от толщины основания; при этом стандартные саморезы для металлических профилей годятся для монтажа на покрытия толщиной до 2 мм. Очень часто используется в этом случае и такой распространённый вид крепления, как саморезы — клопы.

Источник: https://MoiDom38.ru/rasschitat-plotnost-toka/

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Электрическим током называют направленное перемещение заряженных частиц, которое происходит под влиянием электрического поля.

Как образуется ток?

Как образуется ток?

Электрический ток появляется в веществе при условии наличия свободных (несвязанных) заряженных частиц. Носители заряда могут присутствовать в среде изначально, либо образовываться при содействии внешних факторов (ионизаторов, электромагнитного поля, температуры).

В отсутствие электрического поля их передвижения хаотичны, а при подключении к двум точкам вещества разности потенциалов становятся направленными – от одного потенциала к другому.

 Количество таких частиц влияет на проводимость материала – различают проводники, полупроводники, диэлектрики, изоляторы.

Где возникает ток?

Где возникает ток?

Процессы образования электрического тока в различных средах имеют свои особенности:

  1. В металлах заряд перемещают свободные отрицательно заряженные частицы – электроны. Переноса самого вещества не происходит – ионы металла остаются в своих узлах кристаллической решетки. При нагревании хаотичные колебания ионов близ положения равновесия усиливаются, что мешает упорядоченному движению электронов, — проводимость металла уменьшается.
  2. В жидкостях (электролитах) носителями заряда являются ионы – заряженные атомы и распавшиеся молекулы, образование которых вызвано электролитической диссоциацией. Упорядоченное движение в этом случае представляет собой их перемещение к противоположно заряженным электродам, на которых они нейтрализуются и оседают.

    Катионы (положительные ионы) движутся к катоду (минусовому электроду), анионы (отрицательные ионы) – к аноду (плюсовому электроду). При повышении температуры проводимость электролита возрастает, так как растет число разложившихся на ионы молекул.

  3. В газах под действием разности потенциалов образуется плазма. Заряженными частицами являются ионы, плюсовые и минусовые, и свободные электроны, образующиеся под воздействием ионизатора.
  4. В вакууме электрический ток существует в виде потока электронов, которые движутся от катода к аноду.
  5. В полупроводниках в направленном движении участвуют электроны, перемещающиеся от одного атома к другому, и образующиеся при этом вакантные места – дырки, которые условно считают плюсовыми.

    При низких температурах полупроводники приближаются по свойствам к изоляторам, так как электроны заняты ковалентными связями атомов кристаллической решетки.

    При увеличении температуры валентные электроны получают достаточную для разрыва связей энергию, и становятся свободными. Соответственно, чем выше температура – тем лучше проводимость полупроводника.

Посмотрите видео ниже с подробным рассказом об электрическом токе:

От чего зависит ток?

На количество свободных заряженных частиц и на скорость их упорядоченного передвижения влияют следующие факторы:

В чем измеряется ток?

Для измерения электрического тока пользуются понятиями силы тока и его плотности. Измеряется сила тока специальным приборам —амперметром.

Сила тока измеряется в Амперах (А) и представляет собой величину заряда, который проходит через поперечное сечение проводящего материала за единицу времени. Единица измерения силы тока называется Ампер (А). Один ампер приравнивают к отношению одного Кулона (Кл) к одной секунде.

Плотностью тока называют отношение силы тока к площади этого сечения. Единицей измерения измеряют в Амперах на квадратный метр (А/м2).

Ниже представлено видео о силе электрического тока в рамках школьной программы:

Постоянный и переменный — в чём различие?

Постоянный и переменный — в чём различие?

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/817-elektricheskij-tok-opredelenie-edinitsy-izmereniya-raznovidnosti.html

Плотность — Физика

Плотность — Физика

Для обозначения плотности обычно используется символ  (ро).Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или площади (поверхностная плотность).Более точное определение плотности требует уточнение формулировки:
  • Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела.
  • Плотность вещества — это плотность тел, состоящих из этого вещества.
  • Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (), когда этот объём стремится к нулю[1], или, записывая кратко, . При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели.

Виды плотности и единицы измерения

Виды плотности и единицы измерения

Исходя из определения плотности, её размерность кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.Для сыпучих и пористых тел различают:

  • истинную плотность, определяемую без учёта пустот;
  • удельную (кажущуюся) плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объёму.

Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины коэффициента пористости — доли объёма пустот в занимаемом объёме.

Формула нахождения плотности

Формула нахождения плотности

Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного) находится по формуле:где m — масса тела, V — его объём; формула является просто математической записью определения термина «плотность», данного выше.

  • При вычислении плотности газов эта формула может быть записана и в виде:

где М — молярная масса газа,  — молярный объём (при нормальных условиях равен 22,4 л/моль).Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность ведёт себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры относительно этого значения.При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Вода, кремний, германий и некоторые другие вещества являются исключениями из данного правила, так как их плотность при переходе в твердую фазу уменьшается.

Источник: https://www.sites.google.com/site/fizika20151/plotnost

Плотность тока

Плотность тока

Связь между током и плотностью тока

Пло́тность то́ка — векторная физическая величина, имеющая смысл силы электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади[1]. При равномерном распределении плотности тока и сонаправленности её с нормалью к поверхности, через которую протекает ток, для величины вектора плотности тока выполняется:

j = | j → | = I S , {\displaystyle j=|{\vec {j}}|={\frac {I}{S}},}

где I — сила тока через поперечное сечение проводника площадью S (также см. рисунок).

Иногда речь может идти о скалярной[2] плотности тока, в таких случаях под ней подразумевается именно та величина j, которая приведена в формуле.

В общем случае:

I = | ∫ S ( j → , d S → ) | = | ∫ S j n d S | {\displaystyle I=|\int \limits _{S}({\vec {j}},{\vec {dS}})|=|\int \limits _{S}j_{n}dS|} ,

где j n {\displaystyle j_{n}}  — нормальная (ортогональная) составляющая вектора плотности тока по отношению к элементу поверхности площадью d S {\displaystyle dS} ; вектор d S → {\displaystyle {\vec {dS}}}  — специально вводимый вектор элемента поверхности, ортогональный элементарной площадке и имеющий абсолютную величину, равную её площади, позволяющий записать подынтегральное выражение как обычное скалярное произведение.

Как видим из этого определения, сила тока есть поток вектора плотности тока через некую заданную фиксированную поверхность.

В простейшем предположении, что все носители тока (заряженные частицы) двигаются с одинаковым вектором скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} и имеют одинаковые заряды q {\displaystyle q} (такое предположение может иногда быть приближенно верным; оно позволяет лучше всего понять физический смысл плотности тока), а концентрация их n {\displaystyle n} ,

j → = n q v → {\displaystyle {\vec {j}}=nq{\vec {v}}}

или

j → = ρ v → , {\displaystyle {\vec {j}}=\rho {\vec {v}},}

где ρ {\displaystyle \rho }  — плотность заряда этих носителей.

Направление вектора j → {\displaystyle {\vec {j}}} соответствует направлению вектора скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} , с которой движутся заряды, создающие ток, если q положительно.

В реальности даже носители одного типа движутся вообще говоря и как правило с различными скоростями. Тогда под v → {\displaystyle {\vec {v}}} следует понимать среднюю скорость.

В сложных системах (с различными типами носителей заряда, например, в плазме или электролитах)

j → = ∑ i n i q i v → i , {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}n_{i}q_{i}{\vec {v}}_{i},}

то есть вектор плотности тока есть сумма плотностей тока по всем типам подвижных носителей; где n i {\displaystyle n_{i}}  — концентрация частиц каждого типа, q i {\displaystyle q_{i}}  — заряд частицы данного типа, v → i {\displaystyle {\vec {v}}_{i}}  — вектор средней скорости частиц этого типа.

Выражение для общего случая может быть записано также через сумму по всем индивидуальным частицам:

j → = ∑ i q i v → i {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}q_{i}{\vec {v}}_{i}}

Сама формула почти совпадает с формулой, приведенной чуть выше, но теперь индекс суммирования i означает не номер типа частицы, а номер каждой индивидуальной частицы, не важно, имеют они одинаковые заряды или разные, при этом концентрации оказываются уже не нужны.

Плотность тока и мощность[ | ]

Плотность тока и мощность[ | ]

Работа, совершаемая электрическим полем над носителями тока, характеризуется, очевидно[3], плотностью мощности [энергия/(время• объем)]:

w = E → ⋅ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\cdot {\vec {j}},}

где точкой обозначено скалярное произведение.

Чаще всего эта мощность рассеивается в среду в виде тепла, но вообще говоря она связана с полной работой электрического поля и часть её может переходить в другие виды энергии, например такие, как энергия того или иного вида излучения, механическая работа (особенно — в электродвигателях) и т. д.

Закон Ома[ | ]

Закон Ома[ | ]

В линейной и изотропной проводящей среде плотность тока связана с напряжённостью электрического поля в данной точке по закону Ома:

j → = σ E → {\displaystyle {\vec {j}}=\sigma {\vec {E}}}

где σ   {\displaystyle \sigma \ }  — удельная проводимость среды, E → {\displaystyle {\vec {E}}}  — напряжённость электрического поля. Или:

j → = 1 ρ E → , {\displaystyle {\vec {j}}={\frac {1}{\rho }}{\vec {E}},}

где ρ   {\displaystyle \rho \ }  — удельное сопротивление.

В линейной анизотропной среде имеет место такое же соотношение, однако удельная электропроводность σ {\displaystyle \sigma } в этом случае, вообще говоря, должна рассматриваться как тензор, а умножение на неё — как умножение вектора на матрицу.

Формула для работы электрического поля (плотности её мощности)

w = E → ⋅ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\cdot {\vec {j}},}

вместе с законом Ома принимает для изотропной электропроводности вид:

w = σ E 2 = j 2 σ ≡ ρ j 2 , {\displaystyle w=\sigma E{2}={\frac {j{2}}{\sigma }}\equiv \rho j{2},}

где σ {\displaystyle \sigma } и ρ {\displaystyle \rho }  — скаляры, а для анизотропной:

w = E → σ E → = j → ρ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\sigma {\vec {E}}={\vec {j}}\rho {\vec {j}},}

где подразумевается матричное умножение (справа налево) вектора-столбца на матрицу и на вектор-строку, а тензор σ {\displaystyle \sigma } и тензор ρ {\displaystyle \rho } порождают соответствующие квадратичные формы.

4-вектор плотности тока[ | ]

4-вектор плотности тока[ | ]

Основная статья: 4-ток

В теории относительности вводится четырёхвектор плотности тока (4-ток), составленный из объёмной плотности заряда ρ {\displaystyle \rho } и 3-вектора плотности тока j → : {\displaystyle {\vec {j}}:}

J μ = ( c ρ , j → ) , {\displaystyle J{\mu }=(c\rho ,{\vec {j}}),}

где c {\displaystyle c} — скорость света.

4-ток является прямым и естественным обобщением понятия плотности тока на четырёхмерный пространственно-временной формализм и позволяет, в частности, записывать уравнения электродинамики в ковариантном виде.

Примечания[ | ]

Примечания[ | ]

Источник: https://encyclopaedia.bid/%D0%B2%D0%B8%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F/%D0%9F%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0

Все о силе тока в физике

Все о силе тока в физике

Прежде чем выяснять, что такое сила тока и от чего она зависит, нужно дать определение электрическому току как движению заряженных частиц. Подобно автомобилям разных конструкций и оснащения, они перемещаются в прямом или обратном направлении, быстрее или медленнее. Их скорость и концентрация создают «трафик», только не на шоссе, а в проводнике.

Сила тока – физическая величина, равная отношению количества заряда к величине этого промежутка времени.

Что такое сила тока

Что такое сила тока

Это физическая величина, равная количеству заряда, проходящего за единицу времени через поперечное сечение проводящего материала-проводника. Его носители могут быть как отрицательно, так и положительно заряженные.

В первом случае, это электроны или отрицательные ионы-анионы, во втором – положительные ионы-катионы или «дырки» (пустоты в кристаллической решетке полупроводника, которые ведут себя как положительно заряженные частицы).

Как возникает

Как возникает

Сила тока возникает из-за разности значений напряжения (или потенциалов) в начале и на конце проводника. Для поддержания разности потенциалов нужен источник энергии.

В зависимости от устойчивости показателя и направления протекания, ток бывает постоянным или переменным. Постоянный может существовать только в замкнутом контуре, в котором есть непрерывное круговое движение заряженных частиц. Например, в гальванических элементах – батарейках и аккумуляторах. В этих устройствах энергия вырабатывается благодаря химическим процессами.

Для возникновения постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц.

Постоянный ток получают не только от батареек и аккумуляторов, но и путем выпрямления переменного, в частности, производимого генераторами.

Выпрямляемым на подстанции током питаются все тяговые виды транспорта с плавной регулировкой движения (метро, троллейбусы и др.)

Работа электронной аппаратуры от сети переменного источника в квартирах осуществляется посредством дополнительных приборов: блоков питания с выпрямителями сигналов, стабилизаторов напряжения.

В чем она измеряется и как посчитать

В чем она измеряется и как посчитать

Сила тока измеряется в амперах – обозначение А. Ампер – одна из семи основных единиц.

1А = 1Кл/c, где Кл (или С) – это кулон, единица измерения количества электрического заряда.

Сила тока обозначается символом I (согласно первой букве французского Intensite´ du courant).

Величина ее определяется по формуле I=qn Vср S cos a, где:

  • q – сумма зарядов;
  • n – концентрация частиц;
  • Vср – средняя скорость их упорядоченного движения;
  • S – площадь проводника;
  • a – угол между вектором направления движения и вектором нормали (перпендикуляра) к поверхности проводника.

Ампер – единица измерения силы электрического тока.

Для участка цепи величина I рассчитывается по формуле немецкого физика Георга Ома, открывшего в 1926 г. закон взаимосвязи между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника:

I=U/R,

  • U – напряжение (или падение напряжения, или разность потенциалов), измеряется в вольтах – обозначение В или V;
  • R – сопротивление проводника, измеряется в омах – обозначение Ом или W.

Или по формуле I=UG, где обозначение G – это проводимость или электропроводность (величина, обратная сопротивлению, измеряется в сименсах, обозначение – См или S).

Расчет для полной цепи происходит по формуле I=e/R+r, где:

  • e – ЭДС или электро-движущая сила в цепи, измеряется в вольтах;
  • R – суммарное сопротивление всех приборов, включенных в цепь;
  • r – внутреннее сопротивление источника напряжения.

Сила тока зависит от электрического напряжения (или разности потенциалов, или ЭДС). В случаях, когда rR, можно считать, что она обратно пропорциональна либо сопротивлению цепи, либо сопротивлению источника.

Закон Ома для полной цепи.

Значение I связано с показателем скорости преобразования электрической энергии – мощностью P (единицы измерения ватты -обозначение Вт или W). Для линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома, расчет P производится по формуле:

P=IU или P=I2R=U2/R.

Значение I прямо пропорционально мощности: I=P/U. В приборах большей мощности возникает ток большей силы.

Как измерить силу тока

Как измерить силу тока

Эту характеристику можно измерить с помощью амперметра. Прибор последовательно подключается к электрической сети (плюс к плюсу, минус к минусу). Чем ниже сопротивление амперметра, тем меньше его влияние на измерения, и тем они точнее. Если сопротивление амперметра стремится к нулю, он нейтрален и не влияет на показатели сети.

Виды амперметров

Виды амперметров

По конструкции амперметры бывают:

  • аналоговые (со стрелочной измерительной головкой);
  • цифровые (с индикатором).

Амперметр – прибор для измерения силы тока в амперах.

По способу измерения:

  1. Магнитоэлектрические, в которых отклонение чувствительной стрелки и показатели зависят от силы взаимодействия полей постоянного магнита и поля электрического тока в алюминиевой рамке, и угла поворота последней.
  2. Электромагнитные, показатели которых меняются с подвижками железного сердечника под влиянием электромагнитного поля катушки.
  3. Электродинамические, в которых отклонение стрелки связано с притяжением или отклонением подвижной катушки относительно неподвижной, соединенных последовательно или параллельно.
  4. Тепловые, в которых при нагреве электрическим током происходит изменение длины металлической нити и положения связанной с нитью измерительной стрелки.
  5. Индукционные, в которых связанный со стрелкой металлический диск отклоняется под воздействием электромагнитного поля неподвижных катушек.
  6. Детекторные, в которых магнитоэлектрический прибор соединен с выпрямителем-детектором.
  7. Термоэлектрические, которые состоят из нагревателя и магнитоэлектрического измерительного механизма.
  8. Фотоэлектрические, в которых фотоэлектрический элемент преобразует световой поток в электрический.

Магнитоэлектрические приборы определяют только силу постоянного тока, индукционные и детекторные – переменного. Фотоэлектрические высокоточные приборы работают с постоянным током и током низкой и высокой частоты.

Остальные из перечисленных подходят для разных токов.

Приборы бывают многофункциональными, т.е. действующими в разных режимах. Например, мультиметр работает и как вольтметр, и как омметр, и как мегомметр (для высоких сопротивлений).

В всех современных измерительных приборах есть переключатель диапазона чувствительности.

Правила измерения

Правила измерения

  1. Амперметр включается в электросеть последовательно, «в разрыв цепи».
  2. При включении прибора в сеть, необходимо соблюдать полярность, присоединяя «+» прибора к «+» источника тока, а «-» к «-».
  3. Тестируемая линия при подключении должна быть обесточена. Иначе прикасание щупами прибора к проводам или контактам может вызвать короткое замыкание.
  4. При высоких напряжениях в цепь переменного тока помимо амперметра включается трансформатор или шунт, в цепь постоянного – магнитный усилитель или шунт.
  5. Тип амперметра для измерений выбирают в соответствии с типом электрического прибора или линии. Также учитывают требуемую точность показателей.

Перед подключением необходимо подробно изучить инструкцию к амперметру.

Источник: https://knigaelektrika.ru/teoriya/vse-o-sile-toka-v-fizike.html

Как рассчитать плотность тока

Как рассчитать плотность тока

g84jsm9tB4S

  • Что такое плотность тока
  • Что такое электрический ток
  • В чем измеряется плотность

Плотность постоянного электрического тока можно сравнить с плотностью газа, текущего в трубе под давлением. Плотность тока равна отношению силы тока в амперах (А) к площади поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах (Поз. 1 на рисунке). От материала проводника ее значение не зависит. Сечение проводника берется по нормали (перпендикулярно) к его продольной оси.

Если, допустим, провод имеет диаметр D = 1 мм, то площадь его поперечного сечения будет S = 1/4(πD2) = 3,1415/4 = 0,785 кв. мм. Если по такому проводу течет ток I в 5 А, то его плотность j будет равна j = I/S = 5/0,785 = 6,37 А/кв. мм.

Значения плотности тока в технике

Значения плотности тока в технике

Хотя само значение плотности тока от материала проводника не зависит, в технике его выбирают, исходя из его удельного электрического сопротивления и длины провода. Дело в том, что при большой плотности тока проводник с ним нагревается, его сопротивление от этого возрастает, и потери электроэнергии в проводке или обмотке увеличиваются.

Однако, если взять провода слишком толстыми, то и вся проводка получится чрезмерно дорогой. Поэтому расчет бытовой проводки ведут, исходя из так называемой экономической плотности тока, при которой общие долговременные расходы на электросеть минимальны.

Для квартирной проводки, провода в которой не очень длинные, берут значение экономической плотности в пределах 6-15 А/кв. мм. в зависимости от длины проводов. Медный провод диаметром 1,78 мм (2,5 кв. мм) в ПВХ изоляции, замурованный под штукатурку, выдержит и 30, и даже 50 ампер. Но при потребляемой квартирой мощности в 5 кВт плотность ток в нем будет (5000/220) = 23 А, а его плотность в проводке – 9,2 А/кв. мм.

Экономическая плотность тока в линиях электропередач много ниже, в пределах 1-3,4 А/кв. мм. В электрических машинах и трансформаторах промышленной частоты 50/60 Гц – от 1 до 10 А/кв. мм. В последнем случае ее вычисляют, исходя из допустимого нагрева обмоток и величины электрических потерь.

О плотности тока высокой частоты

О плотности тока высокой частоты

Плотность тока высоких частот (теле и радиосигналы, например) рассчитывают с учетом так называемого скин-эффекта (skin – по-английски «кожа»). Суть его в том, что электромагнитное поле оттесняет ток к поверхности провода, поэтому для получения нужной его плотности приходится брать диаметр провода больше, а чтобы не тратить лишней меди, делать его пустотелым, в виде трубки.

Источник: https://pechi-sibiri.ru/kak-rasschitat-plotnost-toka/

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Общее понятие

Общее понятие

Электрическое напряжение определяется как отношение работы поля по переброске пробного заряда из одной заданной точки в другую к размеру потенциала.

При дислокации единичного резерва выполняется работа, которая равняется напряжению на искомом участке.

Общая мощность получают умножением работы электрического поля для единичного заряда на число потенциалов за определенную единицу времени.

В переменной электрической цепи выделяется 3 вида мощности:

  • активный P;
  • реактивный Q;
  • полного типа S.

В цепи переменного электричества формула для расчета постоянного тока применяется только для вычисления мгновенной мощности. Этот показатель претерпевает изменения во времени и почти не имеет практического смысла для всех остальных расчетов.

Среднезначимый показатель мощности требует временной интеграции. Мгновенная мощность объединяется в течение определенного промежутка для расчета величины в магистрали с периодическим изменением силы переменного потока и синусоидального напряжения.

Применяется концепция комплексных чисел для связывания всех трех видов мощности.

Это понятие обозначает, что в переменной цепи нагрузка выражается подобным числом так, что активная разновидность представляется действительной составляющей.

Реактивный показатель выступает мнимым показателем, а полная мощность показывается в форме модуля. В этих расчетах принимает участие угол сдвига фаз φ, который является аргументом баланса мощностей в цепи переменного тока.

Активная мощность

Активная мощность

Активная скорость преобразования выражается также через взаимное отношение силы потока, напряжения к значению активной составляющей сопротивления. В магистрали синусоидального и несинусоидального движения электронов активная нагрузка приравнивается к сумме аналогичных значений на отдельных участках.

Для определения среднего периодического размера используется активная мощность переменного тока, формула расчета P = U . I . cos φ (косинус), где:

  1. U — мощность.
  2. I — сила потока.
  3. φ — угол смещения фаз.

Средний показатель мгновенной скорости преобразования в однофазной цепи берется в виде среднеквадратичного значения тока и напряжения с определенным углом сдвига.

В цепях несинусоидального электричества мощность приравнивается к сумме соответствующих показателей отдельных перемещений.

С помощью активной мощности характеризуется интенсивность необратимого видоизменения электроэнергии в другие разновидности, например, электромагнитную или тепловую.

Проходящая мощность используется в качестве активной в концепции длинных магистралей для анализа электромагнитных течений, протяженность которых сопоставляется с размерностью волны.

Искомое значение рассчитывается как разница между понижающейся и отражающейся мощностями.

От свойств коэффициента углового смещения зависят полученные показатели отрицательной или положительной нагрузки активного типа.

Реактивная характеристика

Реактивная характеристика

Для обозначения применяется дополнительно единица вольт-ампер реактивный (вар). В русских аналогах используется вар, а международные специалисты применяют var. В РФ единица допускается для электротехнических расчетов в форме внесистемного значения.

Нахождение производится по формуле P = U . I . sin φ (синус), где:

  1. U — среднеквадратичная мощность.
  2. I — среднеквадратичная сила потока.
  3. φ — угол фазного смещения, значения синуса, определяются по таблицам.

При диапазоне показателя от 0 до 90º (ток отстает от напряжения, а нагрузка носит активно-индуктивный вид) синус φ будет иметь положительное значение.

При угловом сдвиге от 0 до -90º (поток электронов опережает нагрузку, мощность отличается активно-емкостным свойством) константа всегда показывает отрицательный знак.

Реактивная мощность характеризует напряженность, которая возникает в электромеханических приборах и цепях при изменении энергетических волн поля в магистрали переменного синусоидального потока.

В физическом смысле реактивная нагрузка показывает энергию, которая перекачивается от источника тока на конденсаторы, индукторы, двигательные обмотки, а впоследствии возвращается к источнику за один колебательный период. Реактивная мощность не принимает участия в работе электротока. В случае положительной характеристики устройство потребляет, а нагрузка с отрицательным знаком говорит о производстве энергии.

Это обстоятельство рассматривается в условном контексте, т. к. почти все энергопотребляющие приборы, например, двигатели асинхронной работы, а также полезная нагрузка, подаваемая через трансформатор, относятся к активно-индуктивным видам.

Синхронные двигатели электростанций одновременно производят и потребляют энергию в зависимости от максимальной величины электротока возбуждения в роторных обмотках.

Эта особенность применяется для координации уровня нагрузки в магистрали в электротехнике.

С помощью современных преобразователей производится компенсация реактивной нагрузки во избежание перегрузок и для увеличения коэффициента мощности электроустановок. Приборы более точно оценивают размер энергии, которая поступает в обратном направлении от индуктора к источнику переменного тока.

Полная нагрузка

Полная нагрузка

Показатель используется в физике для описания потребляемой мощности, которая прилагается к подводящим агрегатам электросети с использованием резисторов. Суммируются параметры ЭДС распределительных щитков, кабелей, проводов, ЛЭП, трансформаторов.

Полную нагрузку можно рассчитать по формуле S = U . I, где:

  1. S — параметр полной нагрузки (В/а).
  2. U — расчетная нагрузка в генераторе.
  3. I — комплексный показатель силы тока в сочетании с обмоточным значением.

Параметр темпа преобразований зависит от характеристик применяемого тока, а не от свойств фактически использованной нагрузки. По этой причине полная мощность распределительных электрощитов и трансформаторных агрегатов измеряется в вольт-амперах, а значение ватт к ней не применяется.

Работа в различных условиях

Работа в различных условиях

Модуль комплексного показателя интенсивности передвижения равняется показателю полной нагрузки. Действительная составляющая часть приравнивается к активной силе, а мнимая считается реактивным видом. Имеет место положительный или отрицательный знак, что зависит от интенсивности загруженности цепи. Комплексная мощность должна соответствовать сопряженному электрическому сопротивлению. Положительная нагрузка характеризуется соотношением Р > 0, а знак минус проявляется в случае Р < 0.

Измерение мощностных характеристик переменного потока электронов проводится при пропускании равного по значению тока по фазным проводникам. Показатели силы течения заряженных частиц с применением нулевого проводника имеют ничтожную размерность.

Равномерная или симметричная фазовая нагрузка в трехфазной магистрали зависит от величины протекающих токов. Неравномерная или несимметричная нагрузка зависит от прохождения потока по нейтральным или нулевым кабелям.

Общий мощностной уровень находится суммированием.

Если присутствует фазовый сдвиг между напряжением и силой тока, то он совпадает с углом смещения между векторными радиусами показателей электротока.

В условиях переменного напряжения совпадение векторных радиусов тока и вольтажа отмечается только при отсутствии в цепи конденсаторов и катушек индукции. Установка индукторов не мешает совпадению фазных значений.

При этом происходит векторное вращение равной интенсивности. График смещения внутреннего угла остается постоянным.

Если в магистрали происходит сдвиг напряжения и переменного тока, то мощностные показатели представляются значением с отрицательным знаком, так как калькулятор перемножает положительные и отрицательные величины.

Продолжительность периодов зависит от уровня смещения фаз. При этом длительность отрицательных нагрузок определяет характеристики сдвига. При расчетах используются показатели сопротивления, которые знакомы из физического закона Ома.

Коэффициент скорости преобразования

Коэффициент скорости преобразования

Мощностной коэффициент является показателем потребления тока при присутствии реактивного компонента и искажающей нагрузки. Значение коэффициента отличается от понятия косинуса сдвигаемого угла. Второе понятие характеризуется смещением протекающего переменного тока, напряжения и используется только при синусоидальном токе и силе равного значения.

Коэффициент равняется отношению расходуемой нагрузки к ее полному значению. При этом работа совершается за счет активного вида преобразования. При синусоидальном токе и вольтаже полная нагрузка находится в виде суммы реактивной и активной форм.

Активная нагрузка приравнивается к усредненному произведению силы тока и напряжения и не может быть выше произведения аналогичных среднеквадратических размерностей.

Мощностной коэффициент показывается в диапазоне от 0 до 1 или ставится в процентах от 0 до 100.

При математическом расчете числовой множитель интерпретируется в качестве косинуса угла между токовыми векторами и направлением приложения вольтажа.

Поэтому при синусоидальных характеристиках размерность коэффициента может совпадать с косинусом угла.

Если применяется только синусоидальный вольтаж, а ток используется несинусоидальный с нагрузкой без реактивного компонента, то числовой переходник равняется части нагрузки при первых искажениях потребительского тока.

Если реактивный элемент присутствует в нагрузке, то, помимо мощностного коэффициента, указывается характер работы (емкостно-активный или индуктивно-активный). Коэффициент в этих случаях отличается и является отстающим или опережающим значением.

Практическое применение и коррекция

Плотность тока

Источник: https://academic2.ru/%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%20%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0_20886863

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется
Что такое плотность тока в чем измеряется

Этот способ отлично подойдет для тех, кто решил произвести монтаж проводки в деревянном доме или в квартире, где все стены были обшиты гипсокартоном. Здесь крепление кабель канала можно проводить с помощью специальных саморезов по дереву. Количество саморезов на определенном участке будет зависеть от того какое количество проводов будет проходить в этом канале.

Обычно для того, чтобы надежно закрепить кабель канал саморезы необходимо монтировать на расстоянии в 40 см. Это расстояние считается оптимальным. Если в вашем доме неровные стены, тогда вы легко можете уменьшить шаг крепления. Благодаря этому вы сможете значительно скрыть все неровности. Проводка в бане может крепиться с помощью этого способа.

Предпосылки использования

1. Данная конструкция необходима, если вы планируете проложить электротехнические коммуникации самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов, потому что ее монтаж не требует определенных навыков.

2. Если поверхность стен не допускает штробления, например, при наличии финишной отделки или если вам приходится производить монтаж проводки на деревянную, металлическую кирпичную поверхность, или на гипсокартонное перекрытие, кабель канал имеет свои неоспоримые преимущества перед другими способами монтажа.

3. Прокладывание электропроводки  внутри пластиковых коробов – бюджетный способ эргономизации электротехнических коммуникаций.  Как правило, стоят такие короба сравнительно не дорого, но позволяют эффективно замаскировать провода и защитить их от травмирования.

4. Канальный способ монтажа электропроводки оставляет легкий доступ к данной системе, поскольку короб имеет специальную, легко демонтируемую крышку – заглушку, оснащенную особым защелкивающимся замком.

5. Быстрота установки позволит вам закрепить кабель-канал на поверхности за считанные часы.

Крепление с помощью дюбель-гвоздей

Крепление кабель канала к бетонной стене происходит с помощью дюбель-гвоздей. Для выполнения этого вида крепления вам также может потребоваться перфоратор. Также вам потребуется сверло по бетону диаметром в 6 мм.

Для того чтобы правильно закрепить электротехнический короб вам необходимо будет выполнить следующие действия:

  1. Перед началом выполнения работ необходимо просверлить небольшие отверстия в кабель канале размером в 6 мм.
  2. Теперь следует приложить ваш короб к стене. Помните, что ваши отверстия должны совпадать с разметкой отверстий на стене.
  3. Необходимо просверлить отверстия в стене согласно разметке.
  4. Теперь можно приложить кабель канал к стене и забить в него гвозди.

Разновидности и назначение

Материалы, из которых изготавливают короба, обычно имеют противопожарные характеристики. Обычно это оцинкованная сталь, алюминий или пластик.

1.Пластиковые кабель каналы достаточно универсальны в использовании, так как обладают хорошей гибкостью, и мягкостью материала, а так же исключительной влагостойкостью.

Эти качества позволяют использовать их на сравнительно неровных поверхностях, в помещениях с повышенной влажностью или на улице. Их можно легко распилить с помощью обычной пилы по дереву с некрупным зубом. Кроме этого, пластиковый профиль – это самый дешевый из существующих вариантов коробов.

При выборе пластиковых коробов вы должны рассчитывать на толщину и количество вашей проводки. Для каждого провода рекомендуется использовать отдельную ячейку внутри канала.

Обратите внимание! Дешёвые кабель каналы, имеющие только один замок весьма недолговечны, так как пластик на подвижных сгибах легко изнашивается, поэтому лучше покупать приспособления с двумя замками.

2. Изделия из стали прочны и имеют декоративную окраску, что позволяет подобрать короб необходимого цвета.

Изготавливают этот профиль из оцинкованной стали, чтобы предотвратить коррозию и увеличить срок службы конструкции.

Выбирая стальной канал нужно обратить внимание на наличие или отсутствие царапин на корпусе или крышке. Поскольку повреждение защитного слоя может привести к окислению металла, их присутствие на изделии не допустимо, особенно, если вы собираетесь использовать изделие для наружного монтажа.

Стальной профиль короба часто имеет перфорированное основание, чтобы избежать  сверления отверстий при установке конструкции.

3. Алюминиевые короба, как и стальные, имеют отличные противопожарные показатели, что позволяет использовать их и в производственных помещениях. Так же стоит отметить, что алюминий – это очень легкий металл, поэтому использование кабель каналов  из него позволяет снизить нагрузку на поверхность стены.

Не стоит забывать, что крепить кабель канал из металла следует на ровную поверхность, во избежание деформации и изломов профиля и обеспечить его плотное прилегание и легкое защелкивание замка крышки.

Обратите внимание! Лучше не приобретать изделия из алюминия с излишне тонкими стенками. Поскольку это крайне мягкий материал, замки – защелки на таких коробах быстро выйдут из строя. Выбор формы и цвета зависит только от ваших предпочтений и особенностей интерьера.

Монтаж кабель-канала

Необходимые инструменты:

  • линейка и карандаш;
  • инструмент для пиления профилей в зависимости от материала (пилка по дереву или ножовка по металлу). Чтобы осуществить запил под 45 градусов вам потребуется столярное стусло;
  • дрель или шуруповерт для сверления отверстий;
  • соответствующие метизы;
  • для точного размещения коробов можно пользоваться уровнем.

Кабель каналы в первую очередь используются для проводки на таких поверхностях, которые исключают другие способы монтажа:

  • Металлические поверхности требуют предварительного засверливания в местах крепления короба. Чтобы прикрепить кабель канал к такой поверхности, покупайте специальные саморезы с частым шагом резьбы.
  • Деревянные, гипсокартонные и гипсолитовые  перекрытия не нужно сверлить, если вы пользуетесь саморезами по дереву. Для монтажа с помощью дюбель шурупов предварительно нужно проделать отверстия дрелью со сверлом соответствующего диаметра.
  • Бетонные плиты и кирпичные стены  – очень прочные и твердые объекты. Для работы с ними вам придется прибегнуть к использованию ударных дрелей. Крепление производится дюбель шурупами исключительно.

Подготовительные работы:

  1. Произведите замеры трассы для прокладывания коммуникации.
  2. Разметьте места крепления кабель каналов. Разметка производится с учетом всех поворотов и особенностей стен и перекрытий. Сверяясь с показаниями уровня, карандашом отметьте места будущего расположения кабель каналов. Не стоит прокладывать в местах, где она будет часто травмироваться, выбирайте наименее доступные места.
  3. Сделайте заготовки профиля нужного размера с учетом величин, полученных в результате разметки. Чтобы окончательный результат смотрелся аккуратно, а стыки идеально прилегали друг к другу, зачистите места спилов от заусенец.
  4. Если это необходимо, произведите сверление отверстий в местах предполагаемых креплений.

Монтаж и заполнение кабель-каналов:

  1. Крепите заготовки при помощи соответствующих материалам стен метизов.
  2. При заполнении готовых коробов электропроводкой, убедитесь в том, что она обесточена.
  3. Каждый провод разместите в отдельной нише короба так, чтобы они были изолированы друг от друга и не переплетались.
  4. Закройте закрепленные короба крышками соответственного размера.

Пластиковые изделия на гладкую и прочную поверхность, такую, как металл, допустимо крепить при помощи жидких гвоздей, предварительно очистив от загрязнений и обезжирив примыкающие поверхности.

Крепление кабель канала с помощью жидких гвоздей

Это последний способ, который проводит крепление плинтусов с кабель каналом на металлической поверхности. Для его крепления вам потребуются жидкие гвозди. Клеить кабель канал необходимо только в том случае если другой способ прокладки считается невозможным.

С помощью клеевой смеси будет сложно закрепить вашу конструкцию. Обычно его используют в качестве дополнительной фиксации. Жидкие гвозди лучше всего комбинировать с саморезами.

Полезные советы

Подгонка размеров кабель-канала

При выборе шага, с которым должны устанавливаться крепёжные элементы, следует исходить из того, что чем чаще они будут располагаться тем лучше. Но и слишком частить при этом тоже не рекомендуется. Отметим, что установка их с шагом в 40-50 см обеспечит Приклеивание спинки кабель-каналавам достаточную надёжность крепления основания кабель канала.

Обратите внимание!Увеличение плотности элементов крепления (уменьшение шага) необходимо в тех случаях, когда поверхности стен в помещении имеют заметные неровности. В подобных ситуациях (во избежание образования большого зазора между поверхностью и основанием канала) промежутки между элементами крепежа следует сокращать в зависимости от обстоятельств.

Само собой разумеется, что в случае значительного увеличения этого расстояния возрастает и возможная нагрузка на каждый элемент крепления, что негативно отражается на надёжности всей конструкции в целом.

Монтаж верхней части кабель-канала

Стоит также отметить следующее. Так как крепить кабель канал приходится с оглядкой на эстетическую сторону процесса, не помешает воспользоваться строительным уровнем, с помощью которого вы сможете выравнивать трассы прокладки оснований, повышая тем самым эстетичность монтажа.

1) Оптимальное расстояние между креплениями составляет 40-50 сантиметров, но чем больше стеновых неровностей, тем чаще придется делать шаг. Это нужно для того, чтобы уменьшить количество зазоров между коробом и стеной.

2) После измерения и разметки трассы, чтобы облегчить соединения между отдельными элементами и обеспечить более эстетичный внешний вид конструкции, рассчитайте количество доборных материалов и деталей сочленения (уголков, тройников, заглушек и соединителей).

3)  Если вы крепите кабель канал на металлическую поверхность, не стоит забывать о том, что саморезы по металлу используются только в том случае, если толщина основы составляет не более 2 мм.Для этих целей неплохо подходят так называемые «клопы».

4) Саморезы со специальным наконечником при закручивании сами сверлят под себя отверстия, поэтому дополнительного сверления основы не требуется.

5) Для сверления таких материалов, как бетон и кирпич используются буры с победитовыми наконечниками.

Обратите внимание! Недопустимо использование буров для материалов, более мягких, чем бетон или кирпич.

6) Использование при разметке строительного уровня позволит вам более точно и аккуратно выполнить данное действие.

7) Если вы решили прикрепить кабель канал при помощи клея, выбирайте клей, совместимый с материалами обеих склеиваемых поверхностей.

Подготовка к монтажу и выбор вида крепежа

Монтаж кабель-канала — нанесение клея

Перед тем как крепить кабель канал, необходимо тщательно продумать разметку трассы с учётом возможных спусков, подъёмов и поворотов прокладываемых линий.

Обратите внимание!Грамотно проведённая разметка позволит вам правильно выбрать типоразмер кабельного канала и определиться с набором всех необходимых аксессуаров (Т-образных сочленений, различных уголков, соединителей, заглушек и т. п.).

Закрепление кабель-каналаВыбор крепежа, используемого для монтажа основания кабель канала, определяется обычно материалом основания (поверхности), на котором оно закрепляется. Наиболее часто прокладка кабель каналов осуществляется по следующим поверхностям:

  • деревянные стены или простенки;
  • поверхности из гипсокартона;
  • кирпичные стены и перегородки;
  • бетонные основания (стены или потолки);
  • металлические поверхности.

Для деревянных поверхностей самыми подходящими будут, конечно же, шурупы-саморезы по дереву, в то время как для бетонных и кирпичных оснований подойдут специальные дюбеля-гвозди диаметром порядка 6-8 мм.

Самоклеющийся кабель-каналДля крепления к поверхностям из гипсокартона вы можете применить стандартные саморезы по дереву. В случае же значительного суммарного веса укладываемой в каналы проводки, надёжнее будет использовать дюбели бабочка (при этом допускается чередовать их с шурупами по дереву). Достаточно надёжным креплением представляются в данной ситуации и дюбели типа ввёртыши.

Выбор элементов крепления на металл зависит от толщины основания; при этом стандартные саморезы для металлических профилей годятся для монтажа на покрытия толщиной до 2 мм. Очень часто используется в этом случае и такой распространённый вид крепления, как саморезы — клопы.

Источник: https://MoiDom38.ru/rasschitat-plotnost-toka/

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Электрическим током называют направленное перемещение заряженных частиц, которое происходит под влиянием электрического поля.

Как образуется ток?

Электрический ток появляется в веществе при условии наличия свободных (несвязанных) заряженных частиц. Носители заряда могут присутствовать в среде изначально, либо образовываться при содействии внешних факторов (ионизаторов, электромагнитного поля, температуры).

В отсутствие электрического поля их передвижения хаотичны, а при подключении к двум точкам вещества разности потенциалов становятся направленными – от одного потенциала к другому.

 Количество таких частиц влияет на проводимость материала – различают проводники, полупроводники, диэлектрики, изоляторы.

Где возникает ток?

Процессы образования электрического тока в различных средах имеют свои особенности:

  1. В металлах заряд перемещают свободные отрицательно заряженные частицы – электроны. Переноса самого вещества не происходит – ионы металла остаются в своих узлах кристаллической решетки. При нагревании хаотичные колебания ионов близ положения равновесия усиливаются, что мешает упорядоченному движению электронов, — проводимость металла уменьшается.
  2. В жидкостях (электролитах) носителями заряда являются ионы – заряженные атомы и распавшиеся молекулы, образование которых вызвано электролитической диссоциацией. Упорядоченное движение в этом случае представляет собой их перемещение к противоположно заряженным электродам, на которых они нейтрализуются и оседают.

    Катионы (положительные ионы) движутся к катоду (минусовому электроду), анионы (отрицательные ионы) – к аноду (плюсовому электроду). При повышении температуры проводимость электролита возрастает, так как растет число разложившихся на ионы молекул.

  3. В газах под действием разности потенциалов образуется плазма. Заряженными частицами являются ионы, плюсовые и минусовые, и свободные электроны, образующиеся под воздействием ионизатора.
  4. В вакууме электрический ток существует в виде потока электронов, которые движутся от катода к аноду.
  5. В полупроводниках в направленном движении участвуют электроны, перемещающиеся от одного атома к другому, и образующиеся при этом вакантные места – дырки, которые условно считают плюсовыми.

    При низких температурах полупроводники приближаются по свойствам к изоляторам, так как электроны заняты ковалентными связями атомов кристаллической решетки.

    При увеличении температуры валентные электроны получают достаточную для разрыва связей энергию, и становятся свободными. Соответственно, чем выше температура – тем лучше проводимость полупроводника.

Посмотрите видео ниже с подробным рассказом об электрическом токе:

От чего зависит ток?

На количество свободных заряженных частиц и на скорость их упорядоченного передвижения влияют следующие факторы:

В чем измеряется ток?

Для измерения электрического тока пользуются понятиями силы тока и его плотности. Измеряется сила тока специальным приборам —амперметром.

Сила тока измеряется в Амперах (А) и представляет собой величину заряда, который проходит через поперечное сечение проводящего материала за единицу времени. Единица измерения силы тока называется Ампер (А). Один ампер приравнивают к отношению одного Кулона (Кл) к одной секунде.

Плотностью тока называют отношение силы тока к площади этого сечения. Единицей измерения измеряют в Амперах на квадратный метр (А/м2).

Ниже представлено видео о силе электрического тока в рамках школьной программы:

Постоянный и переменный — в чём различие?

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/817-elektricheskij-tok-opredelenie-edinitsy-izmereniya-raznovidnosti.html

Плотность — Физика

Для обозначения плотности обычно используется символ  (ро).Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или площади (поверхностная плотность).Более точное определение плотности требует уточнение формулировки:
  • Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела.
  • Плотность вещества — это плотность тел, состоящих из этого вещества.
  • Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (), когда этот объём стремится к нулю[1], или, записывая кратко, . При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели.

Виды плотности и единицы измерения

Исходя из определения плотности, её размерность кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.Для сыпучих и пористых тел различают:

  • истинную плотность, определяемую без учёта пустот;
  • удельную (кажущуюся) плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объёму.

Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины коэффициента пористости — доли объёма пустот в занимаемом объёме.

Формула нахождения плотности

Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного) находится по формуле:где m — масса тела, V — его объём; формула является просто математической записью определения термина «плотность», данного выше.

  • При вычислении плотности газов эта формула может быть записана и в виде:

где М — молярная масса газа,  — молярный объём (при нормальных условиях равен 22,4 л/моль).Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность ведёт себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры относительно этого значения.При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Вода, кремний, германий и некоторые другие вещества являются исключениями из данного правила, так как их плотность при переходе в твердую фазу уменьшается.

Источник: https://www.sites.google.com/site/fizika20151/plotnost

Плотность тока

Связь между током и плотностью тока

Пло́тность то́ка — векторная физическая величина, имеющая смысл силы электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади[1]. При равномерном распределении плотности тока и сонаправленности её с нормалью к поверхности, через которую протекает ток, для величины вектора плотности тока выполняется:

j = | j → | = I S , {\displaystyle j=|{\vec {j}}|={\frac {I}{S}},}

где I — сила тока через поперечное сечение проводника площадью S (также см. рисунок).

Иногда речь может идти о скалярной[2] плотности тока, в таких случаях под ней подразумевается именно та величина j, которая приведена в формуле.

В общем случае:

I = | ∫ S ( j → , d S → ) | = | ∫ S j n d S | {\displaystyle I=|\int \limits _{S}({\vec {j}},{\vec {dS}})|=|\int \limits _{S}j_{n}dS|} ,

где j n {\displaystyle j_{n}}  — нормальная (ортогональная) составляющая вектора плотности тока по отношению к элементу поверхности площадью d S {\displaystyle dS} ; вектор d S → {\displaystyle {\vec {dS}}}  — специально вводимый вектор элемента поверхности, ортогональный элементарной площадке и имеющий абсолютную величину, равную её площади, позволяющий записать подынтегральное выражение как обычное скалярное произведение.

Как видим из этого определения, сила тока есть поток вектора плотности тока через некую заданную фиксированную поверхность.

В простейшем предположении, что все носители тока (заряженные частицы) двигаются с одинаковым вектором скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} и имеют одинаковые заряды q {\displaystyle q} (такое предположение может иногда быть приближенно верным; оно позволяет лучше всего понять физический смысл плотности тока), а концентрация их n {\displaystyle n} ,

j → = n q v → {\displaystyle {\vec {j}}=nq{\vec {v}}}

или

j → = ρ v → , {\displaystyle {\vec {j}}=\rho {\vec {v}},}

где ρ {\displaystyle \rho }  — плотность заряда этих носителей.

Направление вектора j → {\displaystyle {\vec {j}}} соответствует направлению вектора скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} , с которой движутся заряды, создающие ток, если q положительно.

В реальности даже носители одного типа движутся вообще говоря и как правило с различными скоростями. Тогда под v → {\displaystyle {\vec {v}}} следует понимать среднюю скорость.

В сложных системах (с различными типами носителей заряда, например, в плазме или электролитах)

j → = ∑ i n i q i v → i , {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}n_{i}q_{i}{\vec {v}}_{i},}

то есть вектор плотности тока есть сумма плотностей тока по всем типам подвижных носителей; где n i {\displaystyle n_{i}}  — концентрация частиц каждого типа, q i {\displaystyle q_{i}}  — заряд частицы данного типа, v → i {\displaystyle {\vec {v}}_{i}}  — вектор средней скорости частиц этого типа.

Выражение для общего случая может быть записано также через сумму по всем индивидуальным частицам:

j → = ∑ i q i v → i {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}q_{i}{\vec {v}}_{i}}

Сама формула почти совпадает с формулой, приведенной чуть выше, но теперь индекс суммирования i означает не номер типа частицы, а номер каждой индивидуальной частицы, не важно, имеют они одинаковые заряды или разные, при этом концентрации оказываются уже не нужны.

Плотность тока и мощность[ | ]

Работа, совершаемая электрическим полем над носителями тока, характеризуется, очевидно[3], плотностью мощности [энергия/(время• объем)]:

w = E → ⋅ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\cdot {\vec {j}},}

где точкой обозначено скалярное произведение.

Чаще всего эта мощность рассеивается в среду в виде тепла, но вообще говоря она связана с полной работой электрического поля и часть её может переходить в другие виды энергии, например такие, как энергия того или иного вида излучения, механическая работа (особенно — в электродвигателях) и т. д.

Закон Ома[ | ]

В линейной и изотропной проводящей среде плотность тока связана с напряжённостью электрического поля в данной точке по закону Ома:

j → = σ E → {\displaystyle {\vec {j}}=\sigma {\vec {E}}}

где σ   {\displaystyle \sigma \ }  — удельная проводимость среды, E → {\displaystyle {\vec {E}}}  — напряжённость электрического поля. Или:

j → = 1 ρ E → , {\displaystyle {\vec {j}}={\frac {1}{\rho }}{\vec {E}},}

где ρ   {\displaystyle \rho \ }  — удельное сопротивление.

В линейной анизотропной среде имеет место такое же соотношение, однако удельная электропроводность σ {\displaystyle \sigma } в этом случае, вообще говоря, должна рассматриваться как тензор, а умножение на неё — как умножение вектора на матрицу.

Формула для работы электрического поля (плотности её мощности)

w = E → ⋅ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\cdot {\vec {j}},}

вместе с законом Ома принимает для изотропной электропроводности вид:

w = σ E 2 = j 2 σ ≡ ρ j 2 , {\displaystyle w=\sigma E{2}={\frac {j{2}}{\sigma }}\equiv \rho j{2},}

где σ {\displaystyle \sigma } и ρ {\displaystyle \rho }  — скаляры, а для анизотропной:

w = E → σ E → = j → ρ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\sigma {\vec {E}}={\vec {j}}\rho {\vec {j}},}

где подразумевается матричное умножение (справа налево) вектора-столбца на матрицу и на вектор-строку, а тензор σ {\displaystyle \sigma } и тензор ρ {\displaystyle \rho } порождают соответствующие квадратичные формы.

4-вектор плотности тока[ | ]

Основная статья: 4-ток

В теории относительности вводится четырёхвектор плотности тока (4-ток), составленный из объёмной плотности заряда ρ {\displaystyle \rho } и 3-вектора плотности тока j → : {\displaystyle {\vec {j}}:}

J μ = ( c ρ , j → ) , {\displaystyle J{\mu }=(c\rho ,{\vec {j}}),}

где c {\displaystyle c} — скорость света.

4-ток является прямым и естественным обобщением понятия плотности тока на четырёхмерный пространственно-временной формализм и позволяет, в частности, записывать уравнения электродинамики в ковариантном виде.

Примечания[ | ]

Источник: https://encyclopaedia.bid/%D0%B2%D0%B8%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F/%D0%9F%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0

Все о силе тока в физике

Прежде чем выяснять, что такое сила тока и от чего она зависит, нужно дать определение электрическому току как движению заряженных частиц. Подобно автомобилям разных конструкций и оснащения, они перемещаются в прямом или обратном направлении, быстрее или медленнее. Их скорость и концентрация создают «трафик», только не на шоссе, а в проводнике.

Сила тока – физическая величина, равная отношению количества заряда к величине этого промежутка времени.

Что такое сила тока

Это физическая величина, равная количеству заряда, проходящего за единицу времени через поперечное сечение проводящего материала-проводника. Его носители могут быть как отрицательно, так и положительно заряженные.

В первом случае, это электроны или отрицательные ионы-анионы, во втором – положительные ионы-катионы или «дырки» (пустоты в кристаллической решетке полупроводника, которые ведут себя как положительно заряженные частицы).

Как возникает

Сила тока возникает из-за разности значений напряжения (или потенциалов) в начале и на конце проводника. Для поддержания разности потенциалов нужен источник энергии.

В зависимости от устойчивости показателя и направления протекания, ток бывает постоянным или переменным. Постоянный может существовать только в замкнутом контуре, в котором есть непрерывное круговое движение заряженных частиц. Например, в гальванических элементах – батарейках и аккумуляторах. В этих устройствах энергия вырабатывается благодаря химическим процессами.

Для возникновения постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц.

Постоянный ток получают не только от батареек и аккумуляторов, но и путем выпрямления переменного, в частности, производимого генераторами.

Выпрямляемым на подстанции током питаются все тяговые виды транспорта с плавной регулировкой движения (метро, троллейбусы и др.)

Работа электронной аппаратуры от сети переменного источника в квартирах осуществляется посредством дополнительных приборов: блоков питания с выпрямителями сигналов, стабилизаторов напряжения.

В чем она измеряется и как посчитать

Сила тока измеряется в амперах – обозначение А. Ампер – одна из семи основных единиц.

1А = 1Кл/c, где Кл (или С) – это кулон, единица измерения количества электрического заряда.

Сила тока обозначается символом I (согласно первой букве французского Intensite´ du courant).

Величина ее определяется по формуле I=qn Vср S cos a, где:

  • q – сумма зарядов;
  • n – концентрация частиц;
  • Vср – средняя скорость их упорядоченного движения;
  • S – площадь проводника;
  • a – угол между вектором направления движения и вектором нормали (перпендикуляра) к поверхности проводника.

Ампер – единица измерения силы электрического тока.

Для участка цепи величина I рассчитывается по формуле немецкого физика Георга Ома, открывшего в 1926 г. закон взаимосвязи между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника:

I=U/R,

  • U – напряжение (или падение напряжения, или разность потенциалов), измеряется в вольтах – обозначение В или V;
  • R – сопротивление проводника, измеряется в омах – обозначение Ом или W.

Или по формуле I=UG, где обозначение G – это проводимость или электропроводность (величина, обратная сопротивлению, измеряется в сименсах, обозначение – См или S).

Расчет для полной цепи происходит по формуле I=e/R+r, где:

  • e – ЭДС или электро-движущая сила в цепи, измеряется в вольтах;
  • R – суммарное сопротивление всех приборов, включенных в цепь;
  • r – внутреннее сопротивление источника напряжения.

Сила тока зависит от электрического напряжения (или разности потенциалов, или ЭДС). В случаях, когда rR, можно считать, что она обратно пропорциональна либо сопротивлению цепи, либо сопротивлению источника.

Закон Ома для полной цепи.

Значение I связано с показателем скорости преобразования электрической энергии – мощностью P (единицы измерения ватты -обозначение Вт или W). Для линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома, расчет P производится по формуле:

P=IU или P=I2R=U2/R.

Значение I прямо пропорционально мощности: I=P/U. В приборах большей мощности возникает ток большей силы.

Как измерить силу тока

Эту характеристику можно измерить с помощью амперметра. Прибор последовательно подключается к электрической сети (плюс к плюсу, минус к минусу). Чем ниже сопротивление амперметра, тем меньше его влияние на измерения, и тем они точнее. Если сопротивление амперметра стремится к нулю, он нейтрален и не влияет на показатели сети.

Виды амперметров

По конструкции амперметры бывают:

  • аналоговые (со стрелочной измерительной головкой);
  • цифровые (с индикатором).

Амперметр – прибор для измерения силы тока в амперах.

По способу измерения:

  1. Магнитоэлектрические, в которых отклонение чувствительной стрелки и показатели зависят от силы взаимодействия полей постоянного магнита и поля электрического тока в алюминиевой рамке, и угла поворота последней.
  2. Электромагнитные, показатели которых меняются с подвижками железного сердечника под влиянием электромагнитного поля катушки.
  3. Электродинамические, в которых отклонение стрелки связано с притяжением или отклонением подвижной катушки относительно неподвижной, соединенных последовательно или параллельно.
  4. Тепловые, в которых при нагреве электрическим током происходит изменение длины металлической нити и положения связанной с нитью измерительной стрелки.
  5. Индукционные, в которых связанный со стрелкой металлический диск отклоняется под воздействием электромагнитного поля неподвижных катушек.
  6. Детекторные, в которых магнитоэлектрический прибор соединен с выпрямителем-детектором.
  7. Термоэлектрические, которые состоят из нагревателя и магнитоэлектрического измерительного механизма.
  8. Фотоэлектрические, в которых фотоэлектрический элемент преобразует световой поток в электрический.

Магнитоэлектрические приборы определяют только силу постоянного тока, индукционные и детекторные – переменного. Фотоэлектрические высокоточные приборы работают с постоянным током и током низкой и высокой частоты.

Остальные из перечисленных подходят для разных токов.

Приборы бывают многофункциональными, т.е. действующими в разных режимах. Например, мультиметр работает и как вольтметр, и как омметр, и как мегомметр (для высоких сопротивлений).

В всех современных измерительных приборах есть переключатель диапазона чувствительности.

Правила измерения

  1. Амперметр включается в электросеть последовательно, «в разрыв цепи».
  2. При включении прибора в сеть, необходимо соблюдать полярность, присоединяя «+» прибора к «+» источника тока, а «-» к «-».
  3. Тестируемая линия при подключении должна быть обесточена. Иначе прикасание щупами прибора к проводам или контактам может вызвать короткое замыкание.
  4. При высоких напряжениях в цепь переменного тока помимо амперметра включается трансформатор или шунт, в цепь постоянного – магнитный усилитель или шунт.
  5. Тип амперметра для измерений выбирают в соответствии с типом электрического прибора или линии. Также учитывают требуемую точность показателей.

Перед подключением необходимо подробно изучить инструкцию к амперметру.

Источник: https://knigaelektrika.ru/teoriya/vse-o-sile-toka-v-fizike.html

Как рассчитать плотность тока

g84jsm9tB4S

  • Что такое плотность тока
  • Что такое электрический ток
  • В чем измеряется плотность

Плотность постоянного электрического тока можно сравнить с плотностью газа, текущего в трубе под давлением. Плотность тока равна отношению силы тока в амперах (А) к площади поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах (Поз. 1 на рисунке). От материала проводника ее значение не зависит. Сечение проводника берется по нормали (перпендикулярно) к его продольной оси.

Если, допустим, провод имеет диаметр D = 1 мм, то площадь его поперечного сечения будет S = 1/4(πD2) = 3,1415/4 = 0,785 кв. мм. Если по такому проводу течет ток I в 5 А, то его плотность j будет равна j = I/S = 5/0,785 = 6,37 А/кв. мм.

Значения плотности тока в технике

Хотя само значение плотности тока от материала проводника не зависит, в технике его выбирают, исходя из его удельного электрического сопротивления и длины провода. Дело в том, что при большой плотности тока проводник с ним нагревается, его сопротивление от этого возрастает, и потери электроэнергии в проводке или обмотке увеличиваются.

Однако, если взять провода слишком толстыми, то и вся проводка получится чрезмерно дорогой. Поэтому расчет бытовой проводки ведут, исходя из так называемой экономической плотности тока, при которой общие долговременные расходы на электросеть минимальны.

Для квартирной проводки, провода в которой не очень длинные, берут значение экономической плотности в пределах 6-15 А/кв. мм. в зависимости от длины проводов. Медный провод диаметром 1,78 мм (2,5 кв. мм) в ПВХ изоляции, замурованный под штукатурку, выдержит и 30, и даже 50 ампер. Но при потребляемой квартирой мощности в 5 кВт плотность ток в нем будет (5000/220) = 23 А, а его плотность в проводке – 9,2 А/кв. мм.

Экономическая плотность тока в линиях электропередач много ниже, в пределах 1-3,4 А/кв. мм. В электрических машинах и трансформаторах промышленной частоты 50/60 Гц – от 1 до 10 А/кв. мм. В последнем случае ее вычисляют, исходя из допустимого нагрева обмоток и величины электрических потерь.

О плотности тока высокой частоты

Плотность тока высоких частот (теле и радиосигналы, например) рассчитывают с учетом так называемого скин-эффекта (skin – по-английски «кожа»). Суть его в том, что электромагнитное поле оттесняет ток к поверхности провода, поэтому для получения нужной его плотности приходится брать диаметр провода больше, а чтобы не тратить лишней меди, делать его пустотелым, в виде трубки.

Источник: https://pechi-sibiri.ru/kak-rasschitat-plotnost-toka/

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Общее понятие

Электрическое напряжение определяется как отношение работы поля по переброске пробного заряда из одной заданной точки в другую к размеру потенциала.

При дислокации единичного резерва выполняется работа, которая равняется напряжению на искомом участке.

Общая мощность получают умножением работы электрического поля для единичного заряда на число потенциалов за определенную единицу времени.

В переменной электрической цепи выделяется 3 вида мощности:

  • активный P;
  • реактивный Q;
  • полного типа S.

В цепи переменного электричества формула для расчета постоянного тока применяется только для вычисления мгновенной мощности. Этот показатель претерпевает изменения во времени и почти не имеет практического смысла для всех остальных расчетов.

Среднезначимый показатель мощности требует временной интеграции. Мгновенная мощность объединяется в течение определенного промежутка для расчета величины в магистрали с периодическим изменением силы переменного потока и синусоидального напряжения.

Применяется концепция комплексных чисел для связывания всех трех видов мощности.

Это понятие обозначает, что в переменной цепи нагрузка выражается подобным числом так, что активная разновидность представляется действительной составляющей.

Реактивный показатель выступает мнимым показателем, а полная мощность показывается в форме модуля. В этих расчетах принимает участие угол сдвига фаз φ, который является аргументом баланса мощностей в цепи переменного тока.

Активная мощность

Активная скорость преобразования выражается также через взаимное отношение силы потока, напряжения к значению активной составляющей сопротивления. В магистрали синусоидального и несинусоидального движения электронов активная нагрузка приравнивается к сумме аналогичных значений на отдельных участках.

Для определения среднего периодического размера используется активная мощность переменного тока, формула расчета P = U . I . cos φ (косинус), где:

  1. U — мощность.
  2. I — сила потока.
  3. φ — угол смещения фаз.

Средний показатель мгновенной скорости преобразования в однофазной цепи берется в виде среднеквадратичного значения тока и напряжения с определенным углом сдвига.

В цепях несинусоидального электричества мощность приравнивается к сумме соответствующих показателей отдельных перемещений.

С помощью активной мощности характеризуется интенсивность необратимого видоизменения электроэнергии в другие разновидности, например, электромагнитную или тепловую.

Проходящая мощность используется в качестве активной в концепции длинных магистралей для анализа электромагнитных течений, протяженность которых сопоставляется с размерностью волны.

Искомое значение рассчитывается как разница между понижающейся и отражающейся мощностями.

От свойств коэффициента углового смещения зависят полученные показатели отрицательной или положительной нагрузки активного типа.

Реактивная характеристика

Для обозначения применяется дополнительно единица вольт-ампер реактивный (вар). В русских аналогах используется вар, а международные специалисты применяют var. В РФ единица допускается для электротехнических расчетов в форме внесистемного значения.

Нахождение производится по формуле P = U . I . sin φ (синус), где:

  1. U — среднеквадратичная мощность.
  2. I — среднеквадратичная сила потока.
  3. φ — угол фазного смещения, значения синуса, определяются по таблицам.

При диапазоне показателя от 0 до 90º (ток отстает от напряжения, а нагрузка носит активно-индуктивный вид) синус φ будет иметь положительное значение.

При угловом сдвиге от 0 до -90º (поток электронов опережает нагрузку, мощность отличается активно-емкостным свойством) константа всегда показывает отрицательный знак.

Реактивная мощность характеризует напряженность, которая возникает в электромеханических приборах и цепях при изменении энергетических волн поля в магистрали переменного синусоидального потока.

В физическом смысле реактивная нагрузка показывает энергию, которая перекачивается от источника тока на конденсаторы, индукторы, двигательные обмотки, а впоследствии возвращается к источнику за один колебательный период. Реактивная мощность не принимает участия в работе электротока. В случае положительной характеристики устройство потребляет, а нагрузка с отрицательным знаком говорит о производстве энергии.

Это обстоятельство рассматривается в условном контексте, т. к. почти все энергопотребляющие приборы, например, двигатели асинхронной работы, а также полезная нагрузка, подаваемая через трансформатор, относятся к активно-индуктивным видам.

Синхронные двигатели электростанций одновременно производят и потребляют энергию в зависимости от максимальной величины электротока возбуждения в роторных обмотках.

Эта особенность применяется для координации уровня нагрузки в магистрали в электротехнике.

С помощью современных преобразователей производится компенсация реактивной нагрузки во избежание перегрузок и для увеличения коэффициента мощности электроустановок. Приборы более точно оценивают размер энергии, которая поступает в обратном направлении от индуктора к источнику переменного тока.

Полная нагрузка

Показатель используется в физике для описания потребляемой мощности, которая прилагается к подводящим агрегатам электросети с использованием резисторов. Суммируются параметры ЭДС распределительных щитков, кабелей, проводов, ЛЭП, трансформаторов.

Полную нагрузку можно рассчитать по формуле S = U . I, где:

  1. S — параметр полной нагрузки (В/а).
  2. U — расчетная нагрузка в генераторе.
  3. I — комплексный показатель силы тока в сочетании с обмоточным значением.

Параметр темпа преобразований зависит от характеристик применяемого тока, а не от свойств фактически использованной нагрузки. По этой причине полная мощность распределительных электрощитов и трансформаторных агрегатов измеряется в вольт-амперах, а значение ватт к ней не применяется.

Работа в различных условиях

Модуль комплексного показателя интенсивности передвижения равняется показателю полной нагрузки. Действительная составляющая часть приравнивается к активной силе, а мнимая считается реактивным видом. Имеет место положительный или отрицательный знак, что зависит от интенсивности загруженности цепи. Комплексная мощность должна соответствовать сопряженному электрическому сопротивлению. Положительная нагрузка характеризуется соотношением Р > 0, а знак минус проявляется в случае Р < 0.

Измерение мощностных характеристик переменного потока электронов проводится при пропускании равного по значению тока по фазным проводникам. Показатели силы течения заряженных частиц с применением нулевого проводника имеют ничтожную размерность.

Равномерная или симметричная фазовая нагрузка в трехфазной магистрали зависит от величины протекающих токов. Неравномерная или несимметричная нагрузка зависит от прохождения потока по нейтральным или нулевым кабелям.

Общий мощностной уровень находится суммированием.

Если присутствует фазовый сдвиг между напряжением и силой тока, то он совпадает с углом смещения между векторными радиусами показателей электротока.

В условиях переменного напряжения совпадение векторных радиусов тока и вольтажа отмечается только при отсутствии в цепи конденсаторов и катушек индукции. Установка индукторов не мешает совпадению фазных значений.

При этом происходит векторное вращение равной интенсивности. График смещения внутреннего угла остается постоянным.

Если в магистрали происходит сдвиг напряжения и переменного тока, то мощностные показатели представляются значением с отрицательным знаком, так как калькулятор перемножает положительные и отрицательные величины.

Продолжительность периодов зависит от уровня смещения фаз. При этом длительность отрицательных нагрузок определяет характеристики сдвига. При расчетах используются показатели сопротивления, которые знакомы из физического закона Ома.

Коэффициент скорости преобразования

Мощностной коэффициент является показателем потребления тока при присутствии реактивного компонента и искажающей нагрузки. Значение коэффициента отличается от понятия косинуса сдвигаемого угла. Второе понятие характеризуется смещением протекающего переменного тока, напряжения и используется только при синусоидальном токе и силе равного значения.

Коэффициент равняется отношению расходуемой нагрузки к ее полному значению. При этом работа совершается за счет активного вида преобразования. При синусоидальном токе и вольтаже полная нагрузка находится в виде суммы реактивной и активной форм.

Активная нагрузка приравнивается к усредненному произведению силы тока и напряжения и не может быть выше произведения аналогичных среднеквадратических размерностей.

Мощностной коэффициент показывается в диапазоне от 0 до 1 или ставится в процентах от 0 до 100.

При математическом расчете числовой множитель интерпретируется в качестве косинуса угла между токовыми векторами и направлением приложения вольтажа.

Поэтому при синусоидальных характеристиках размерность коэффициента может совпадать с косинусом угла.

Если применяется только синусоидальный вольтаж, а ток используется несинусоидальный с нагрузкой без реактивного компонента, то числовой переходник равняется части нагрузки при первых искажениях потребительского тока.

Если реактивный элемент присутствует в нагрузке, то, помимо мощностного коэффициента, указывается характер работы (емкостно-активный или индуктивно-активный). Коэффициент в этих случаях отличается и является отстающим или опережающим значением.

Плотность тока

Источник: https://academic2.ru/%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%20%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0_20886863

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется
Что такое плотность тока в чем измеряется

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется

Этот способ отлично подойдет для тех, кто решил произвести монтаж проводки в деревянном доме или в квартире, где все стены были обшиты гипсокартоном. Здесь крепление кабель канала можно проводить с помощью специальных саморезов по дереву. Количество саморезов на определенном участке будет зависеть от того какое количество проводов будет проходить в этом канале.

Обычно для того, чтобы надежно закрепить кабель канал саморезы необходимо монтировать на расстоянии в 40 см. Это расстояние считается оптимальным. Если в вашем доме неровные стены, тогда вы легко можете уменьшить шаг крепления. Благодаря этому вы сможете значительно скрыть все неровности. Проводка в бане может крепиться с помощью этого способа.

Предпосылки использования

Предпосылки использования

1. Данная конструкция необходима, если вы планируете проложить электротехнические коммуникации самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов, потому что ее монтаж не требует определенных навыков.

2. Если поверхность стен не допускает штробления, например, при наличии финишной отделки или если вам приходится производить монтаж проводки на деревянную, металлическую кирпичную поверхность, или на гипсокартонное перекрытие, кабель канал имеет свои неоспоримые преимущества перед другими способами монтажа.

3. Прокладывание электропроводки  внутри пластиковых коробов – бюджетный способ эргономизации электротехнических коммуникаций.  Как правило, стоят такие короба сравнительно не дорого, но позволяют эффективно замаскировать провода и защитить их от травмирования.

4. Канальный способ монтажа электропроводки оставляет легкий доступ к данной системе, поскольку короб имеет специальную, легко демонтируемую крышку – заглушку, оснащенную особым защелкивающимся замком.

5. Быстрота установки позволит вам закрепить кабель-канал на поверхности за считанные часы.

Крепление с помощью дюбель-гвоздей

Крепление с помощью дюбель-гвоздей

Крепление кабель канала к бетонной стене происходит с помощью дюбель-гвоздей. Для выполнения этого вида крепления вам также может потребоваться перфоратор. Также вам потребуется сверло по бетону диаметром в 6 мм.

Для того чтобы правильно закрепить электротехнический короб вам необходимо будет выполнить следующие действия:

  1. Перед началом выполнения работ необходимо просверлить небольшие отверстия в кабель канале размером в 6 мм.
  2. Теперь следует приложить ваш короб к стене. Помните, что ваши отверстия должны совпадать с разметкой отверстий на стене.
  3. Необходимо просверлить отверстия в стене согласно разметке.
  4. Теперь можно приложить кабель канал к стене и забить в него гвозди.

Разновидности и назначение

Разновидности и назначение

Материалы, из которых изготавливают короба, обычно имеют противопожарные характеристики. Обычно это оцинкованная сталь, алюминий или пластик.

1.Пластиковые кабель каналы достаточно универсальны в использовании, так как обладают хорошей гибкостью, и мягкостью материала, а так же исключительной влагостойкостью.

Эти качества позволяют использовать их на сравнительно неровных поверхностях, в помещениях с повышенной влажностью или на улице. Их можно легко распилить с помощью обычной пилы по дереву с некрупным зубом. Кроме этого, пластиковый профиль – это самый дешевый из существующих вариантов коробов.

При выборе пластиковых коробов вы должны рассчитывать на толщину и количество вашей проводки. Для каждого провода рекомендуется использовать отдельную ячейку внутри канала.

Обратите внимание! Дешёвые кабель каналы, имеющие только один замок весьма недолговечны, так как пластик на подвижных сгибах легко изнашивается, поэтому лучше покупать приспособления с двумя замками.

2. Изделия из стали прочны и имеют декоративную окраску, что позволяет подобрать короб необходимого цвета.

Изготавливают этот профиль из оцинкованной стали, чтобы предотвратить коррозию и увеличить срок службы конструкции.

Выбирая стальной канал нужно обратить внимание на наличие или отсутствие царапин на корпусе или крышке. Поскольку повреждение защитного слоя может привести к окислению металла, их присутствие на изделии не допустимо, особенно, если вы собираетесь использовать изделие для наружного монтажа.

Стальной профиль короба часто имеет перфорированное основание, чтобы избежать  сверления отверстий при установке конструкции.

3. Алюминиевые короба, как и стальные, имеют отличные противопожарные показатели, что позволяет использовать их и в производственных помещениях. Так же стоит отметить, что алюминий – это очень легкий металл, поэтому использование кабель каналов  из него позволяет снизить нагрузку на поверхность стены.

Не стоит забывать, что крепить кабель канал из металла следует на ровную поверхность, во избежание деформации и изломов профиля и обеспечить его плотное прилегание и легкое защелкивание замка крышки.

Обратите внимание! Лучше не приобретать изделия из алюминия с излишне тонкими стенками. Поскольку это крайне мягкий материал, замки – защелки на таких коробах быстро выйдут из строя. Выбор формы и цвета зависит только от ваших предпочтений и особенностей интерьера.

Монтаж кабель-канала

Монтаж кабель-канала

Необходимые инструменты:

  • линейка и карандаш;
  • инструмент для пиления профилей в зависимости от материала (пилка по дереву или ножовка по металлу). Чтобы осуществить запил под 45 градусов вам потребуется столярное стусло;
  • дрель или шуруповерт для сверления отверстий;
  • соответствующие метизы;
  • для точного размещения коробов можно пользоваться уровнем.

Кабель каналы в первую очередь используются для проводки на таких поверхностях, которые исключают другие способы монтажа:

  • Металлические поверхности требуют предварительного засверливания в местах крепления короба. Чтобы прикрепить кабель канал к такой поверхности, покупайте специальные саморезы с частым шагом резьбы.
  • Деревянные, гипсокартонные и гипсолитовые  перекрытия не нужно сверлить, если вы пользуетесь саморезами по дереву. Для монтажа с помощью дюбель шурупов предварительно нужно проделать отверстия дрелью со сверлом соответствующего диаметра.
  • Бетонные плиты и кирпичные стены  – очень прочные и твердые объекты. Для работы с ними вам придется прибегнуть к использованию ударных дрелей. Крепление производится дюбель шурупами исключительно.

Подготовительные работы:

  1. Произведите замеры трассы для прокладывания коммуникации.
  2. Разметьте места крепления кабель каналов. Разметка производится с учетом всех поворотов и особенностей стен и перекрытий. Сверяясь с показаниями уровня, карандашом отметьте места будущего расположения кабель каналов. Не стоит прокладывать в местах, где она будет часто травмироваться, выбирайте наименее доступные места.
  3. Сделайте заготовки профиля нужного размера с учетом величин, полученных в результате разметки. Чтобы окончательный результат смотрелся аккуратно, а стыки идеально прилегали друг к другу, зачистите места спилов от заусенец.
  4. Если это необходимо, произведите сверление отверстий в местах предполагаемых креплений.

Монтаж и заполнение кабель-каналов:

  1. Крепите заготовки при помощи соответствующих материалам стен метизов.
  2. При заполнении готовых коробов электропроводкой, убедитесь в том, что она обесточена.
  3. Каждый провод разместите в отдельной нише короба так, чтобы они были изолированы друг от друга и не переплетались.
  4. Закройте закрепленные короба крышками соответственного размера.

Пластиковые изделия на гладкую и прочную поверхность, такую, как металл, допустимо крепить при помощи жидких гвоздей, предварительно очистив от загрязнений и обезжирив примыкающие поверхности.

Крепление кабель канала с помощью жидких гвоздей

Крепление кабель канала с помощью жидких гвоздей

Это последний способ, который проводит крепление плинтусов с кабель каналом на металлической поверхности. Для его крепления вам потребуются жидкие гвозди. Клеить кабель канал необходимо только в том случае если другой способ прокладки считается невозможным.

С помощью клеевой смеси будет сложно закрепить вашу конструкцию. Обычно его используют в качестве дополнительной фиксации. Жидкие гвозди лучше всего комбинировать с саморезами.

Полезные советы

Полезные советы

Подгонка размеров кабель-канала

При выборе шага, с которым должны устанавливаться крепёжные элементы, следует исходить из того, что чем чаще они будут располагаться тем лучше. Но и слишком частить при этом тоже не рекомендуется. Отметим, что установка их с шагом в 40-50 см обеспечит Приклеивание спинки кабель-каналавам достаточную надёжность крепления основания кабель канала.

Обратите внимание!Увеличение плотности элементов крепления (уменьшение шага) необходимо в тех случаях, когда поверхности стен в помещении имеют заметные неровности. В подобных ситуациях (во избежание образования большого зазора между поверхностью и основанием канала) промежутки между элементами крепежа следует сокращать в зависимости от обстоятельств.

Само собой разумеется, что в случае значительного увеличения этого расстояния возрастает и возможная нагрузка на каждый элемент крепления, что негативно отражается на надёжности всей конструкции в целом.

Монтаж верхней части кабель-канала

Стоит также отметить следующее. Так как крепить кабель канал приходится с оглядкой на эстетическую сторону процесса, не помешает воспользоваться строительным уровнем, с помощью которого вы сможете выравнивать трассы прокладки оснований, повышая тем самым эстетичность монтажа.

1) Оптимальное расстояние между креплениями составляет 40-50 сантиметров, но чем больше стеновых неровностей, тем чаще придется делать шаг. Это нужно для того, чтобы уменьшить количество зазоров между коробом и стеной.

2) После измерения и разметки трассы, чтобы облегчить соединения между отдельными элементами и обеспечить более эстетичный внешний вид конструкции, рассчитайте количество доборных материалов и деталей сочленения (уголков, тройников, заглушек и соединителей).

3)  Если вы крепите кабель канал на металлическую поверхность, не стоит забывать о том, что саморезы по металлу используются только в том случае, если толщина основы составляет не более 2 мм.Для этих целей неплохо подходят так называемые «клопы».

4) Саморезы со специальным наконечником при закручивании сами сверлят под себя отверстия, поэтому дополнительного сверления основы не требуется.

5) Для сверления таких материалов, как бетон и кирпич используются буры с победитовыми наконечниками.

Обратите внимание! Недопустимо использование буров для материалов, более мягких, чем бетон или кирпич.

6) Использование при разметке строительного уровня позволит вам более точно и аккуратно выполнить данное действие.

7) Если вы решили прикрепить кабель канал при помощи клея, выбирайте клей, совместимый с материалами обеих склеиваемых поверхностей.

Подготовка к монтажу и выбор вида крепежа

Подготовка к монтажу и выбор вида крепежа

Монтаж кабель-канала — нанесение клея

Перед тем как крепить кабель канал, необходимо тщательно продумать разметку трассы с учётом возможных спусков, подъёмов и поворотов прокладываемых линий.

Обратите внимание!Грамотно проведённая разметка позволит вам правильно выбрать типоразмер кабельного канала и определиться с набором всех необходимых аксессуаров (Т-образных сочленений, различных уголков, соединителей, заглушек и т. п.).

Закрепление кабель-каналаВыбор крепежа, используемого для монтажа основания кабель канала, определяется обычно материалом основания (поверхности), на котором оно закрепляется. Наиболее часто прокладка кабель каналов осуществляется по следующим поверхностям:

  • деревянные стены или простенки;
  • поверхности из гипсокартона;
  • кирпичные стены и перегородки;
  • бетонные основания (стены или потолки);
  • металлические поверхности.

Для деревянных поверхностей самыми подходящими будут, конечно же, шурупы-саморезы по дереву, в то время как для бетонных и кирпичных оснований подойдут специальные дюбеля-гвозди диаметром порядка 6-8 мм.

Самоклеющийся кабель-каналДля крепления к поверхностям из гипсокартона вы можете применить стандартные саморезы по дереву. В случае же значительного суммарного веса укладываемой в каналы проводки, надёжнее будет использовать дюбели бабочка (при этом допускается чередовать их с шурупами по дереву). Достаточно надёжным креплением представляются в данной ситуации и дюбели типа ввёртыши.

Выбор элементов крепления на металл зависит от толщины основания; при этом стандартные саморезы для металлических профилей годятся для монтажа на покрытия толщиной до 2 мм. Очень часто используется в этом случае и такой распространённый вид крепления, как саморезы — клопы.

Источник: https://MoiDom38.ru/rasschitat-plotnost-toka/

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Электрическим током называют направленное перемещение заряженных частиц, которое происходит под влиянием электрического поля.

Как образуется ток?

Как образуется ток?

Электрический ток появляется в веществе при условии наличия свободных (несвязанных) заряженных частиц. Носители заряда могут присутствовать в среде изначально, либо образовываться при содействии внешних факторов (ионизаторов, электромагнитного поля, температуры).

В отсутствие электрического поля их передвижения хаотичны, а при подключении к двум точкам вещества разности потенциалов становятся направленными – от одного потенциала к другому.

 Количество таких частиц влияет на проводимость материала – различают проводники, полупроводники, диэлектрики, изоляторы.

Где возникает ток?

Где возникает ток?

Процессы образования электрического тока в различных средах имеют свои особенности:

  1. В металлах заряд перемещают свободные отрицательно заряженные частицы – электроны. Переноса самого вещества не происходит – ионы металла остаются в своих узлах кристаллической решетки. При нагревании хаотичные колебания ионов близ положения равновесия усиливаются, что мешает упорядоченному движению электронов, — проводимость металла уменьшается.
  2. В жидкостях (электролитах) носителями заряда являются ионы – заряженные атомы и распавшиеся молекулы, образование которых вызвано электролитической диссоциацией. Упорядоченное движение в этом случае представляет собой их перемещение к противоположно заряженным электродам, на которых они нейтрализуются и оседают.

    Катионы (положительные ионы) движутся к катоду (минусовому электроду), анионы (отрицательные ионы) – к аноду (плюсовому электроду). При повышении температуры проводимость электролита возрастает, так как растет число разложившихся на ионы молекул.

  3. В газах под действием разности потенциалов образуется плазма. Заряженными частицами являются ионы, плюсовые и минусовые, и свободные электроны, образующиеся под воздействием ионизатора.
  4. В вакууме электрический ток существует в виде потока электронов, которые движутся от катода к аноду.
  5. В полупроводниках в направленном движении участвуют электроны, перемещающиеся от одного атома к другому, и образующиеся при этом вакантные места – дырки, которые условно считают плюсовыми.

    При низких температурах полупроводники приближаются по свойствам к изоляторам, так как электроны заняты ковалентными связями атомов кристаллической решетки.

    При увеличении температуры валентные электроны получают достаточную для разрыва связей энергию, и становятся свободными. Соответственно, чем выше температура – тем лучше проводимость полупроводника.

Посмотрите видео ниже с подробным рассказом об электрическом токе:

От чего зависит ток?

На количество свободных заряженных частиц и на скорость их упорядоченного передвижения влияют следующие факторы:

В чем измеряется ток?

Для измерения электрического тока пользуются понятиями силы тока и его плотности. Измеряется сила тока специальным приборам —амперметром.

Сила тока измеряется в Амперах (А) и представляет собой величину заряда, который проходит через поперечное сечение проводящего материала за единицу времени. Единица измерения силы тока называется Ампер (А). Один ампер приравнивают к отношению одного Кулона (Кл) к одной секунде.

Плотностью тока называют отношение силы тока к площади этого сечения. Единицей измерения измеряют в Амперах на квадратный метр (А/м2).

Ниже представлено видео о силе электрического тока в рамках школьной программы:

Постоянный и переменный — в чём различие?

Постоянный и переменный — в чём различие?

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/817-elektricheskij-tok-opredelenie-edinitsy-izmereniya-raznovidnosti.html

Плотность — Физика

Плотность — Физика

Для обозначения плотности обычно используется символ  (ро).Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или площади (поверхностная плотность).Более точное определение плотности требует уточнение формулировки:
  • Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела.
  • Плотность вещества — это плотность тел, состоящих из этого вещества.
  • Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (), когда этот объём стремится к нулю[1], или, записывая кратко, . При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели.

Виды плотности и единицы измерения

Виды плотности и единицы измерения

Исходя из определения плотности, её размерность кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.Для сыпучих и пористых тел различают:

  • истинную плотность, определяемую без учёта пустот;
  • удельную (кажущуюся) плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объёму.

Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины коэффициента пористости — доли объёма пустот в занимаемом объёме.

Формула нахождения плотности

Формула нахождения плотности

Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного) находится по формуле:где m — масса тела, V — его объём; формула является просто математической записью определения термина «плотность», данного выше.

  • При вычислении плотности газов эта формула может быть записана и в виде:

где М — молярная масса газа,  — молярный объём (при нормальных условиях равен 22,4 л/моль).Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность ведёт себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры относительно этого значения.При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Вода, кремний, германий и некоторые другие вещества являются исключениями из данного правила, так как их плотность при переходе в твердую фазу уменьшается.

Источник: https://www.sites.google.com/site/fizika20151/plotnost

Плотность тока

Плотность тока

Связь между током и плотностью тока

Пло́тность то́ка — векторная физическая величина, имеющая смысл силы электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади[1]. При равномерном распределении плотности тока и сонаправленности её с нормалью к поверхности, через которую протекает ток, для величины вектора плотности тока выполняется:

j = | j → | = I S , {\displaystyle j=|{\vec {j}}|={\frac {I}{S}},}

где I — сила тока через поперечное сечение проводника площадью S (также см. рисунок).

Иногда речь может идти о скалярной[2] плотности тока, в таких случаях под ней подразумевается именно та величина j, которая приведена в формуле.

В общем случае:

I = | ∫ S ( j → , d S → ) | = | ∫ S j n d S | {\displaystyle I=|\int \limits _{S}({\vec {j}},{\vec {dS}})|=|\int \limits _{S}j_{n}dS|} ,

где j n {\displaystyle j_{n}}  — нормальная (ортогональная) составляющая вектора плотности тока по отношению к элементу поверхности площадью d S {\displaystyle dS} ; вектор d S → {\displaystyle {\vec {dS}}}  — специально вводимый вектор элемента поверхности, ортогональный элементарной площадке и имеющий абсолютную величину, равную её площади, позволяющий записать подынтегральное выражение как обычное скалярное произведение.

Как видим из этого определения, сила тока есть поток вектора плотности тока через некую заданную фиксированную поверхность.

В простейшем предположении, что все носители тока (заряженные частицы) двигаются с одинаковым вектором скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} и имеют одинаковые заряды q {\displaystyle q} (такое предположение может иногда быть приближенно верным; оно позволяет лучше всего понять физический смысл плотности тока), а концентрация их n {\displaystyle n} ,

j → = n q v → {\displaystyle {\vec {j}}=nq{\vec {v}}}

или

j → = ρ v → , {\displaystyle {\vec {j}}=\rho {\vec {v}},}

где ρ {\displaystyle \rho }  — плотность заряда этих носителей.

Направление вектора j → {\displaystyle {\vec {j}}} соответствует направлению вектора скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} , с которой движутся заряды, создающие ток, если q положительно.

В реальности даже носители одного типа движутся вообще говоря и как правило с различными скоростями. Тогда под v → {\displaystyle {\vec {v}}} следует понимать среднюю скорость.

В сложных системах (с различными типами носителей заряда, например, в плазме или электролитах)

j → = ∑ i n i q i v → i , {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}n_{i}q_{i}{\vec {v}}_{i},}

то есть вектор плотности тока есть сумма плотностей тока по всем типам подвижных носителей; где n i {\displaystyle n_{i}}  — концентрация частиц каждого типа, q i {\displaystyle q_{i}}  — заряд частицы данного типа, v → i {\displaystyle {\vec {v}}_{i}}  — вектор средней скорости частиц этого типа.

Выражение для общего случая может быть записано также через сумму по всем индивидуальным частицам:

j → = ∑ i q i v → i {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}q_{i}{\vec {v}}_{i}}

Сама формула почти совпадает с формулой, приведенной чуть выше, но теперь индекс суммирования i означает не номер типа частицы, а номер каждой индивидуальной частицы, не важно, имеют они одинаковые заряды или разные, при этом концентрации оказываются уже не нужны.

Плотность тока и мощность[ | ]

Плотность тока и мощность[ | ]

Работа, совершаемая электрическим полем над носителями тока, характеризуется, очевидно[3], плотностью мощности [энергия/(время• объем)]:

w = E → ⋅ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\cdot {\vec {j}},}

где точкой обозначено скалярное произведение.

Чаще всего эта мощность рассеивается в среду в виде тепла, но вообще говоря она связана с полной работой электрического поля и часть её может переходить в другие виды энергии, например такие, как энергия того или иного вида излучения, механическая работа (особенно — в электродвигателях) и т. д.

Закон Ома[ | ]

Закон Ома[ | ]

В линейной и изотропной проводящей среде плотность тока связана с напряжённостью электрического поля в данной точке по закону Ома:

j → = σ E → {\displaystyle {\vec {j}}=\sigma {\vec {E}}}

где σ   {\displaystyle \sigma \ }  — удельная проводимость среды, E → {\displaystyle {\vec {E}}}  — напряжённость электрического поля. Или:

j → = 1 ρ E → , {\displaystyle {\vec {j}}={\frac {1}{\rho }}{\vec {E}},}

где ρ   {\displaystyle \rho \ }  — удельное сопротивление.

В линейной анизотропной среде имеет место такое же соотношение, однако удельная электропроводность σ {\displaystyle \sigma } в этом случае, вообще говоря, должна рассматриваться как тензор, а умножение на неё — как умножение вектора на матрицу.

Формула для работы электрического поля (плотности её мощности)

w = E → ⋅ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\cdot {\vec {j}},}

вместе с законом Ома принимает для изотропной электропроводности вид:

w = σ E 2 = j 2 σ ≡ ρ j 2 , {\displaystyle w=\sigma E{2}={\frac {j{2}}{\sigma }}\equiv \rho j{2},}

где σ {\displaystyle \sigma } и ρ {\displaystyle \rho }  — скаляры, а для анизотропной:

w = E → σ E → = j → ρ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\sigma {\vec {E}}={\vec {j}}\rho {\vec {j}},}

где подразумевается матричное умножение (справа налево) вектора-столбца на матрицу и на вектор-строку, а тензор σ {\displaystyle \sigma } и тензор ρ {\displaystyle \rho } порождают соответствующие квадратичные формы.

4-вектор плотности тока[ | ]

4-вектор плотности тока[ | ]

Основная статья: 4-ток

В теории относительности вводится четырёхвектор плотности тока (4-ток), составленный из объёмной плотности заряда ρ {\displaystyle \rho } и 3-вектора плотности тока j → : {\displaystyle {\vec {j}}:}

J μ = ( c ρ , j → ) , {\displaystyle J{\mu }=(c\rho ,{\vec {j}}),}

где c {\displaystyle c} — скорость света.

4-ток является прямым и естественным обобщением понятия плотности тока на четырёхмерный пространственно-временной формализм и позволяет, в частности, записывать уравнения электродинамики в ковариантном виде.

Примечания[ | ]

Примечания[ | ]

Источник: https://encyclopaedia.bid/%D0%B2%D0%B8%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F/%D0%9F%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0

Все о силе тока в физике

Все о силе тока в физике

Прежде чем выяснять, что такое сила тока и от чего она зависит, нужно дать определение электрическому току как движению заряженных частиц. Подобно автомобилям разных конструкций и оснащения, они перемещаются в прямом или обратном направлении, быстрее или медленнее. Их скорость и концентрация создают «трафик», только не на шоссе, а в проводнике.

Сила тока – физическая величина, равная отношению количества заряда к величине этого промежутка времени.

Что такое сила тока

Что такое сила тока

Это физическая величина, равная количеству заряда, проходящего за единицу времени через поперечное сечение проводящего материала-проводника. Его носители могут быть как отрицательно, так и положительно заряженные.

В первом случае, это электроны или отрицательные ионы-анионы, во втором – положительные ионы-катионы или «дырки» (пустоты в кристаллической решетке полупроводника, которые ведут себя как положительно заряженные частицы).

Как возникает

Как возникает

Сила тока возникает из-за разности значений напряжения (или потенциалов) в начале и на конце проводника. Для поддержания разности потенциалов нужен источник энергии.

В зависимости от устойчивости показателя и направления протекания, ток бывает постоянным или переменным. Постоянный может существовать только в замкнутом контуре, в котором есть непрерывное круговое движение заряженных частиц. Например, в гальванических элементах – батарейках и аккумуляторах. В этих устройствах энергия вырабатывается благодаря химическим процессами.

Для возникновения постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц.

Постоянный ток получают не только от батареек и аккумуляторов, но и путем выпрямления переменного, в частности, производимого генераторами.

Выпрямляемым на подстанции током питаются все тяговые виды транспорта с плавной регулировкой движения (метро, троллейбусы и др.)

Работа электронной аппаратуры от сети переменного источника в квартирах осуществляется посредством дополнительных приборов: блоков питания с выпрямителями сигналов, стабилизаторов напряжения.

В чем она измеряется и как посчитать

В чем она измеряется и как посчитать

Сила тока измеряется в амперах – обозначение А. Ампер – одна из семи основных единиц.

1А = 1Кл/c, где Кл (или С) – это кулон, единица измерения количества электрического заряда.

Сила тока обозначается символом I (согласно первой букве французского Intensite´ du courant).

Величина ее определяется по формуле I=qn Vср S cos a, где:

  • q – сумма зарядов;
  • n – концентрация частиц;
  • Vср – средняя скорость их упорядоченного движения;
  • S – площадь проводника;
  • a – угол между вектором направления движения и вектором нормали (перпендикуляра) к поверхности проводника.

Ампер – единица измерения силы электрического тока.

Для участка цепи величина I рассчитывается по формуле немецкого физика Георга Ома, открывшего в 1926 г. закон взаимосвязи между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника:

I=U/R,

  • U – напряжение (или падение напряжения, или разность потенциалов), измеряется в вольтах – обозначение В или V;
  • R – сопротивление проводника, измеряется в омах – обозначение Ом или W.

Или по формуле I=UG, где обозначение G – это проводимость или электропроводность (величина, обратная сопротивлению, измеряется в сименсах, обозначение – См или S).

Расчет для полной цепи происходит по формуле I=e/R+r, где:

  • e – ЭДС или электро-движущая сила в цепи, измеряется в вольтах;
  • R – суммарное сопротивление всех приборов, включенных в цепь;
  • r – внутреннее сопротивление источника напряжения.

Сила тока зависит от электрического напряжения (или разности потенциалов, или ЭДС). В случаях, когда rR, можно считать, что она обратно пропорциональна либо сопротивлению цепи, либо сопротивлению источника.

Закон Ома для полной цепи.

Значение I связано с показателем скорости преобразования электрической энергии – мощностью P (единицы измерения ватты -обозначение Вт или W). Для линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома, расчет P производится по формуле:

P=IU или P=I2R=U2/R.

Значение I прямо пропорционально мощности: I=P/U. В приборах большей мощности возникает ток большей силы.

Как измерить силу тока

Как измерить силу тока

Эту характеристику можно измерить с помощью амперметра. Прибор последовательно подключается к электрической сети (плюс к плюсу, минус к минусу). Чем ниже сопротивление амперметра, тем меньше его влияние на измерения, и тем они точнее. Если сопротивление амперметра стремится к нулю, он нейтрален и не влияет на показатели сети.

Виды амперметров

Виды амперметров

По конструкции амперметры бывают:

  • аналоговые (со стрелочной измерительной головкой);
  • цифровые (с индикатором).

Амперметр – прибор для измерения силы тока в амперах.

По способу измерения:

  1. Магнитоэлектрические, в которых отклонение чувствительной стрелки и показатели зависят от силы взаимодействия полей постоянного магнита и поля электрического тока в алюминиевой рамке, и угла поворота последней.
  2. Электромагнитные, показатели которых меняются с подвижками железного сердечника под влиянием электромагнитного поля катушки.
  3. Электродинамические, в которых отклонение стрелки связано с притяжением или отклонением подвижной катушки относительно неподвижной, соединенных последовательно или параллельно.
  4. Тепловые, в которых при нагреве электрическим током происходит изменение длины металлической нити и положения связанной с нитью измерительной стрелки.
  5. Индукционные, в которых связанный со стрелкой металлический диск отклоняется под воздействием электромагнитного поля неподвижных катушек.
  6. Детекторные, в которых магнитоэлектрический прибор соединен с выпрямителем-детектором.
  7. Термоэлектрические, которые состоят из нагревателя и магнитоэлектрического измерительного механизма.
  8. Фотоэлектрические, в которых фотоэлектрический элемент преобразует световой поток в электрический.

Магнитоэлектрические приборы определяют только силу постоянного тока, индукционные и детекторные – переменного. Фотоэлектрические высокоточные приборы работают с постоянным током и током низкой и высокой частоты.

Остальные из перечисленных подходят для разных токов.

Приборы бывают многофункциональными, т.е. действующими в разных режимах. Например, мультиметр работает и как вольтметр, и как омметр, и как мегомметр (для высоких сопротивлений).

В всех современных измерительных приборах есть переключатель диапазона чувствительности.

Правила измерения

Правила измерения

  1. Амперметр включается в электросеть последовательно, «в разрыв цепи».
  2. При включении прибора в сеть, необходимо соблюдать полярность, присоединяя «+» прибора к «+» источника тока, а «-» к «-».
  3. Тестируемая линия при подключении должна быть обесточена. Иначе прикасание щупами прибора к проводам или контактам может вызвать короткое замыкание.
  4. При высоких напряжениях в цепь переменного тока помимо амперметра включается трансформатор или шунт, в цепь постоянного – магнитный усилитель или шунт.
  5. Тип амперметра для измерений выбирают в соответствии с типом электрического прибора или линии. Также учитывают требуемую точность показателей.

Перед подключением необходимо подробно изучить инструкцию к амперметру.

Источник: https://knigaelektrika.ru/teoriya/vse-o-sile-toka-v-fizike.html

Как рассчитать плотность тока

Как рассчитать плотность тока

g84jsm9tB4S

  • Что такое плотность тока
  • Что такое электрический ток
  • В чем измеряется плотность

Плотность постоянного электрического тока можно сравнить с плотностью газа, текущего в трубе под давлением. Плотность тока равна отношению силы тока в амперах (А) к площади поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах (Поз. 1 на рисунке). От материала проводника ее значение не зависит. Сечение проводника берется по нормали (перпендикулярно) к его продольной оси.

Если, допустим, провод имеет диаметр D = 1 мм, то площадь его поперечного сечения будет S = 1/4(πD2) = 3,1415/4 = 0,785 кв. мм. Если по такому проводу течет ток I в 5 А, то его плотность j будет равна j = I/S = 5/0,785 = 6,37 А/кв. мм.

Значения плотности тока в технике

Значения плотности тока в технике

Хотя само значение плотности тока от материала проводника не зависит, в технике его выбирают, исходя из его удельного электрического сопротивления и длины провода. Дело в том, что при большой плотности тока проводник с ним нагревается, его сопротивление от этого возрастает, и потери электроэнергии в проводке или обмотке увеличиваются.

Однако, если взять провода слишком толстыми, то и вся проводка получится чрезмерно дорогой. Поэтому расчет бытовой проводки ведут, исходя из так называемой экономической плотности тока, при которой общие долговременные расходы на электросеть минимальны.

Для квартирной проводки, провода в которой не очень длинные, берут значение экономической плотности в пределах 6-15 А/кв. мм. в зависимости от длины проводов. Медный провод диаметром 1,78 мм (2,5 кв. мм) в ПВХ изоляции, замурованный под штукатурку, выдержит и 30, и даже 50 ампер. Но при потребляемой квартирой мощности в 5 кВт плотность ток в нем будет (5000/220) = 23 А, а его плотность в проводке – 9,2 А/кв. мм.

Экономическая плотность тока в линиях электропередач много ниже, в пределах 1-3,4 А/кв. мм. В электрических машинах и трансформаторах промышленной частоты 50/60 Гц – от 1 до 10 А/кв. мм. В последнем случае ее вычисляют, исходя из допустимого нагрева обмоток и величины электрических потерь.

О плотности тока высокой частоты

О плотности тока высокой частоты

Плотность тока высоких частот (теле и радиосигналы, например) рассчитывают с учетом так называемого скин-эффекта (skin – по-английски «кожа»). Суть его в том, что электромагнитное поле оттесняет ток к поверхности провода, поэтому для получения нужной его плотности приходится брать диаметр провода больше, а чтобы не тратить лишней меди, делать его пустотелым, в виде трубки.

Источник: https://pechi-sibiri.ru/kak-rasschitat-plotnost-toka/

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Общее понятие

Общее понятие

Электрическое напряжение определяется как отношение работы поля по переброске пробного заряда из одной заданной точки в другую к размеру потенциала.

При дислокации единичного резерва выполняется работа, которая равняется напряжению на искомом участке.

Общая мощность получают умножением работы электрического поля для единичного заряда на число потенциалов за определенную единицу времени.

В переменной электрической цепи выделяется 3 вида мощности:

  • активный P;
  • реактивный Q;
  • полного типа S.

В цепи переменного электричества формула для расчета постоянного тока применяется только для вычисления мгновенной мощности. Этот показатель претерпевает изменения во времени и почти не имеет практического смысла для всех остальных расчетов.

Среднезначимый показатель мощности требует временной интеграции. Мгновенная мощность объединяется в течение определенного промежутка для расчета величины в магистрали с периодическим изменением силы переменного потока и синусоидального напряжения.

Применяется концепция комплексных чисел для связывания всех трех видов мощности.

Это понятие обозначает, что в переменной цепи нагрузка выражается подобным числом так, что активная разновидность представляется действительной составляющей.

Реактивный показатель выступает мнимым показателем, а полная мощность показывается в форме модуля. В этих расчетах принимает участие угол сдвига фаз φ, который является аргументом баланса мощностей в цепи переменного тока.

Активная мощность

Активная мощность

Активная скорость преобразования выражается также через взаимное отношение силы потока, напряжения к значению активной составляющей сопротивления. В магистрали синусоидального и несинусоидального движения электронов активная нагрузка приравнивается к сумме аналогичных значений на отдельных участках.

Для определения среднего периодического размера используется активная мощность переменного тока, формула расчета P = U . I . cos φ (косинус), где:

  1. U — мощность.
  2. I — сила потока.
  3. φ — угол смещения фаз.

Средний показатель мгновенной скорости преобразования в однофазной цепи берется в виде среднеквадратичного значения тока и напряжения с определенным углом сдвига.

В цепях несинусоидального электричества мощность приравнивается к сумме соответствующих показателей отдельных перемещений.

С помощью активной мощности характеризуется интенсивность необратимого видоизменения электроэнергии в другие разновидности, например, электромагнитную или тепловую.

Проходящая мощность используется в качестве активной в концепции длинных магистралей для анализа электромагнитных течений, протяженность которых сопоставляется с размерностью волны.

Искомое значение рассчитывается как разница между понижающейся и отражающейся мощностями.

От свойств коэффициента углового смещения зависят полученные показатели отрицательной или положительной нагрузки активного типа.

Реактивная характеристика

Реактивная характеристика

Для обозначения применяется дополнительно единица вольт-ампер реактивный (вар). В русских аналогах используется вар, а международные специалисты применяют var. В РФ единица допускается для электротехнических расчетов в форме внесистемного значения.

Нахождение производится по формуле P = U . I . sin φ (синус), где:

  1. U — среднеквадратичная мощность.
  2. I — среднеквадратичная сила потока.
  3. φ — угол фазного смещения, значения синуса, определяются по таблицам.

При диапазоне показателя от 0 до 90º (ток отстает от напряжения, а нагрузка носит активно-индуктивный вид) синус φ будет иметь положительное значение.

При угловом сдвиге от 0 до -90º (поток электронов опережает нагрузку, мощность отличается активно-емкостным свойством) константа всегда показывает отрицательный знак.

Реактивная мощность характеризует напряженность, которая возникает в электромеханических приборах и цепях при изменении энергетических волн поля в магистрали переменного синусоидального потока.

В физическом смысле реактивная нагрузка показывает энергию, которая перекачивается от источника тока на конденсаторы, индукторы, двигательные обмотки, а впоследствии возвращается к источнику за один колебательный период. Реактивная мощность не принимает участия в работе электротока. В случае положительной характеристики устройство потребляет, а нагрузка с отрицательным знаком говорит о производстве энергии.

Это обстоятельство рассматривается в условном контексте, т. к. почти все энергопотребляющие приборы, например, двигатели асинхронной работы, а также полезная нагрузка, подаваемая через трансформатор, относятся к активно-индуктивным видам.

Синхронные двигатели электростанций одновременно производят и потребляют энергию в зависимости от максимальной величины электротока возбуждения в роторных обмотках.

Эта особенность применяется для координации уровня нагрузки в магистрали в электротехнике.

С помощью современных преобразователей производится компенсация реактивной нагрузки во избежание перегрузок и для увеличения коэффициента мощности электроустановок. Приборы более точно оценивают размер энергии, которая поступает в обратном направлении от индуктора к источнику переменного тока.

Полная нагрузка

Полная нагрузка

Показатель используется в физике для описания потребляемой мощности, которая прилагается к подводящим агрегатам электросети с использованием резисторов. Суммируются параметры ЭДС распределительных щитков, кабелей, проводов, ЛЭП, трансформаторов.

Полную нагрузку можно рассчитать по формуле S = U . I, где:

  1. S — параметр полной нагрузки (В/а).
  2. U — расчетная нагрузка в генераторе.
  3. I — комплексный показатель силы тока в сочетании с обмоточным значением.

Параметр темпа преобразований зависит от характеристик применяемого тока, а не от свойств фактически использованной нагрузки. По этой причине полная мощность распределительных электрощитов и трансформаторных агрегатов измеряется в вольт-амперах, а значение ватт к ней не применяется.

Работа в различных условиях

Работа в различных условиях

Модуль комплексного показателя интенсивности передвижения равняется показателю полной нагрузки. Действительная составляющая часть приравнивается к активной силе, а мнимая считается реактивным видом. Имеет место положительный или отрицательный знак, что зависит от интенсивности загруженности цепи. Комплексная мощность должна соответствовать сопряженному электрическому сопротивлению. Положительная нагрузка характеризуется соотношением Р > 0, а знак минус проявляется в случае Р < 0.

Измерение мощностных характеристик переменного потока электронов проводится при пропускании равного по значению тока по фазным проводникам. Показатели силы течения заряженных частиц с применением нулевого проводника имеют ничтожную размерность.

Равномерная или симметричная фазовая нагрузка в трехфазной магистрали зависит от величины протекающих токов. Неравномерная или несимметричная нагрузка зависит от прохождения потока по нейтральным или нулевым кабелям.

Общий мощностной уровень находится суммированием.

Если присутствует фазовый сдвиг между напряжением и силой тока, то он совпадает с углом смещения между векторными радиусами показателей электротока.

В условиях переменного напряжения совпадение векторных радиусов тока и вольтажа отмечается только при отсутствии в цепи конденсаторов и катушек индукции. Установка индукторов не мешает совпадению фазных значений.

При этом происходит векторное вращение равной интенсивности. График смещения внутреннего угла остается постоянным.

Если в магистрали происходит сдвиг напряжения и переменного тока, то мощностные показатели представляются значением с отрицательным знаком, так как калькулятор перемножает положительные и отрицательные величины.

Продолжительность периодов зависит от уровня смещения фаз. При этом длительность отрицательных нагрузок определяет характеристики сдвига. При расчетах используются показатели сопротивления, которые знакомы из физического закона Ома.

Коэффициент скорости преобразования

Коэффициент скорости преобразования

Мощностной коэффициент является показателем потребления тока при присутствии реактивного компонента и искажающей нагрузки. Значение коэффициента отличается от понятия косинуса сдвигаемого угла. Второе понятие характеризуется смещением протекающего переменного тока, напряжения и используется только при синусоидальном токе и силе равного значения.

Коэффициент равняется отношению расходуемой нагрузки к ее полному значению. При этом работа совершается за счет активного вида преобразования. При синусоидальном токе и вольтаже полная нагрузка находится в виде суммы реактивной и активной форм.

Активная нагрузка приравнивается к усредненному произведению силы тока и напряжения и не может быть выше произведения аналогичных среднеквадратических размерностей.

Мощностной коэффициент показывается в диапазоне от 0 до 1 или ставится в процентах от 0 до 100.

При математическом расчете числовой множитель интерпретируется в качестве косинуса угла между токовыми векторами и направлением приложения вольтажа.

Поэтому при синусоидальных характеристиках размерность коэффициента может совпадать с косинусом угла.

Если применяется только синусоидальный вольтаж, а ток используется несинусоидальный с нагрузкой без реактивного компонента, то числовой переходник равняется части нагрузки при первых искажениях потребительского тока.

Если реактивный элемент присутствует в нагрузке, то, помимо мощностного коэффициента, указывается характер работы (емкостно-активный или индуктивно-активный). Коэффициент в этих случаях отличается и является отстающим или опережающим значением.

Практическое применение и коррекция

Плотность тока

Источник: https://academic2.ru/%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%20%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0_20886863

Как крепятся кабель каналы

Что такое плотность тока в чем измеряется
Что такое плотность тока в чем измеряется

Этот способ отлично подойдет для тех, кто решил произвести монтаж проводки в деревянном доме или в квартире, где все стены были обшиты гипсокартоном. Здесь крепление кабель канала можно проводить с помощью специальных саморезов по дереву. Количество саморезов на определенном участке будет зависеть от того какое количество проводов будет проходить в этом канале.

Обычно для того, чтобы надежно закрепить кабель канал саморезы необходимо монтировать на расстоянии в 40 см. Это расстояние считается оптимальным. Если в вашем доме неровные стены, тогда вы легко можете уменьшить шаг крепления. Благодаря этому вы сможете значительно скрыть все неровности. Проводка в бане может крепиться с помощью этого способа.

Предпосылки использования

1. Данная конструкция необходима, если вы планируете проложить электротехнические коммуникации самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов, потому что ее монтаж не требует определенных навыков.

2. Если поверхность стен не допускает штробления, например, при наличии финишной отделки или если вам приходится производить монтаж проводки на деревянную, металлическую кирпичную поверхность, или на гипсокартонное перекрытие, кабель канал имеет свои неоспоримые преимущества перед другими способами монтажа.

3. Прокладывание электропроводки  внутри пластиковых коробов – бюджетный способ эргономизации электротехнических коммуникаций.  Как правило, стоят такие короба сравнительно не дорого, но позволяют эффективно замаскировать провода и защитить их от травмирования.

4. Канальный способ монтажа электропроводки оставляет легкий доступ к данной системе, поскольку короб имеет специальную, легко демонтируемую крышку – заглушку, оснащенную особым защелкивающимся замком.

5. Быстрота установки позволит вам закрепить кабель-канал на поверхности за считанные часы.

Крепление с помощью дюбель-гвоздей

Крепление кабель канала к бетонной стене происходит с помощью дюбель-гвоздей. Для выполнения этого вида крепления вам также может потребоваться перфоратор. Также вам потребуется сверло по бетону диаметром в 6 мм.

Для того чтобы правильно закрепить электротехнический короб вам необходимо будет выполнить следующие действия:

  1. Перед началом выполнения работ необходимо просверлить небольшие отверстия в кабель канале размером в 6 мм.
  2. Теперь следует приложить ваш короб к стене. Помните, что ваши отверстия должны совпадать с разметкой отверстий на стене.
  3. Необходимо просверлить отверстия в стене согласно разметке.
  4. Теперь можно приложить кабель канал к стене и забить в него гвозди.

Разновидности и назначение

Материалы, из которых изготавливают короба, обычно имеют противопожарные характеристики. Обычно это оцинкованная сталь, алюминий или пластик.

1.Пластиковые кабель каналы достаточно универсальны в использовании, так как обладают хорошей гибкостью, и мягкостью материала, а так же исключительной влагостойкостью.

Эти качества позволяют использовать их на сравнительно неровных поверхностях, в помещениях с повышенной влажностью или на улице. Их можно легко распилить с помощью обычной пилы по дереву с некрупным зубом. Кроме этого, пластиковый профиль – это самый дешевый из существующих вариантов коробов.

При выборе пластиковых коробов вы должны рассчитывать на толщину и количество вашей проводки. Для каждого провода рекомендуется использовать отдельную ячейку внутри канала.

Обратите внимание! Дешёвые кабель каналы, имеющие только один замок весьма недолговечны, так как пластик на подвижных сгибах легко изнашивается, поэтому лучше покупать приспособления с двумя замками.

2. Изделия из стали прочны и имеют декоративную окраску, что позволяет подобрать короб необходимого цвета.

Изготавливают этот профиль из оцинкованной стали, чтобы предотвратить коррозию и увеличить срок службы конструкции.

Выбирая стальной канал нужно обратить внимание на наличие или отсутствие царапин на корпусе или крышке. Поскольку повреждение защитного слоя может привести к окислению металла, их присутствие на изделии не допустимо, особенно, если вы собираетесь использовать изделие для наружного монтажа.

Стальной профиль короба часто имеет перфорированное основание, чтобы избежать  сверления отверстий при установке конструкции.

3. Алюминиевые короба, как и стальные, имеют отличные противопожарные показатели, что позволяет использовать их и в производственных помещениях. Так же стоит отметить, что алюминий – это очень легкий металл, поэтому использование кабель каналов  из него позволяет снизить нагрузку на поверхность стены.

Не стоит забывать, что крепить кабель канал из металла следует на ровную поверхность, во избежание деформации и изломов профиля и обеспечить его плотное прилегание и легкое защелкивание замка крышки.

Обратите внимание! Лучше не приобретать изделия из алюминия с излишне тонкими стенками. Поскольку это крайне мягкий материал, замки – защелки на таких коробах быстро выйдут из строя. Выбор формы и цвета зависит только от ваших предпочтений и особенностей интерьера.

Монтаж кабель-канала

Необходимые инструменты:

  • линейка и карандаш;
  • инструмент для пиления профилей в зависимости от материала (пилка по дереву или ножовка по металлу). Чтобы осуществить запил под 45 градусов вам потребуется столярное стусло;
  • дрель или шуруповерт для сверления отверстий;
  • соответствующие метизы;
  • для точного размещения коробов можно пользоваться уровнем.

Кабель каналы в первую очередь используются для проводки на таких поверхностях, которые исключают другие способы монтажа:

  • Металлические поверхности требуют предварительного засверливания в местах крепления короба. Чтобы прикрепить кабель канал к такой поверхности, покупайте специальные саморезы с частым шагом резьбы.
  • Деревянные, гипсокартонные и гипсолитовые  перекрытия не нужно сверлить, если вы пользуетесь саморезами по дереву. Для монтажа с помощью дюбель шурупов предварительно нужно проделать отверстия дрелью со сверлом соответствующего диаметра.
  • Бетонные плиты и кирпичные стены  – очень прочные и твердые объекты. Для работы с ними вам придется прибегнуть к использованию ударных дрелей. Крепление производится дюбель шурупами исключительно.

Подготовительные работы:

  1. Произведите замеры трассы для прокладывания коммуникации.
  2. Разметьте места крепления кабель каналов. Разметка производится с учетом всех поворотов и особенностей стен и перекрытий. Сверяясь с показаниями уровня, карандашом отметьте места будущего расположения кабель каналов. Не стоит прокладывать в местах, где она будет часто травмироваться, выбирайте наименее доступные места.
  3. Сделайте заготовки профиля нужного размера с учетом величин, полученных в результате разметки. Чтобы окончательный результат смотрелся аккуратно, а стыки идеально прилегали друг к другу, зачистите места спилов от заусенец.
  4. Если это необходимо, произведите сверление отверстий в местах предполагаемых креплений.

Монтаж и заполнение кабель-каналов:

  1. Крепите заготовки при помощи соответствующих материалам стен метизов.
  2. При заполнении готовых коробов электропроводкой, убедитесь в том, что она обесточена.
  3. Каждый провод разместите в отдельной нише короба так, чтобы они были изолированы друг от друга и не переплетались.
  4. Закройте закрепленные короба крышками соответственного размера.

Пластиковые изделия на гладкую и прочную поверхность, такую, как металл, допустимо крепить при помощи жидких гвоздей, предварительно очистив от загрязнений и обезжирив примыкающие поверхности.

Крепление кабель канала с помощью жидких гвоздей

Это последний способ, который проводит крепление плинтусов с кабель каналом на металлической поверхности. Для его крепления вам потребуются жидкие гвозди. Клеить кабель канал необходимо только в том случае если другой способ прокладки считается невозможным.

С помощью клеевой смеси будет сложно закрепить вашу конструкцию. Обычно его используют в качестве дополнительной фиксации. Жидкие гвозди лучше всего комбинировать с саморезами.

Полезные советы

Подгонка размеров кабель-канала

При выборе шага, с которым должны устанавливаться крепёжные элементы, следует исходить из того, что чем чаще они будут располагаться тем лучше. Но и слишком частить при этом тоже не рекомендуется. Отметим, что установка их с шагом в 40-50 см обеспечит Приклеивание спинки кабель-каналавам достаточную надёжность крепления основания кабель канала.

Обратите внимание!Увеличение плотности элементов крепления (уменьшение шага) необходимо в тех случаях, когда поверхности стен в помещении имеют заметные неровности. В подобных ситуациях (во избежание образования большого зазора между поверхностью и основанием канала) промежутки между элементами крепежа следует сокращать в зависимости от обстоятельств.

Само собой разумеется, что в случае значительного увеличения этого расстояния возрастает и возможная нагрузка на каждый элемент крепления, что негативно отражается на надёжности всей конструкции в целом.

Монтаж верхней части кабель-канала

Стоит также отметить следующее. Так как крепить кабель канал приходится с оглядкой на эстетическую сторону процесса, не помешает воспользоваться строительным уровнем, с помощью которого вы сможете выравнивать трассы прокладки оснований, повышая тем самым эстетичность монтажа.

1) Оптимальное расстояние между креплениями составляет 40-50 сантиметров, но чем больше стеновых неровностей, тем чаще придется делать шаг. Это нужно для того, чтобы уменьшить количество зазоров между коробом и стеной.

2) После измерения и разметки трассы, чтобы облегчить соединения между отдельными элементами и обеспечить более эстетичный внешний вид конструкции, рассчитайте количество доборных материалов и деталей сочленения (уголков, тройников, заглушек и соединителей).

3)  Если вы крепите кабель канал на металлическую поверхность, не стоит забывать о том, что саморезы по металлу используются только в том случае, если толщина основы составляет не более 2 мм.Для этих целей неплохо подходят так называемые «клопы».

4) Саморезы со специальным наконечником при закручивании сами сверлят под себя отверстия, поэтому дополнительного сверления основы не требуется.

5) Для сверления таких материалов, как бетон и кирпич используются буры с победитовыми наконечниками.

Обратите внимание! Недопустимо использование буров для материалов, более мягких, чем бетон или кирпич.

6) Использование при разметке строительного уровня позволит вам более точно и аккуратно выполнить данное действие.

7) Если вы решили прикрепить кабель канал при помощи клея, выбирайте клей, совместимый с материалами обеих склеиваемых поверхностей.

Подготовка к монтажу и выбор вида крепежа

Монтаж кабель-канала — нанесение клея

Перед тем как крепить кабель канал, необходимо тщательно продумать разметку трассы с учётом возможных спусков, подъёмов и поворотов прокладываемых линий.

Обратите внимание!Грамотно проведённая разметка позволит вам правильно выбрать типоразмер кабельного канала и определиться с набором всех необходимых аксессуаров (Т-образных сочленений, различных уголков, соединителей, заглушек и т. п.).

Закрепление кабель-каналаВыбор крепежа, используемого для монтажа основания кабель канала, определяется обычно материалом основания (поверхности), на котором оно закрепляется. Наиболее часто прокладка кабель каналов осуществляется по следующим поверхностям:

  • деревянные стены или простенки;
  • поверхности из гипсокартона;
  • кирпичные стены и перегородки;
  • бетонные основания (стены или потолки);
  • металлические поверхности.

Для деревянных поверхностей самыми подходящими будут, конечно же, шурупы-саморезы по дереву, в то время как для бетонных и кирпичных оснований подойдут специальные дюбеля-гвозди диаметром порядка 6-8 мм.

Самоклеющийся кабель-каналДля крепления к поверхностям из гипсокартона вы можете применить стандартные саморезы по дереву. В случае же значительного суммарного веса укладываемой в каналы проводки, надёжнее будет использовать дюбели бабочка (при этом допускается чередовать их с шурупами по дереву). Достаточно надёжным креплением представляются в данной ситуации и дюбели типа ввёртыши.

Выбор элементов крепления на металл зависит от толщины основания; при этом стандартные саморезы для металлических профилей годятся для монтажа на покрытия толщиной до 2 мм. Очень часто используется в этом случае и такой распространённый вид крепления, как саморезы — клопы.

Источник: https://MoiDom38.ru/rasschitat-plotnost-toka/

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Электрическим током называют направленное перемещение заряженных частиц, которое происходит под влиянием электрического поля.

Как образуется ток?

Электрический ток появляется в веществе при условии наличия свободных (несвязанных) заряженных частиц. Носители заряда могут присутствовать в среде изначально, либо образовываться при содействии внешних факторов (ионизаторов, электромагнитного поля, температуры).

В отсутствие электрического поля их передвижения хаотичны, а при подключении к двум точкам вещества разности потенциалов становятся направленными – от одного потенциала к другому.

 Количество таких частиц влияет на проводимость материала – различают проводники, полупроводники, диэлектрики, изоляторы.

Где возникает ток?

Процессы образования электрического тока в различных средах имеют свои особенности:

  1. В металлах заряд перемещают свободные отрицательно заряженные частицы – электроны. Переноса самого вещества не происходит – ионы металла остаются в своих узлах кристаллической решетки. При нагревании хаотичные колебания ионов близ положения равновесия усиливаются, что мешает упорядоченному движению электронов, — проводимость металла уменьшается.
  2. В жидкостях (электролитах) носителями заряда являются ионы – заряженные атомы и распавшиеся молекулы, образование которых вызвано электролитической диссоциацией. Упорядоченное движение в этом случае представляет собой их перемещение к противоположно заряженным электродам, на которых они нейтрализуются и оседают.

    Катионы (положительные ионы) движутся к катоду (минусовому электроду), анионы (отрицательные ионы) – к аноду (плюсовому электроду). При повышении температуры проводимость электролита возрастает, так как растет число разложившихся на ионы молекул.

  3. В газах под действием разности потенциалов образуется плазма. Заряженными частицами являются ионы, плюсовые и минусовые, и свободные электроны, образующиеся под воздействием ионизатора.
  4. В вакууме электрический ток существует в виде потока электронов, которые движутся от катода к аноду.
  5. В полупроводниках в направленном движении участвуют электроны, перемещающиеся от одного атома к другому, и образующиеся при этом вакантные места – дырки, которые условно считают плюсовыми.

    При низких температурах полупроводники приближаются по свойствам к изоляторам, так как электроны заняты ковалентными связями атомов кристаллической решетки.

    При увеличении температуры валентные электроны получают достаточную для разрыва связей энергию, и становятся свободными. Соответственно, чем выше температура – тем лучше проводимость полупроводника.

Посмотрите видео ниже с подробным рассказом об электрическом токе:

От чего зависит ток?

На количество свободных заряженных частиц и на скорость их упорядоченного передвижения влияют следующие факторы:

В чем измеряется ток?

Для измерения электрического тока пользуются понятиями силы тока и его плотности. Измеряется сила тока специальным приборам —амперметром.

Сила тока измеряется в Амперах (А) и представляет собой величину заряда, который проходит через поперечное сечение проводящего материала за единицу времени. Единица измерения силы тока называется Ампер (А). Один ампер приравнивают к отношению одного Кулона (Кл) к одной секунде.

Плотностью тока называют отношение силы тока к площади этого сечения. Единицей измерения измеряют в Амперах на квадратный метр (А/м2).

Ниже представлено видео о силе электрического тока в рамках школьной программы:

Постоянный и переменный — в чём различие?

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/817-elektricheskij-tok-opredelenie-edinitsy-izmereniya-raznovidnosti.html

Плотность — Физика

Для обозначения плотности обычно используется символ  (ро).Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или площади (поверхностная плотность).Более точное определение плотности требует уточнение формулировки:
  • Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела.
  • Плотность вещества — это плотность тел, состоящих из этого вещества.
  • Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (), когда этот объём стремится к нулю[1], или, записывая кратко, . При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели.

Виды плотности и единицы измерения

Исходя из определения плотности, её размерность кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.Для сыпучих и пористых тел различают:

  • истинную плотность, определяемую без учёта пустот;
  • удельную (кажущуюся) плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объёму.

Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины коэффициента пористости — доли объёма пустот в занимаемом объёме.

Формула нахождения плотности

Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного) находится по формуле:где m — масса тела, V — его объём; формула является просто математической записью определения термина «плотность», данного выше.

  • При вычислении плотности газов эта формула может быть записана и в виде:

где М — молярная масса газа,  — молярный объём (при нормальных условиях равен 22,4 л/моль).Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность ведёт себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры относительно этого значения.При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Вода, кремний, германий и некоторые другие вещества являются исключениями из данного правила, так как их плотность при переходе в твердую фазу уменьшается.

Источник: https://www.sites.google.com/site/fizika20151/plotnost

Плотность тока

Связь между током и плотностью тока

Пло́тность то́ка — векторная физическая величина, имеющая смысл силы электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади[1]. При равномерном распределении плотности тока и сонаправленности её с нормалью к поверхности, через которую протекает ток, для величины вектора плотности тока выполняется:

j = | j → | = I S , {\displaystyle j=|{\vec {j}}|={\frac {I}{S}},}

где I — сила тока через поперечное сечение проводника площадью S (также см. рисунок).

Иногда речь может идти о скалярной[2] плотности тока, в таких случаях под ней подразумевается именно та величина j, которая приведена в формуле.

В общем случае:

I = | ∫ S ( j → , d S → ) | = | ∫ S j n d S | {\displaystyle I=|\int \limits _{S}({\vec {j}},{\vec {dS}})|=|\int \limits _{S}j_{n}dS|} ,

где j n {\displaystyle j_{n}}  — нормальная (ортогональная) составляющая вектора плотности тока по отношению к элементу поверхности площадью d S {\displaystyle dS} ; вектор d S → {\displaystyle {\vec {dS}}}  — специально вводимый вектор элемента поверхности, ортогональный элементарной площадке и имеющий абсолютную величину, равную её площади, позволяющий записать подынтегральное выражение как обычное скалярное произведение.

Как видим из этого определения, сила тока есть поток вектора плотности тока через некую заданную фиксированную поверхность.

В простейшем предположении, что все носители тока (заряженные частицы) двигаются с одинаковым вектором скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} и имеют одинаковые заряды q {\displaystyle q} (такое предположение может иногда быть приближенно верным; оно позволяет лучше всего понять физический смысл плотности тока), а концентрация их n {\displaystyle n} ,

j → = n q v → {\displaystyle {\vec {j}}=nq{\vec {v}}}

или

j → = ρ v → , {\displaystyle {\vec {j}}=\rho {\vec {v}},}

где ρ {\displaystyle \rho }  — плотность заряда этих носителей.

Направление вектора j → {\displaystyle {\vec {j}}} соответствует направлению вектора скорости v → {\displaystyle {\vec {v}}} , с которой движутся заряды, создающие ток, если q положительно.

В реальности даже носители одного типа движутся вообще говоря и как правило с различными скоростями. Тогда под v → {\displaystyle {\vec {v}}} следует понимать среднюю скорость.

В сложных системах (с различными типами носителей заряда, например, в плазме или электролитах)

j → = ∑ i n i q i v → i , {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}n_{i}q_{i}{\vec {v}}_{i},}

то есть вектор плотности тока есть сумма плотностей тока по всем типам подвижных носителей; где n i {\displaystyle n_{i}}  — концентрация частиц каждого типа, q i {\displaystyle q_{i}}  — заряд частицы данного типа, v → i {\displaystyle {\vec {v}}_{i}}  — вектор средней скорости частиц этого типа.

Выражение для общего случая может быть записано также через сумму по всем индивидуальным частицам:

j → = ∑ i q i v → i {\displaystyle {\vec {j}}=\sum _{i}q_{i}{\vec {v}}_{i}}

Сама формула почти совпадает с формулой, приведенной чуть выше, но теперь индекс суммирования i означает не номер типа частицы, а номер каждой индивидуальной частицы, не важно, имеют они одинаковые заряды или разные, при этом концентрации оказываются уже не нужны.

Плотность тока и мощность[ | ]

Работа, совершаемая электрическим полем над носителями тока, характеризуется, очевидно[3], плотностью мощности [энергия/(время• объем)]:

w = E → ⋅ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\cdot {\vec {j}},}

где точкой обозначено скалярное произведение.

Чаще всего эта мощность рассеивается в среду в виде тепла, но вообще говоря она связана с полной работой электрического поля и часть её может переходить в другие виды энергии, например такие, как энергия того или иного вида излучения, механическая работа (особенно — в электродвигателях) и т. д.

Закон Ома[ | ]

В линейной и изотропной проводящей среде плотность тока связана с напряжённостью электрического поля в данной точке по закону Ома:

j → = σ E → {\displaystyle {\vec {j}}=\sigma {\vec {E}}}

где σ   {\displaystyle \sigma \ }  — удельная проводимость среды, E → {\displaystyle {\vec {E}}}  — напряжённость электрического поля. Или:

j → = 1 ρ E → , {\displaystyle {\vec {j}}={\frac {1}{\rho }}{\vec {E}},}

где ρ   {\displaystyle \rho \ }  — удельное сопротивление.

В линейной анизотропной среде имеет место такое же соотношение, однако удельная электропроводность σ {\displaystyle \sigma } в этом случае, вообще говоря, должна рассматриваться как тензор, а умножение на неё — как умножение вектора на матрицу.

Формула для работы электрического поля (плотности её мощности)

w = E → ⋅ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\cdot {\vec {j}},}

вместе с законом Ома принимает для изотропной электропроводности вид:

w = σ E 2 = j 2 σ ≡ ρ j 2 , {\displaystyle w=\sigma E{2}={\frac {j{2}}{\sigma }}\equiv \rho j{2},}

где σ {\displaystyle \sigma } и ρ {\displaystyle \rho }  — скаляры, а для анизотропной:

w = E → σ E → = j → ρ j → , {\displaystyle w={\vec {E}}\sigma {\vec {E}}={\vec {j}}\rho {\vec {j}},}

где подразумевается матричное умножение (справа налево) вектора-столбца на матрицу и на вектор-строку, а тензор σ {\displaystyle \sigma } и тензор ρ {\displaystyle \rho } порождают соответствующие квадратичные формы.

4-вектор плотности тока[ | ]

Основная статья: 4-ток

В теории относительности вводится четырёхвектор плотности тока (4-ток), составленный из объёмной плотности заряда ρ {\displaystyle \rho } и 3-вектора плотности тока j → : {\displaystyle {\vec {j}}:}

J μ = ( c ρ , j → ) , {\displaystyle J{\mu }=(c\rho ,{\vec {j}}),}

где c {\displaystyle c} — скорость света.

4-ток является прямым и естественным обобщением понятия плотности тока на четырёхмерный пространственно-временной формализм и позволяет, в частности, записывать уравнения электродинамики в ковариантном виде.

Примечания[ | ]

Источник: https://encyclopaedia.bid/%D0%B2%D0%B8%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F/%D0%9F%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0

Все о силе тока в физике

Прежде чем выяснять, что такое сила тока и от чего она зависит, нужно дать определение электрическому току как движению заряженных частиц. Подобно автомобилям разных конструкций и оснащения, они перемещаются в прямом или обратном направлении, быстрее или медленнее. Их скорость и концентрация создают «трафик», только не на шоссе, а в проводнике.

Сила тока – физическая величина, равная отношению количества заряда к величине этого промежутка времени.

Что такое сила тока

Это физическая величина, равная количеству заряда, проходящего за единицу времени через поперечное сечение проводящего материала-проводника. Его носители могут быть как отрицательно, так и положительно заряженные.

В первом случае, это электроны или отрицательные ионы-анионы, во втором – положительные ионы-катионы или «дырки» (пустоты в кристаллической решетке полупроводника, которые ведут себя как положительно заряженные частицы).

Как возникает

Сила тока возникает из-за разности значений напряжения (или потенциалов) в начале и на конце проводника. Для поддержания разности потенциалов нужен источник энергии.

В зависимости от устойчивости показателя и направления протекания, ток бывает постоянным или переменным. Постоянный может существовать только в замкнутом контуре, в котором есть непрерывное круговое движение заряженных частиц. Например, в гальванических элементах – батарейках и аккумуляторах. В этих устройствах энергия вырабатывается благодаря химическим процессами.

Для возникновения постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц.

Постоянный ток получают не только от батареек и аккумуляторов, но и путем выпрямления переменного, в частности, производимого генераторами.

Выпрямляемым на подстанции током питаются все тяговые виды транспорта с плавной регулировкой движения (метро, троллейбусы и др.)

Работа электронной аппаратуры от сети переменного источника в квартирах осуществляется посредством дополнительных приборов: блоков питания с выпрямителями сигналов, стабилизаторов напряжения.

В чем она измеряется и как посчитать

Сила тока измеряется в амперах – обозначение А. Ампер – одна из семи основных единиц.

1А = 1Кл/c, где Кл (или С) – это кулон, единица измерения количества электрического заряда.

Сила тока обозначается символом I (согласно первой букве французского Intensite´ du courant).

Величина ее определяется по формуле I=qn Vср S cos a, где:

  • q – сумма зарядов;
  • n – концентрация частиц;
  • Vср – средняя скорость их упорядоченного движения;
  • S – площадь проводника;
  • a – угол между вектором направления движения и вектором нормали (перпендикуляра) к поверхности проводника.

Ампер – единица измерения силы электрического тока.

Для участка цепи величина I рассчитывается по формуле немецкого физика Георга Ома, открывшего в 1926 г. закон взаимосвязи между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника:

I=U/R,

  • U – напряжение (или падение напряжения, или разность потенциалов), измеряется в вольтах – обозначение В или V;
  • R – сопротивление проводника, измеряется в омах – обозначение Ом или W.

Или по формуле I=UG, где обозначение G – это проводимость или электропроводность (величина, обратная сопротивлению, измеряется в сименсах, обозначение – См или S).

Расчет для полной цепи происходит по формуле I=e/R+r, где:

  • e – ЭДС или электро-движущая сила в цепи, измеряется в вольтах;
  • R – суммарное сопротивление всех приборов, включенных в цепь;
  • r – внутреннее сопротивление источника напряжения.

Сила тока зависит от электрического напряжения (или разности потенциалов, или ЭДС). В случаях, когда rR, можно считать, что она обратно пропорциональна либо сопротивлению цепи, либо сопротивлению источника.

Закон Ома для полной цепи.

Значение I связано с показателем скорости преобразования электрической энергии – мощностью P (единицы измерения ватты -обозначение Вт или W). Для линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома, расчет P производится по формуле:

P=IU или P=I2R=U2/R.

Значение I прямо пропорционально мощности: I=P/U. В приборах большей мощности возникает ток большей силы.

Как измерить силу тока

Эту характеристику можно измерить с помощью амперметра. Прибор последовательно подключается к электрической сети (плюс к плюсу, минус к минусу). Чем ниже сопротивление амперметра, тем меньше его влияние на измерения, и тем они точнее. Если сопротивление амперметра стремится к нулю, он нейтрален и не влияет на показатели сети.

Виды амперметров

По конструкции амперметры бывают:

  • аналоговые (со стрелочной измерительной головкой);
  • цифровые (с индикатором).

Амперметр – прибор для измерения силы тока в амперах.

По способу измерения:

  1. Магнитоэлектрические, в которых отклонение чувствительной стрелки и показатели зависят от силы взаимодействия полей постоянного магнита и поля электрического тока в алюминиевой рамке, и угла поворота последней.
  2. Электромагнитные, показатели которых меняются с подвижками железного сердечника под влиянием электромагнитного поля катушки.
  3. Электродинамические, в которых отклонение стрелки связано с притяжением или отклонением подвижной катушки относительно неподвижной, соединенных последовательно или параллельно.
  4. Тепловые, в которых при нагреве электрическим током происходит изменение длины металлической нити и положения связанной с нитью измерительной стрелки.
  5. Индукционные, в которых связанный со стрелкой металлический диск отклоняется под воздействием электромагнитного поля неподвижных катушек.
  6. Детекторные, в которых магнитоэлектрический прибор соединен с выпрямителем-детектором.
  7. Термоэлектрические, которые состоят из нагревателя и магнитоэлектрического измерительного механизма.
  8. Фотоэлектрические, в которых фотоэлектрический элемент преобразует световой поток в электрический.

Магнитоэлектрические приборы определяют только силу постоянного тока, индукционные и детекторные – переменного. Фотоэлектрические высокоточные приборы работают с постоянным током и током низкой и высокой частоты.

Остальные из перечисленных подходят для разных токов.

Приборы бывают многофункциональными, т.е. действующими в разных режимах. Например, мультиметр работает и как вольтметр, и как омметр, и как мегомметр (для высоких сопротивлений).

В всех современных измерительных приборах есть переключатель диапазона чувствительности.

Правила измерения

  1. Амперметр включается в электросеть последовательно, «в разрыв цепи».
  2. При включении прибора в сеть, необходимо соблюдать полярность, присоединяя «+» прибора к «+» источника тока, а «-» к «-».
  3. Тестируемая линия при подключении должна быть обесточена. Иначе прикасание щупами прибора к проводам или контактам может вызвать короткое замыкание.
  4. При высоких напряжениях в цепь переменного тока помимо амперметра включается трансформатор или шунт, в цепь постоянного – магнитный усилитель или шунт.
  5. Тип амперметра для измерений выбирают в соответствии с типом электрического прибора или линии. Также учитывают требуемую точность показателей.

Перед подключением необходимо подробно изучить инструкцию к амперметру.

Источник: https://knigaelektrika.ru/teoriya/vse-o-sile-toka-v-fizike.html

Как рассчитать плотность тока

g84jsm9tB4S

  • Что такое плотность тока
  • Что такое электрический ток
  • В чем измеряется плотность

Плотность постоянного электрического тока можно сравнить с плотностью газа, текущего в трубе под давлением. Плотность тока равна отношению силы тока в амперах (А) к площади поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах (Поз. 1 на рисунке). От материала проводника ее значение не зависит. Сечение проводника берется по нормали (перпендикулярно) к его продольной оси.

Если, допустим, провод имеет диаметр D = 1 мм, то площадь его поперечного сечения будет S = 1/4(πD2) = 3,1415/4 = 0,785 кв. мм. Если по такому проводу течет ток I в 5 А, то его плотность j будет равна j = I/S = 5/0,785 = 6,37 А/кв. мм.

Значения плотности тока в технике

Хотя само значение плотности тока от материала проводника не зависит, в технике его выбирают, исходя из его удельного электрического сопротивления и длины провода. Дело в том, что при большой плотности тока проводник с ним нагревается, его сопротивление от этого возрастает, и потери электроэнергии в проводке или обмотке увеличиваются.

Однако, если взять провода слишком толстыми, то и вся проводка получится чрезмерно дорогой. Поэтому расчет бытовой проводки ведут, исходя из так называемой экономической плотности тока, при которой общие долговременные расходы на электросеть минимальны.

Для квартирной проводки, провода в которой не очень длинные, берут значение экономической плотности в пределах 6-15 А/кв. мм. в зависимости от длины проводов. Медный провод диаметром 1,78 мм (2,5 кв. мм) в ПВХ изоляции, замурованный под штукатурку, выдержит и 30, и даже 50 ампер. Но при потребляемой квартирой мощности в 5 кВт плотность ток в нем будет (5000/220) = 23 А, а его плотность в проводке – 9,2 А/кв. мм.

Экономическая плотность тока в линиях электропередач много ниже, в пределах 1-3,4 А/кв. мм. В электрических машинах и трансформаторах промышленной частоты 50/60 Гц – от 1 до 10 А/кв. мм. В последнем случае ее вычисляют, исходя из допустимого нагрева обмоток и величины электрических потерь.

О плотности тока высокой частоты

Плотность тока высоких частот (теле и радиосигналы, например) рассчитывают с учетом так называемого скин-эффекта (skin – по-английски «кожа»). Суть его в том, что электромагнитное поле оттесняет ток к поверхности провода, поэтому для получения нужной его плотности приходится брать диаметр провода больше, а чтобы не тратить лишней меди, делать его пустотелым, в виде трубки.

Источник: https://pechi-sibiri.ru/kak-rasschitat-plotnost-toka/

Определение мощности электрического тока: обозначение и единицы измерения — Искра Газ

Общее понятие

Электрическое напряжение определяется как отношение работы поля по переброске пробного заряда из одной заданной точки в другую к размеру потенциала.

При дислокации единичного резерва выполняется работа, которая равняется напряжению на искомом участке.

Общая мощность получают умножением работы электрического поля для единичного заряда на число потенциалов за определенную единицу времени.

В переменной электрической цепи выделяется 3 вида мощности:

  • активный P;
  • реактивный Q;
  • полного типа S.

В цепи переменного электричества формула для расчета постоянного тока применяется только для вычисления мгновенной мощности. Этот показатель претерпевает изменения во времени и почти не имеет практического смысла для всех остальных расчетов.

Среднезначимый показатель мощности требует временной интеграции. Мгновенная мощность объединяется в течение определенного промежутка для расчета величины в магистрали с периодическим изменением силы переменного потока и синусоидального напряжения.

Применяется концепция комплексных чисел для связывания всех трех видов мощности.

Это понятие обозначает, что в переменной цепи нагрузка выражается подобным числом так, что активная разновидность представляется действительной составляющей.

Реактивный показатель выступает мнимым показателем, а полная мощность показывается в форме модуля. В этих расчетах принимает участие угол сдвига фаз φ, который является аргументом баланса мощностей в цепи переменного тока.

Активная мощность

Активная скорость преобразования выражается также через взаимное отношение силы потока, напряжения к значению активной составляющей сопротивления. В магистрали синусоидального и несинусоидального движения электронов активная нагрузка приравнивается к сумме аналогичных значений на отдельных участках.

Для определения среднего периодического размера используется активная мощность переменного тока, формула расчета P = U . I . cos φ (косинус), где:

  1. U — мощность.
  2. I — сила потока.
  3. φ — угол смещения фаз.

Средний показатель мгновенной скорости преобразования в однофазной цепи берется в виде среднеквадратичного значения тока и напряжения с определенным углом сдвига.

В цепях несинусоидального электричества мощность приравнивается к сумме соответствующих показателей отдельных перемещений.

С помощью активной мощности характеризуется интенсивность необратимого видоизменения электроэнергии в другие разновидности, например, электромагнитную или тепловую.

Проходящая мощность используется в качестве активной в концепции длинных магистралей для анализа электромагнитных течений, протяженность которых сопоставляется с размерностью волны.

Искомое значение рассчитывается как разница между понижающейся и отражающейся мощностями.

От свойств коэффициента углового смещения зависят полученные показатели отрицательной или положительной нагрузки активного типа.

Реактивная характеристика

Для обозначения применяется дополнительно единица вольт-ампер реактивный (вар). В русских аналогах используется вар, а международные специалисты применяют var. В РФ единица допускается для электротехнических расчетов в форме внесистемного значения.

Нахождение производится по формуле P = U . I . sin φ (синус), где:

  1. U — среднеквадратичная мощность.
  2. I — среднеквадратичная сила потока.
  3. φ — угол фазного смещения, значения синуса, определяются по таблицам.

При диапазоне показателя от 0 до 90º (ток отстает от напряжения, а нагрузка носит активно-индуктивный вид) синус φ будет иметь положительное значение.

При угловом сдвиге от 0 до -90º (поток электронов опережает нагрузку, мощность отличается активно-емкостным свойством) константа всегда показывает отрицательный знак.

Реактивная мощность характеризует напряженность, которая возникает в электромеханических приборах и цепях при изменении энергетических волн поля в магистрали переменного синусоидального потока.

В физическом смысле реактивная нагрузка показывает энергию, которая перекачивается от источника тока на конденсаторы, индукторы, двигательные обмотки, а впоследствии возвращается к источнику за один колебательный период. Реактивная мощность не принимает участия в работе электротока. В случае положительной характеристики устройство потребляет, а нагрузка с отрицательным знаком говорит о производстве энергии.

Это обстоятельство рассматривается в условном контексте, т. к. почти все энергопотребляющие приборы, например, двигатели асинхронной работы, а также полезная нагрузка, подаваемая через трансформатор, относятся к активно-индуктивным видам.

Синхронные двигатели электростанций одновременно производят и потребляют энергию в зависимости от максимальной величины электротока возбуждения в роторных обмотках.

Эта особенность применяется для координации уровня нагрузки в магистрали в электротехнике.

С помощью современных преобразователей производится компенсация реактивной нагрузки во избежание перегрузок и для увеличения коэффициента мощности электроустановок. Приборы более точно оценивают размер энергии, которая поступает в обратном направлении от индуктора к источнику переменного тока.

Полная нагрузка

Показатель используется в физике для описания потребляемой мощности, которая прилагается к подводящим агрегатам электросети с использованием резисторов. Суммируются параметры ЭДС распределительных щитков, кабелей, проводов, ЛЭП, трансформаторов.

Полную нагрузку можно рассчитать по формуле S = U . I, где:

  1. S — параметр полной нагрузки (В/а).
  2. U — расчетная нагрузка в генераторе.
  3. I — комплексный показатель силы тока в сочетании с обмоточным значением.

Параметр темпа преобразований зависит от характеристик применяемого тока, а не от свойств фактически использованной нагрузки. По этой причине полная мощность распределительных электрощитов и трансформаторных агрегатов измеряется в вольт-амперах, а значение ватт к ней не применяется.

Работа в различных условиях

Модуль комплексного показателя интенсивности передвижения равняется показателю полной нагрузки. Действительная составляющая часть приравнивается к активной силе, а мнимая считается реактивным видом. Имеет место положительный или отрицательный знак, что зависит от интенсивности загруженности цепи. Комплексная мощность должна соответствовать сопряженному электрическому сопротивлению. Положительная нагрузка характеризуется соотношением Р > 0, а знак минус проявляется в случае Р < 0.

Измерение мощностных характеристик переменного потока электронов проводится при пропускании равного по значению тока по фазным проводникам. Показатели силы течения заряженных частиц с применением нулевого проводника имеют ничтожную размерность.

Равномерная или симметричная фазовая нагрузка в трехфазной магистрали зависит от величины протекающих токов. Неравномерная или несимметричная нагрузка зависит от прохождения потока по нейтральным или нулевым кабелям.

Общий мощностной уровень находится суммированием.

Если присутствует фазовый сдвиг между напряжением и силой тока, то он совпадает с углом смещения между векторными радиусами показателей электротока.

В условиях переменного напряжения совпадение векторных радиусов тока и вольтажа отмечается только при отсутствии в цепи конденсаторов и катушек индукции. Установка индукторов не мешает совпадению фазных значений.

При этом происходит векторное вращение равной интенсивности. График смещения внутреннего угла остается постоянным.

Если в магистрали происходит сдвиг напряжения и переменного тока, то мощностные показатели представляются значением с отрицательным знаком, так как калькулятор перемножает положительные и отрицательные величины.

Продолжительность периодов зависит от уровня смещения фаз. При этом длительность отрицательных нагрузок определяет характеристики сдвига. При расчетах используются показатели сопротивления, которые знакомы из физического закона Ома.

Коэффициент скорости преобразования

Мощностной коэффициент является показателем потребления тока при присутствии реактивного компонента и искажающей нагрузки. Значение коэффициента отличается от понятия косинуса сдвигаемого угла. Второе понятие характеризуется смещением протекающего переменного тока, напряжения и используется только при синусоидальном токе и силе равного значения.

Коэффициент равняется отношению расходуемой нагрузки к ее полному значению. При этом работа совершается за счет активного вида преобразования. При синусоидальном токе и вольтаже полная нагрузка находится в виде суммы реактивной и активной форм.

Активная нагрузка приравнивается к усредненному произведению силы тока и напряжения и не может быть выше произведения аналогичных среднеквадратических размерностей.

Мощностной коэффициент показывается в диапазоне от 0 до 1 или ставится в процентах от 0 до 100.

При математическом расчете числовой множитель интерпретируется в качестве косинуса угла между токовыми векторами и направлением приложения вольтажа.

Поэтому при синусоидальных характеристиках размерность коэффициента может совпадать с косинусом угла.

Если применяется только синусоидальный вольтаж, а ток используется несинусоидальный с нагрузкой без реактивного компонента, то числовой переходник равняется части нагрузки при первых искажениях потребительского тока.

Если реактивный элемент присутствует в нагрузке, то, помимо мощностного коэффициента, указывается характер работы (емкостно-активный или индуктивно-активный). Коэффициент в этих случаях отличается и является отстающим или опережающим значением.

Практическое применение и коррекция

Если к розетке с синусоидальным напряжением 50 Гц и 230 В подсоединить нагрузку с опережением или отставанием тока от напряжения на какую-то угловую величину, то на активной внутренней катушке будет создаваться увеличенная мощность. Это значит, что при работе в таких условиях выделяется много тепла, и электростанция отводит его в увеличенном количестве, по сравнению с применением активной нагрузки.

Источник: https://istra-gaz.ru/drugoe/opredelenie-moshhnosti-elektricheskogo-toka-oboznachenie-i-edinitsy-izmereniya.html

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Каким образом можно получить переменный ток
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрогенератор