Сила тока измерение: Сила тока. Амперметр

Содержание

Сила тока в физике — что это такое?

Электрический ток

По проводам течет электрический ток. Причем он именно «течет», практически как вода. Представим, что вы — счастливый фермер, который решил полить свой огород из шланга. Вы чуть-чуть приоткрыли кран, и вода сразу же побежала по шлангу. Медленно, но все-таки побежала.

Сила струи очень слабая. Потом вы решили, что напор нужен побольше и открыли кран на полную катушку. В результате струя хлынет с такой силой, что ни один помидор не останется без внимания, хотя в обоих случаях диаметр шланга одинаков.

А теперь представьте, что вы наполняете два ведра из двух шлангов. У зеленого напор сильнее, у желтого — слабее. Быстрее наполнится то ведро, в которое льется вода из шланга с сильным напором. Все дело в том, что объем воды за равный промежуток времени из двух разных шлангов тоже разный. Иными словами, из зеленого шланга количество молекул воды выбежит намного больше, чем из желтого за равный период времени.

Если мы возьмем проводник с током, то будет происходить то же самое: заряженные частицы будут двигаться по проводнику, как и молекулы воды. Если больше заряженных частиц будет двигаться по проводнику, то «напор» тоже увеличится.

Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Сила тока

Сразу возникает потребность в величине, которой мы будем «напор» электрического тока измерять. Такая, чтобы она зависела от количества частиц, которые протекают по проводнику.

Сила тока — это физическая величина, которая показывает, какой заряд прошел через проводник за единицу времени.

Как обозначается сила тока?

Сила тока обозначается буквой I

Сила тока

I = q/t

I — сила тока [A]

q — заряд [Кл]

t — время [с]

Сила тока измеряется в амперах. Единица измерения выбрана не просто так.

Во-первых, она названа в честь физика Андре-Мари Ампера, который занимался изучением электрических явлений. А во-вторых, единица этой величины выбрана на основе явления взаимодействия двух проводников.

Здесь аналогии с водопроводом провести, увы, не получится. Шланги с водой не притягиваются и не отталкиваются вблизи друг друга (а жаль, было бы забавно).

Когда ток проходит по двум параллельным проводникам в одном направлении, проводники притягиваются. А когда в противоположном направлении (по этим же проводникам) — отталкиваются.

За единицу силы тока 1 А принимают силу тока, при которой два параллельных проводника длиной 1 м, расположенные на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме, взаимодействуют с силой 0,0000002 Н.

Задача

Найти силу тока в цепи, если за 2 секунды в ней проходит заряд, равный 300 мКл.

Решение:

Возьмем формулу силы тока

I = q/t

Подставим значения

I = 300 мКл / 2 с = 150 мА

Ответ: сила тока в цепи равна 150 мА

Чтобы хорошо запомнить теорию, нужно много практики. Классический курс по физике для 10 класса в онлайн-школе Skysmart — отличная возможность попрактиковаться в решении задач.

Проводники и диэлектрики

Некоторые делят мир на черное и белое, а мы — на проводники и диэлектрики.

Проводники — это материалы, которые проводят электрический ток. Самыми лучшими проводниками являются металлы.
Диэлектрики — материалы, которые не проводят электрический ток. Изи!

Проводники	Диэлектрики
Медь, железо, алюминий, олово, свинец, золото, серебро, хром, никель, вольфрам	Воздух, дистиллированная вода, поливинилхлорид, янтарь, стекло, резина, полиэтилен, полипропилен, полиамид, сухое дерево, каучук

То, что диэлектрик не проводит электрический ток, не значит, что он не может накапливать заряд. Накопление заряда не зависит от возможности его передавать.

Бесплатные занятия по английскому с носителем

Занимайтесь по 15 минут в день. Осваивайте английскую грамматику и лексику. Сделайте язык частью жизни.

Направление тока

Раньше в учебниках по физике писали так: когда-то давно решили, что ток направлен от плюса к минуса, а потом узнали, что по проводам текут электроны. Но электроны эти — отрицательные, а значит к минусу идти не могут. Но раз уже условились о направлении, поэтому оставим, как есть. Вопрос тогда возникал у всех: почему нельзя поменять направление тока? Но ответ так никто и не получил.

Сейчас пишут немного иначе: положительные частицы текут по проводнику от плюса к минусу, туда и направлен ток. Здесь вопросов ни у кого не возникает.

Так и какая версия верна?

На самом деле, обе. Носители заряда в каждом типе материала разные. В металлах — это электроны, в электролитах — ионы. У каждого типа частиц свои знаки и потребность в том, чтобы бежать к противоположно заряженному полюса источника тока.

Не будем же мы для каждого типа материала выбирать направление тока, чтобы решить задачу! Поэтому принято направлять ток от плюса к минусу. В большинстве задач школьного курса направление тока роли не играет, но есть то самое коварное меньшинство, где этот момент будет очень важным. Поэтому запомните —

направляем ток от плюса к минусу.

Источник тока

Вода в шланге берется из водопровода, ключа с водой в земле — в общем, не из ниоткуда. Электрический ток тоже имеет свой источник.

В качестве источника может выступить, например, гальванический элемент (привычная батарейка). Батарейка работает на основе химических реакций внутри нее. Эти реакции выделяют энергию, которая потом передается электрической цепи.

У любого источника обязательно есть полюса — «плюс» и «минус». Полюса — это его крайние положения. По сути клеммы, к которым присоединяется электрическая цепь. Собственно, ток как раз течет от «+» к «-».

Амперметр

Мы знаем, куда ток направлен, в чем измеряется сила тока, как ее вычислить, зная заряд и время, за которое этот заряд прошел. Осталось только измерить.

Прибор для измерения силы тока называется амперметр. Его включают в электрическую цепь последовательно с тем проводником, в котором ток измеряют.

Амперметры бывают очень разными по принципу действия: электромагнитные, магнитоэлектрические, электродинамические, тепловые и индукционные — и это только самые распространенные.

Мы рассмотрим только принцип действия теплового амперметра, потому что для понимания принципа действия других устройств необходимо знать, что такое магнитное поле и катушки.

Тепловой амперметр основан на свойстве тока нагревать провода. Устроен так: к двум неподвижным зажимам присоединена тонкая проволока. Эта тонкая проволока оттянута вниз шелковой нитью, связанной с пружиной. По пути эта нить петлей охватывает неподвижную ось, на которой закреплена стрелка. Измеряемый ток подводится к неподвижным зажимам и проходит через проволоку (на рисунке стрелками показан путь тока).

Под действием тока проволока немного нагреется, из-за чего удлинится, вследствие этого шелковая нить, прикрепленная к проволоке, оттянется пружиной. Движение нити повернет ось, а значит и стрелку. Стрелка покажет величину измерения.

Единица измерения силы тока, теория и онлайн калькуляторы

Определение

Сила тока

является количественной характеристикой тока. Силу тока ($I$) определяют как заряд ($\Delta q$), проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени:

\[I=\frac{\Delta q}{\Delta t}\left(1\right). \]

Это алгебраическая величина. Не смотря на то, что величину $I$ называют силой, в общепринятом понимании она силой не является. Мгновенное значение силы тока находят как:

\[I=\frac{dq}{dt}\left(2\right).\]

Ампер — единица измерения силы тока в Международной системе единиц

В системе СИ единицей измерения силы тока является ампер. Его обозначают буквой А. Один ампер — это сила такого постоянного электрического тока, при котором через поперечное сечение проводника за одну секунду проходит заряд, равный одному кулону:

\[1А=\frac{1\ Кл}{1\ с}.\]

Ампер (единица измерения силы тока) — это одна из семи основных единиц системы СИ. Еще в 1948 году в качестве определения единицы силы тока было принять явление взаимодействия пары параллельных проводников, по которым текут токи. Мы помним, что когда по двум параллельным проводникам текут токи, имеющие одинаковые направления, то они притягиваются, если токи противоположно направлены, то проводники отталкиваются, возникает сила Ампера.

{-6}А;;килоампер\ 1кА=1000\ А.$

Единицы измерения силы тока в других системах единиц

В системе единиц, которая является расширением СГС и называется СГСМ (абсолютная электромагнитная система сантиметр, грамм, секунда), био (абампер) — единица измерения силы тока.

Один био (абампер) — это ток такой силы, который создает силу Ампера, равную 2 динам на каждый сантиметр длины проводника, которая возникает между двумя тонкими, длинными параллельными проводниками, расположенными на расстоянии 1 см, по которым текут токи.

\[1\ био=10\ А.\]

Силу тока (био) в системе СГСМ назвали в честь французского ученого Ж.Б Био. Иногда в системе СГСМ единицу измерения тока не именуют и называют просто единицей измерения тока СГСМ (эта единица эквивалентна единице био и абамперу(абА)).

В другом расширении системы СГС, системе СГСЭ (абсолютной электростатической системе сантиметр, грамм, секунда), статампер — единица измерения силы тока. Определяют статампер (статА) как силу тока, при которой за время равное одной секунде через поперечное сечение проводника проходит заряд в 1статкулон.

\[1\ А=2997924536,843\ статА.\]

Примеры задач с решением

Пример 1

Задание. Какой была средняя величина силы тока ($\left\langle I\right\rangle $), если конденсатор емкостью $C=100мкФ$ зарядили до напряжения $U=500$В за время $\Delta t=$0,5 с? В каких единицах будет измеряться полученная сила тока?\textit{}

Решение. Среднюю величину силы тока определим как:

\[\left\langle I\right\rangle =\frac{\Delta q}{\Delta t}\left(1.1\right).\]

Заряд, который получил конденсатор, найдем как:

\[\Delta q=C\cdot U\left(1.2\right).\]

Тогда выражение (1.1) преобразуем к виду:

\[\left\langle I\right\rangle =\frac{C\cdot U}{\Delta t}\ \left(1.3\right).\]

Определим, какие единицы получаются у нас в правой части выражения (1.3):

\[\left[I\right]=\left[\frac{C\cdot U}{\Delta t}\right]=\frac{\left[C\right]\left[U\right]}{\left[\Delta t\right]}=\frac{Ф\cdot В}{с}=\frac{Кл\cdot В}{с\cdot В}=\frac{А\cdot с}{с}=А. {-2}(А)\]

Ответ. $I=20 мА$

Читать дальше: единица измерения силы.

236

проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности

Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!

Как измерить ток | Hioki

Зачем нужно измерять ток? Причины, методы и меры предосторожности

Обзор

Вы не можете увидеть электрический ток своими глазами. Следовательно, для измерения таких свойств, как ток, необходимы специально разработанные измерительные приборы. Но зачем вообще нужно измерять ток? И как это достигается?

На этой странице подробно описаны причины измерения тока и методы использования соответствующих приборов.

Необходимость измерения тока

Электронные устройства чрезвычайно чувствительны и точны. Следовательно, многие устройства необходимо регулярно проверять, и обслуживание является ключевым фактором. Если бы не было измерительных приборов, было бы трудно точно определить проблемы во время обслуживания и поломки оборудования. По этой причине измерение тока является важной частью технического обслуживания электронных устройств и выявления причин неисправностей и отказов.

Существует ряд измерительных приборов, которые можно использовать для измерения силы тока. Наиболее часто используются следующие три:

Цифровые мультиметры
Датчики тока
Токоизмерительные клещи

Каждый из этих приборов можно использовать для измерения тока. Важно выбрать лучший инструмент для вашего приложения.

На этой странице объясняется, как измерять ток с помощью каждого типа прибора.

Как измерить ток с помощью цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр — это прибор, обеспечивающий основные функции измерения электрических цепей, от силы тока до напряжения и сопротивления. Доступны различные типы, от больших моделей до карточных устройств, и они используются в различных сценариях измерения электроэнергии.

Большинство цифровых мультиметров имеют поворотный переключатель для изменения функций, поэтому первым шагом является настройка прибора на текущую функцию.

Затем подключите черную (отрицательную) клемму измерительных проводов к «COM», а красную (положительную) клемму к «A». При подключении измерительных проводов к цепи подсоедините черный провод к отрицательной стороне источника питания, а красный провод к стороне нагрузки, чтобы прибор был последовательно подключен к цепи.

Необходимо соблюдать осторожность, так как подача напряжения, когда измерительный провод вставлен в клемму «А», может повредить цифровой мультиметр. Следовательно, хорошей практикой является отключение питания измеряемой цепи, чтобы случайно не подать напряжение. Затем подключите ток последовательно с измерительными клеммами и снова включите питание.

Как измерять ток с помощью токового пробника

Токовый пробник — это инструмент, который позволяет прибору, например осциллографу, измерять формы тока путем преобразования тока в напряжение. Они полезны в широком диапазоне сценариев измерения тока, поскольку позволяют наблюдать за сигналом снаружи изоляции (без разрезания кабеля или другого проводника) и поскольку они могут выдерживать токи различной величины.

Доступны следующие шесть типов токоизмерительных датчиков, которые следует выбирать в соответствии с применением.

Тип ТТ

Эти датчики тока предназначены исключительно для измерения переменного тока. Они сравнительно недороги и не требуют источника питания, хотя их нельзя использовать для измерения постоянного тока.

Датчик Холла

Эти датчики тока могут использоваться для измерения переменного и постоянного тока. Они недороги, но имеют недостатки, в том числе сравнительно низкую точность и дрейф, вызванный температурой и временем, что делает их плохо подходящими для приложений, в которых ток должен измеряться в течение длительного периода времени.

Тип Rogowski

Эти датчики измеряют ток путем преобразования напряжения, индуцируемого в катушке с воздушным сердечником переменным магнитным полем, которое возникает вокруг измеряемого тока. Они недороги и могут измерять большие токи, поскольку отсутствие магнитного сердечника устраняет проблему магнитного насыщения. Кроме того, они не страдают от недостатка магнитных потерь. Однако они чувствительны к воздействию шума и поэтому плохо подходят для высокоточных измерений. Кроме того, у них есть недостаток, заключающийся в том, что они не могут измерять постоянные токи из-за принципа их действия.

Датчик переменного тока с нулевым потоком

Эти преобразователи улучшают характеристики преобразователей типа CT в низкочастотном диапазоне. Благодаря малой фазовой ошибке они могут выполнять измерения в широкой полосе частот, что делает их хорошо подходящими для измерения мощности. Однако они используют метод ТТ и поэтому не могут измерять постоянные токи.

Тип AC/DC с нулевым потоком (с датчиком Холла)

Эти датчики сочетают в себе метод ТТ с элементом Холла, что позволяет им измерять как постоянный, так и переменный ток.

Тип AC/DC с нулевым потоком (феррозондовый датчик)

Эти датчики сочетают в себе метод CT с элементом FG (феррозонд), что позволяет им измерять как постоянный, так и переменный ток.
Поскольку благодаря своему принципу работы феррозонд имеет чрезвычайно малый дрейф смещения в широком диапазоне температур, он может обеспечивать исключительно точные и стабильные измерения, что делает этот тип датчика тока идеальным для сопряжения с высокоточными измерителями мощности для бескомпромиссной точности

Как измерить ток токоизмерительными клещами

Для измерения тока токоизмерительными клещами сначала установите поворотный переключатель в положение «А». Затем выполните регулировку нуля и зажмите губки поперек троса. Поскольку токоизмерительные клещи могут измерять ток, просто закрепляя их на кабеле, их также можно использовать для проверки значений тока без отключения цепей. В этих приборах используется тот факт, что магнитное поле, возникающее при протекании тока, пропорционально величине тока; измеряя это поле, можно измерить ток.

Если токоизмерительные клещи зажать вокруг двух проводов туда и обратно, магнитные поля будут компенсировать друг друга. Необходимо избегать зажима счетчика вокруг таких пар проводов, за исключением случаев измерения тока утечки.

Поскольку магнитное поле увеличивается пропорционально количеству витков катушки в том же направлении вокруг сердечника зажима, точность можно повысить, добавив витки к инструменту для усиления магнитного поля.

Выбор лучшего прибора для вашего приложения

Измерительные инструменты необходимы для измерения таких свойств, как сила тока, для поддержания и выявления неисправностей в точных, чувствительных электронных приборах. Для измерения тока часто используются такие инструменты, как цифровые мультиметры, токовые пробники и токоизмерительные клещи. Почему бы не попробовать использовать для измерения тока прибор, соответствующий вашим требованиям и целям?

Применение

Как использовать

Сопутствующие товары

Датчик переменного/постоянного тока CT6904A
LOGGER LORGER LR5051
Цифровой мультиметр DT4282
AC/DC METER METER CM4375-50
Текущий зонд CT6711
Качество электроэнергии. использовать цифровой мультиметр. Обзор преимуществ и недостатков
Что такое электрический ток? Что такое электрический ток? Разница между напряжением и током, разные виды тока и методы измерения тока
Как пользоваться токоизмерительными клещами Готовы учиться? Советы по использованию токоизмерительных клещей, соответствующие меры предосторожности и многое другое
Как пользоваться токоизмерительными пробниками Узнайте больше о том, как пользоваться токоизмерительными пробниками. Обзор основных методов и мер предосторожности

Статья о токе+измерении из The Free Dictionary

Ток+измерение | Статья о текущем+измерении от The Free Dictionary

Ток+измерение | Статья о токе+измерении от The Free Dictionary

Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.

Возможно, Вы имели в виду:

Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:

текущий измерение

Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:

Не можете найти то, что ищете? Попробуйте выполнить поиск по сайту Google или помогите нам улучшить его, отправив свое определение.

Сила тока измерение: Сила тока. Амперметр — урок. Физика, 8 класс.