Что такое напряжение | Самое простое объяснение
Что такое напряжение в электронике и электротехнике? Как его можно трактовать? Обо всем этом мы как раз и поговорим в нашей статье.
Напряжение с точки зрения гидравлики
Все вы видели и представляете, как выглядит водонапорная башня или просто водобашня. Грубо говоря, это большой высокий “бокал”, заполненный водой.
Так вот, представим себе, что башня доверху наполнена водой. Получается, в данный момент на дне башни ого-го какое давление!
А что, если слить из башни воду хотя бы наполовину? Давление на дно башни уменьшится вдвое. А давайте-ка нальем в пустую башню одно ведро воды! Давление на дно башни будет мизерное.
Представьте такую ситуацию. У нас есть водонос, а шланг мы закупорили пробкой.
Вода вроде бы готова бежать, но бежать то некуда! Пробка туго закупоривает шланг. Но на саму пробку сейчас оказывается давление, которое создает насосная станция.
Все то же самое можно сказать и про водобашню. Здесь давление на дно создается уже гравитационной силой. Как я уже говорил, давление на дне башни зависит от того, сколько воды в башне в данный момент. Если башня наполнена водой под завязку, то и давление на дне башни будет большое, и наоборот.
А теперь представьте себе какое давление на дне океана, особенно в Марианской впадине! Что можно сказать про давление в этих двух случаях? Оно вроде как есть, но молекулы воды стоят на месте и никуда не двигаются. Запомните этот момент. Давление есть, а движухи – нет.
Электрическое напряжение
Это давление на дно и есть то самое напряжение (по аналогии с гидравликой).
В данном случае, дно башни – это ноль, начальный уровень отсчёта. За начальный уровень отсчёта в электронике берут вывод батарейки или аккумулятора со знаком “минус”. Можно даже сказать, что уровень “воды в башне” у 12-вольтового автомобильного аккумулятора выше, чем уровень воды 1,5 Вольтовой пальчиковой батарейки.
Так вот, по аналогии с электроникой, это давление называется напряжением. Например, вы, наверное, не раз слышали такое выражение, типа “блок питания может выдать от 0 и до 30 Вольт”. Или говоря детским языком, создать “электрическое давление” на своих клеммах (отметил на фото) от 0 и до 30 Вольт. Нулевой уровень, откуда идет отсчет электрического давления, обозначается минусом.
Электрическое напряжение – это еще не значит, что в электрической цепи течет электрический ток. Для того, чтобы появился электрический ток, электроны должны двигаться в одном направлении, а они в данный момент тупо стоят на месте. А раз нет движения электронов, то и нет электрического тока.
С точки зрения электроники, на одном щупе блока питания есть давление, а на другом его нет. То есть это земля, на которой стоит башня, если провести аналогию с гидравликой. Поэтому, положительный щуп блока питания да и вообще всех приборов стараются сделать красным, мол типа берегитесь, здесь высокое давление! А отрицательный щуп – черным или синим.
В электронике, чтобы указать, на каком выводе больше ” электрическое давление”, а на каком меньше проставляют два знака: плюс и минус, соответственно положительный и отрицательный. На плюсе избыточное “давление”, а на минусе – ноль.
Поэтому, если замкнуть эти два вывода между собой, электрический ток устремится от плюса к минусу, но напрямую этого делать крайне не рекомендуется, так как это уже будет называться коротким замыканием.
Формула напряжения
В физике есть формула, хотя практического применения она не имеет. Официальная формула записывается так.
формула напряжениягде
A – это работа электрического поля по перемещению заряда по участку цепи, Джоули
q – заряд, Кулон
U – напряжение на участке электрической цепи, Вольты
На практике напряжение на участке цепи выводится через закон Ома.
где
I – сила тока, Амперы
R – сопротивление, Омы
Напряжение тока – что это означает?
Этот термин очень часто можно услышать в разговорной речи. Ток, в данном случае, это электрический ток. Получается, напряжение тока – это напряжение электрического тока. Просто у нас так сокращают. Как я уже говорил выше, ток бывает переменным и постоянным. Постоянный ток и постоянное напряжение – это синонимы, как и переменный ток и переменное напряжение. Получается фраза “напряжение тока” говорит нам о том, какое напряжение между двумя точками или проводами в электрической цепи.
Например, на вопрос “какое напряжение тока в розетке” вы можете смело ответить: переменный ток 220 Вольт”, а на вопрос “какое напряжение тока тока у автомобильного аккумулятора”, вы можете ответить “12 Вольт постоянного тока”. Так что не стоит пугаться).
Постоянное и переменное напряжение
Напряжение бывает бывает постоянным и переменным.
В разговорной речи часто можно услышать “постоянный ток” и “переменный ток. Постоянный ток и постоянное напряжение – это синонимы, то же что и переменный ток и переменное напряжение.
На примере выше мы с вами рассмотрели постоянное напряжение. То есть давление воды на дно башни в течение времени постоянно. Пока в башне есть вода, она оказывает давление на дно башни. Вроде бы все элементарно и просто. Но какое же напряжение называют переменным?
Все любят качаться на качелях:
Сначала вы летите в одном направлении, потом происходит торможение, а потом уже летите обратно спиной и весь процесс снова повторяется. Переменное напряжение ведёт себя точно так же. Сначала “электрическое давление” давит в одну сторону, потом происходит процесс торможения, потом оно давит в другую сторону, снова происходит торможение и весь процесс снова повторяется, как на качелях.
Тяжко для понимания? Тогда вот вам еще один пример из знаменитой книжки “Первые шаги в электронике” Шишкова.
то в другую:
переменное напряжениеТак же ведут себя и электроны. В вашей домашней сети 220 В они колеблются 50 раз в секунду. Туда-сюда, туда-сюда. Столько-то колебаний в секунду называется Герцем. В литературе пишется просто “Гц”. Тогда получается, что колебание напряжения в наших розетках 50 Гц, а в Америке 60 Гц. Это связано со скоростью вращения генератора на электростанциях. В разговорной речи постоянное напряжение называют “постоянкой”, а переменное – “переменкой”.
Осциллограммы постоянного и переменного напряжения
Давайте рассмотрим, как выглядит переменное и постоянное напряжение на экране осциллографа. Как вы знаете, осциллограф показывает изменение напряжения во времени. Если на щуп осциллографа не подавать никакое напряжение, то на осциллограмме мы увидим простую прямую линию на нулевом уровне по оси Y.
Давайте подадим постоянное напряжение. Как вы могли заметить, осциллограмма постоянного напряжения – это также прямая линия, параллельная оси времени. Это говорит нам о том, что с течением времени значение постоянного напряжение не меняется, о чем нам лишний раз доказывает осциллограмма.
А вот так выглядит осциллограмма переменного напряжения. Как вы видите, напряжение со временем меняет свое значение. То оно больше нуля, то оно меньше нуля.
осциллограмма переменного напряженияПро параметры переменного напряжения можете прочитать в этой статье.
Также отличное объяснение темы можно посмотреть в этом видео.
Похожие статьи по теме
220 Вольт
Делитель напряжения
Как получить нестандартное напряжение
Как измерить ток и напряжение мультиметром?
Электрическое напряжение: объяснение простыми словами
Электрическое напряжение: объяснение простыми словами
Электрическим напряжением обозначается физическая величина, равная разности потенциалов между двумя точками электрического поля при перемещении единичного заряда.
Для простых пользователь такое обозначение не всегда понятно. Поэтому в этой статье мы попытаемся простым, доступным языком рассказать, что собой представляет электрическое напряжение, как оно измеряется и для чего это нужно.
Что такое разность потенциалов?
Для начала проанализируем рисунок:
В первой бутылке вода находится на уровне 300 мм, а во второй – на отметке 150 мм. Разница между уровнями воды в обоих емкостях составляет 150 мм. Если рассматривать это с точки зрения науки об электричестве, это и есть разность потенциалов.
Однако, что будет, если соединить обе бутылки шлангом, а внутрь поместить обычный пластиковый шарик?
Из школьного урока физики о принципе соединяющихся сосудах знаем, что из бутылки, где уровень воды больше, жидкость постепенно перетечет в бутылку с более низким уровнем. Под воздействием потока воды шарик внутри соединяющего шланга будет перемещаться. Процесс перетекания завершится после того, как в обоих бутылках уровень жидкости уравновесится, станет одинаковым.
Иными словами, в ситуации, когда в соединенных между собой емкостях уровень жидкости станет одинаковым, результатом разности потенциалов станет ноль. Шарик останется на месте за счет электродвижущей силы, которая, по итогам эксперимента, равна нулю.
Что такое электродвижущая сила?
Аналогично напряжению, единицей измерения электродвижущей силы (ЭДС) является Вольт.
Для проведения следующего эксперимента понадобится вольтметр (прибор, измеряющий вольты) и обычная батарейка.
При исходном замере прибор покажет 1.5 В (Вольта). Однако это не является напряжением – значение указывает на величину электродвижущей силы.
На следующем этапе эксперимента к батарейке подключаются две лампочки. А напряжение измеряется в разных участках электроцепи.
Внимание следует уделить следующим показателям: напряжение для одной лампочки составляет 1 Вольт, для другой же это значение 0.3 Вольта.
Напряжение в используемых нами осветительных устройствах напрямую зависит от их мощности, измеряемой в Ваттах.
Мощность=Напряжение*ток (Р=U*I)
Из этого следует, что чем больше будет значение мощности лампы, тем большее напряжение будет на ней.
Однако, как же получается: если мощность батарейки 1.5 Вольта, к которой подключены лампочки, разделена на 1 Вольт и 0.3 Вольта, куда направились еще 0.2 Вольта? Дело в том, что каждая батарейка наделена своим внутренним сопротивлением, поэтому недостающие 0.2 Вольта были направлены именно сюда.
Резюме
Электродвижущей силой определена физическая величина, характеризующая в источниках тока работу сторонних силовых ресурсов. Посредством электродвижущей силы мы можем определять, как переносится заряд от источника тока по всей электрической цепи. Напряжение показывает этот процесс лишь на отдельном участке этой цепи. Если проще: напряжение – это внешнее силовое воздействие, способствующее перемещению шарика в шланге, соединяющим сосуды из выше приведенного примера.
В электричестве напряжение обозначено силой, которая обеспечивает перемещение электронов между атомами.
Рассмотрим еще один пример
Представьте, что вам по силам будет поднять камень, вес которого составляет 40 кг. Это означает, что вы обладаете подъемной силой, равной 40 кг – в электричестве это обозначается как электродвижущая сила. Вы следуете и на своем пути вам попадается камень весом 20 кг. Вы его также берете и переносите на расстояние 10 метров. Для осуществления этого действия вам понадобилось определенное количество энергии, что в электричестве представляется как напряжение. Далее вам попадается камень весом в 30 кг. Следовательно, для его переноса из одного места в другое вам понадобится больше энергии, чем для камня, масса которого не превышала 20 кг. Однако подъемная сила (в электричестве ЭДС), независимо от веса переносимого вами камня, остается всегда одинаковой. При этом, вес камня определяет количество энергии, которая тратится на проведение этого действия (в электричестве это обозначено напряжением).
Таким образом, на каждом отрезке вашего пути вы будете испытывать разное напряжение в зависимости от веса камня, который вы намерены перенести.
Ток зависит от напряжения
Закон Ома:
Исходя из приведенной формулы следует: ток является прямо пропорциональным напряжению и обратно пропорциональным сопротивлению. Иными словами, чем больше величина электрического тока, тем больше напряжение, и наоборот.
Трансформаторы. Расшифровка наименований. Примеры — Всё об энергетике
Трансформаторы. Расшифровка наименований. Примеры
Наименование (а точнее, номенклатура) трансформатора, говорит о его конструктивных особенностях и параметрах. При умении читать наименование оборудования можно только по нему узнать количество обмоток и фаз силового трансформатора, тип охлаждения, номинальную мощность и напряжение высшей обмотки.
Общие рекомендации
Номенклатура трансформаторов (расшифровка буквенных и цифровых обозначений наименования) не регламентируется какими-либо нормативными документами, а всецело определяется производителем оборудования.
Поэтому, если название Вашего трансформатора не поддаётся расшифровке, то обратитесь к его производителю или посмотрите паспорт изделия. Приведенные ниже расшифровки букв и цифр названия трансформаторов актуальны для отечественных изделий.
Наименование трансформатора состоит из букв и цифр, каждая из которых имеет своё значение. При расшифровке наименования следует учитывать то что некоторые из них могут отсутствовать в нём вообще (например буква «А» в наименовании обычного трансформатора), а другие являются взаимоисключающими (например, буквы «О» и «Т»).
Расшифровка наименований силовых трансформаторов
Для силовых трансформаторов приняты следующие буквенные обозначения [1, c.238]:
| 1. Автотрансформатор | А |
| 2. Число фаз | |
| Однофазный | О |
| Трёхфазный | Т |
3. С расщепленной обмоткой | Р |
| 4. Охлаждение | |
| Сухие трансформаторы: | |
| естественное воздушное при открытом исполнении | С |
| естественное воздушное при защищенном исполнении | СЗ |
| естественное воздушное при герметичном исполнении | СГ |
| воздушное с принудительной циркуляцией воздуха | СД |
| Масляные трансформаторы: | |
| естественная циркуляция воздуха и масла | М |
| принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла | Д |
| естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с ненаправленным потоком масла | МЦ |
| естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с направленным потоком масла | НМЦ |
| принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла | ДЦ |
| принудительная циркуляция воздуха и масла с направленным потоком масла | НДЦ |
| принудительная циркуляция воды и масла с ненаправленным потоком масла | Ц |
| принудительная циркуляция воды и масла с направленным потоком масла | НЦ |
5. Трёхобмоточный | Т |
| 6. Переключение ответвлений | |
| регулирование под нагрузкой (РПН) | Н |
| автоматическое регулирование под нагрузкой (АРПН) | АН |
| 7. С литой изоляцией | Л |
| 8. Исполнение расширителя | |
| с расширителем | Ф |
| без расширителя, с защитой при помощи азотной подушки | З |
| без расширителя в гофробаке (герметичная упаковка) | Г |
| 9. С симметрирующим устройством | У |
| 10. Подвесного исполнения (на опоре ВЛ) | П |
| 11. Назначение | |
| для собственных нужд электростанций | С |
| для линий постоянного тока | П |
| для металлургического производства | М |
| для питания погружных электронасосов | ПН |
| для прогрева бетона или грунта (бетоногрейный), для буровых станков | Б |
| для питания электрооборудования экскаваторов | Э |
| для термической обработки бетона и грунта, питания ручного инструмента, временного освещения | ТО |
| шахтные трансформаторы | Ш |
| Номинальная мощность, кВА | [число] |
| Класс напряжения обмотки ВН, кВ | [число] |
| Класс напряжения обмотки СН (для авто- и трёхобмоточных тр-ов), кВ | [число] |
Примечание: принудительная циркуляция вохдуха называется дутьем, то есть «с принудительной циркуляцией воздуха» и «с дутьем» равнозначные выражения.
Примеры расшифровки наименований силовых трансформаторов
ТМ — 100/35 — трансформатор трёхфазный масляный с естественной циркуляцией воздуха и масла, номинальной мощностью 0,1 МВА, классом напряжения 35 кВ;
ТДНС — 10000/35 — трансформатор трёхфазный с дутьем масла, регулируемый под нагрузкой для собственных нужд электростанции, номинальной мощностью 10 МВА, классом напряжения 35 кВ;
ТРДНФ — 25000/110 — трансформатор трёхфазный, с расщеплённой обмоткой, масляный с принудительной циркуляцией воздуха, регулируемый под нагрузкой, с расширителем, номинальной мощностью 25 МВА, классом напряжения 110 кВ;
АТДЦТН — 63000/220/110 — автотрансформатор трёхфазный, масляный с дутьём и принудительной циркуляцией масла, трёхобмоточный, регулируемый под нагрузкой, номинальной мощностью 63 МВА, класс ВН — 220 кВ, класс СН — 110 кВ;
АОДЦТН — 333000/750/330 — автотрансформатор однофазный, масляный с дутьём и принудительной циркуляцией масла, трёхобмоточный, регулируемый под нагрузкой, номинальной мощностью 333 МВА, класс ВН — 750 кВ, класс СН — 500 кВ.
Расшифровка наименований регулировочных (вольтодобавочных) трансформаторов
Для регулировочных трансформаторов приняты следующие сокращения [1, c.238][2, c.150]:
| 1. Вольтодобавочный трансформатор | В |
| 2. Регулировочный трансформатор | Р |
| 3. Линейный регулировочный | Л |
| 4. Трёхфазный | Т |
| 5. Тип охлаждения: | |
| принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла | Д |
| естественная циркуляция воздуха и масла | М |
| 6. Регулирование под нагрузкой (РПН) | Н |
| 7. Поперечное регулирование | П |
| 8. Грозоупорное исполнение | Г |
9. С усиленным вводом | У |
| Проходная мощность, кВА | [число] |
| Класс напряжения обомотки возбуждения, кВ | [число] |
| Класс напряжения регулировочной обомотки, кВ | [число] |
Примеры расшифровки наименований регулировочных трансформаторов
ВРТДНУ — 180000/35/35 — трансформатор вольтодобавочный, регулировочный, трёхфазный, с масляным охлаждением типа Д, регулируемый под нагрузкой, с усиленным вводом, проходной мощностью 180 МВА, номинальное напряжение обмотки возбуждения 35 кВ, номинальное напряжения регулировочной обмотки 35 кВ;
ЛТМН — 160000/10 — трансформатор линейный, трёхфазный, с естественной циркуляцией масла и воздуха, регулируемый под нагрузкой, проходной мощностью 160 МВА, номинальным линейным напряжением 10 кВ.
Расшифровка наименований трансформаторов напряжения
Для трансформаторов напряжения приняты следующие сокращения [2, c.
200]:
| 1. Конец обмотки ВН заземляется | З |
| 2. Трансформатор напряжения | Н |
| 3. Число фаз: | |
| Однофазный | О |
| Трёхфазный | Т |
| 4. Тип изоляции: | |
| Сухая | С |
| Масляная | М |
| Литая эпоксидная | Л |
| 5. Каскадный (для серии НКФ)(1,2) | К |
| 6. В фарфоровой покрышке | Ф |
| 7. С обмоткой для контроля изоляции сети | И |
| 8. С ёмкостным делителем (серия НДЕ) | ДЕ |
| Номинальное напряжение(3), кВ | [число] |
| Климатическое исполнение | [число] |
-
Примечание:
- Комплектующий для серии НОСК;
- С компенсационной обмоткой для серии НТМК;
- Кроме серии НОЛ и ЗНОЛ, в которых:
- 06 — для встраивания в закрытые токопроводы, ЗРУ и КРУ внутренней установки;
- 08 — для ЗРУ и КРУ внутренней и наружной установки;
- 11 — для взрывоопасных КРУ.
Примеры расшифровки наименований трансформаторов напряжения
НОСК-3-У5 — трансформатор напряжения однофазный с сухой изоляцией, комплектующий, номинальное напряжение обмотки ВН 3 кВ, климатическое исполнение — У5;
НОМ-15-77У1 — трансформатор напряжения однофазный с масляной изоляцией, номинальное напряжение обмотки ВН 15 кВ, 1977 года разработки, климатическое исполнение — У1;
ЗНОМ-15-63У2 — трансформатор напряжения с заземляемым концом обмотки ВН, однофазный с масляной изоляцией, номинальное напряжение обмотки ВН 15 кВ, 1963 года разработки, климатическое исполнение — У2;
ЗНОЛ-06-6У3 — трансформатор напряжения с заземляемым концом обмотки ВН, однофазный с литой эпоксидной изоляцией, для встраивания в закрытые токопроводы, ЗРУ и КРУ внутренней установки, климатическое исполнение — У3;
НТС-05-УХЛ4 — трансформатор напряжения трёхфазный с сухой изоляцией, номинальное напряжение обмотки ВН 0,5 кВ, климатическое исполнение — УХЛ4;
НТМК-10-71У3 — трансформатор напряжения трёхфазный с масляной изоляцией и компенсационной обмоткой, номинальное напряжение обмотки ВН 10 кВ, 1971 года разработки, климатическое исполнение — У3;
НТМИ-10-66У3 — трансформатор напряжения трёхфазный с масляной изоляцией и обмоткой для контроля изоляции сети, номинальное напряжение обмотки ВН 10 кВ, 1966 года разработки, климатическое исполнение — У3;
НКФ-110-58У1 — трансформатор напряжения каскадный в фарфоровой покрышке, номинальное напряжение обмотки ВН 110 кВ, 1958 года разработки, климатическое исполнение — У1;
НДЕ-500-72У1 — трансформатор напряжения с ёмкостным делителем, номинальное напряжение обмотки ВН 500 кВ, 1972 года разработки, климатическое исполнение — У1;
Расшифровка наименований трансформаторов тока
Для трансформаторов тока приняты следующие сокращения [2, c.
201,206-207,213]:
| 1. Трансформатор тока | Т |
| 2. В фарфоровой покрышке | Ф |
| 3. Тип: | |
| Встроенный(1) | В |
| Генераторный | Г |
| Нулевой последовательности | Н |
| Одновитковый | О |
| Проходной(2) | П |
| Усиленный | У |
| Шинный | Ш |
| 4. Исполнение обмотки: | |
| Звеньевого типа | З |
| U-образного типа | У |
| Рымочного типа | Р |
| 5. Исполнение изоляции: | |
| Литая | Л |
| Масляная | М |
6. Воздушное охлаждение(3,4) | В |
| 7. Защита от замыкания на землю отдельных жил кабеля(5) | З |
| 8. Категория исполнения | А,Б |
| Номинальное напряжение(6,7) | [число] |
| Ток термической стойкости(8) | [число] |
| Климатическое исполнение | [число] |
- Примечание:
- Для серии ТВ, ТВТ, ТВС, ТВУ;
- Для серии ТНП, ТНПШ — с подмагничиванием переменным током;
- Для серии ТШВ, ТВГ;
- Для ТВВГ — 24 — водяное охлаждение;
- Для серии ТНП, ТНПШ;
- Для серии ТВ, ТВТ, ТВС, ТВУ — номинальное напряжения оборудования;
- Для серии ТНП, ТНПШ — число обхватываемых жил кабеля;
- Для серии ТНП, ТНПШ — номинальное напряжение.
Примеры расшифровки наименований трансформаторов тока
ТФЗМ — 35А — У1 — трансформатор тока в фарфоровой покрышке, с обмоткой звеньевого исполнения, с масляной изоляцией, номинальным напряжением обмотки ВН 35 кВ, категории А, климатическим исполнением У1;
ТФРМ — 750М — У1 — трансформатор тока в фарфоровой покрышке, с обмоткой рымочного исполнения, с масляной изоляцией, номинальным напряжением обмотки ВН 750 кВ, климатическим исполнением У1;
ТШЛ — 10К — трансформатор тока шинный с литой изоляцией, номинальное напряжением обмотки ВН 10 кВ;
ТЛП — 10К — У3 — трансформатор тока с литой изоляцией, проходной, номинальным напряжением обмотки ВН 10 кВ, климатическое исполнение — У3;
ТПОЛ — 10 — трансформатор тока проходной, одновитковый, с литой изоляцией, номинальным напряжением обмотки ВН 10 кВ;
ТШВ — 15 — трансформатор тока шинный, с воздушным охлаждением, номинальным напряжением обмотки ВН 15 кВ;
ТВГ — 20 — I — трансформатор тока с воздушным охлаждением, генераторный, номинальным напряжением обмотки ВН 20 кВ;
ТШЛО — 20 — трансформатор тока шинный, с литой изоляцией, одновитковый, номинальным напряжением обмотки ВН 20 кВ;
ТВ — 35 — 40У2 — трансформатор тока встроенный, номинальным напряжением обмотки ВН 35 кВ, током термической стойкости 40 кА, климатическое исполнение — У2;
ТНП — 12 — трансформатор тока нулевой последовательности, с подмагничиванием переменным током, охватывающий 12 жил кабеля;
ТНПШ — 2 — 15 — трансформатор тока нулевой последовательности, с подмагничиванием переменным током, шинный, охватывающий 2 жилы кабеля, номинальным напряжением обмотки ВН 15 кВ.
Список использованных источников
- Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д.Л. Файбисовича. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва: ЭНАС, 2009. — 392 с.: ил.
- Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / под ред. И.А. Баумштейна, С.А. Баженова. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва: Энергоатомиздат, 1989. — 768 с.: ил.
Напряжение и ток — Вопросы и ответы по электронике
Почему напряжение и ток электроники?
В этом разделе вы можете выучить и попрактиковаться в вопросах по электронике на основе «Напряжение и ток» и улучшить свои навыки, чтобы пройти собеседование, конкурсные экзамены и различные вступительные испытания (CAT, GATE, GRE, MAT, банковский экзамен, железнодорожный экзамен и т. Д. .) с полной уверенностью.
Где я могу получить вопросы и ответы о напряжении и токе электроники с пояснениями?
IndiaBIX предоставляет вам множество полностью решенных вопросов и ответов по электронике (напряжение и ток) с пояснениями.
Решенные примеры с подробным описанием ответов, даны пояснения, которые легко понять. Все студенты и первокурсники могут загрузить вопросы викторины по электронному напряжению и току с ответами в виде файлов PDF и электронных книг.
Где я могу получить вопросы и ответы на собеседовании по напряжению и току электроники (тип цели, множественный выбор)?
Здесь вы можете найти объективные вопросы и ответы для собеседований и вступительных экзаменов.Также предусмотрены вопросы с множественным выбором и вопросы истинного или ложного типа.
Как решить проблемы с напряжением и током электроники?
Вы можете легко решить все вопросы по электронике, основанные на напряжении и токе, выполнив упражнения объективного типа, приведенные ниже, а также получите быстрые методы решения проблем с электроникой, напряжением и током.
Упражнение: напряжение и ток — общие вопросы
1. | Какой цветовой код у резистора 220 5%? | |||||||
Ответ: Вариант А Пояснение: Серия цветовой кодировки резистора:
Черный 0
Коричневый 1
Красный 2
Апельсин 3
Желтый 4
Зеленый 5
Синий 6
Фиолетовый 7
Серый 8
Белый 9
Нет 20%
Серебро 10%
Золото 5%
Поэтому красный, красный, коричневый, золотой
2 2 10 1 5%
= 22 x 10 = 220 Ом 5% (допуск). Пояснение к видео: https://youtu. |
be/8YHFQCqBGcAРуководство по настройке и разгону памяти AMD Ryzen
Глоссарий терминов
Ниже приводится список технических терминов, относящихся к разгону памяти компьютера с процессором Ryzen.Ryzen использует стандартную архитектуру памяти DDR4, поэтому вы, возможно, знакомы с некоторыми из этих терминов. Некоторые другие термины являются новыми и специфичными для архитектуры «дзен».- SOC Voltage — система на микросхеме напряжения; отвечает за напряжение, относящееся к контроллеру памяти.
Ограничение: до 1,2 В. - Напряжение загрузки DRAM — напряжение, при котором происходит обучение памяти при запуске системы.
Ограничение: до 1,45–1,50 В. - Напряжение VDDP — напряжение на транзисторе, задающем содержимое памяти.
Ограничение: до 1,1 В. - CLDO VDDP Voltage — напряжение для DDR4 PHY на SoC. Интерфейс DDR4 PHY или физического уровня преобразует информацию из контроллеров памяти в формат, понятный модулям памяти DDR4.
Как это ни парадоксально, снижение VDDP часто может быть более выгодным для стабильности, чем повышение CLDO_VDDP. Опытные оверклокеры также должны знать, что изменение CLDO VDDP может перемещать или устранять дыры в памяти. Небольшие изменения в VDDP могут иметь большое влияние, и для VDDP нельзя установить значение больше VDIMM — 0.1 В (не более 1,05 В). Если вы измените это напряжение, потребуется холодная перезагрузка.
Ограничение: до 1,0 В. - Напряжение VPP (VPPM) — напряжение, определяющее надежность доступа к строке DRAM.
Лимит: до 2.7 В. - Vref напряжения — опорного напряжения памяти; «Настраивает» и ЦП, и модуль памяти с уровнем напряжения, который разделяет то, что следует считать «0» или «1»; то есть напряжения, обнаруженные на шине памяти ниже MEMVREF, должны рассматриваться как «0», а напряжения выше этого уровня должны рассматриваться как «1». «По умолчанию этот уровень напряжения составляет половину VDDIO (также известный как 0,500x). Некоторые материнские платы позволяют пользователю изменять это соотношение, обычно с помощью двух вариантов: (1)« DRAM Ctrl Ref Voltage »(для линий управления от шины памяти. ; Официальное название JEDEC для этого напряжения — VREFCA) и (2) «DRAM Ctrl Data Ref Voltage» (для линий данных от шины памяти; официальное название JEDEC — «VREFDQ»). Эти параметры настроены как множитель.
- VTT DDR Voltage — напряжение, используемое для управления импедансом шины для достижения высокой скорости и сохранения целостности сигнала.Это осуществляется путем параллельного подключения резистора.
- PLL (1P8) Voltage — Эта опция может использоваться для стабилизации ЦП при высоких значениях BCLK.
Ограничение: до 1,9 В. - CAD_BUS — Командно-адресная шина; для тех, кто может тренировать память на высоких скоростях (> = 3466 МГц), но не может ее стабилизировать из-за проблем с сигнализацией. Я предлагаю вам попробовать уменьшить управляющие токи, связанные с «Command & Address» (увеличивая сопротивление).
Лимит: Нет. - CAD_BUS тайминги — задержка трансивера.Значения задают битовую маску.
Лимит: Нет. - procODT — значение сопротивления в Ом, которое определяет, как завершается завершенный сигнал памяти. Более высокие значения могут помочь стабилизировать более высокие скорости передачи данных.
Лимит: Нет. - RTT (оптимизация целостности сигнала) — использование нескольких рангов DRAM на интерфейсе DDR4 требует дополнительных опций для выбора оконечного сопротивления на кристалле для отдельных рангов.
DDR4 DRAM предлагает диапазон значений оконечного сопротивления.Конкретный приемник контактов DQ resi
«По умолчанию этот уровень напряжения составляет половину VDDIO (также известный как 0,500x). Некоторые материнские платы позволяют пользователю изменять это соотношение, обычно с помощью двух вариантов: (1)« DRAM Ctrl Ref Voltage »(для линий управления от шины памяти. ; Официальное название JEDEC для этого напряжения — VREFCA) и (2) «DRAM Ctrl Data Ref Voltage» (для линий данных от шины памяти; официальное название JEDEC — «VREFDQ»). Эти параметры настроены как множитель.
Я предлагаю вам попробовать уменьшить управляющие токи, связанные с «Command & Address» (увеличивая сопротивление). PVT и как они влияют на время
PVT является аббревиатурой от Process-Voltage-Temperature .
PVT моделируют вариации процесса, напряжения и температуры. Есть другой термин OCV, который относится к вариации на кристалле.
PVT модели внутрикристальных вариаций и OCVs модели внутрикристальных вариаций .
Мы поговорим о OCV в другом посте.
Поговорим о PVT подробнее:
1) Процесс : Вы, должно быть, слышали, как люди говорят о таких значениях процесса, как 90 нм, 65 нм, 45 нм и других технологических узлах.Эти значения характерны для любой технологии и представляют собой длину между истоком и стоком МОП-транзистора, который вы, возможно, изучали на курсах бакалавриата. При изготовлении любой матрицы было замечено, что матрицы, расположенные в центре, довольно точны в своих технологических параметрах. Но те, которые находятся на периферии, имеют тенденцию отклоняться от этого значения процесса. Отклонение невелико, но может существенно повлиять на время.
Вспомните из своих курсов бакалавриата следующую формулу для тока, протекающего в МОП-транзисторе:
L представляет собой значение процесса.
При одинаковых значениях температуры и напряжения ток для процесса 45 нм будет больше, чем ток для процесса 65 нм.
Чем больше ток, тем быстрее происходит зарядка / разрядка конденсаторов. А это значит, задержек меньше .
2) Напряжение : Напряжение, на котором работает любой полупроводниковый чип, подается извне. Вспомните, когда вы работали над макетными платами в своих лабораториях, вы подключали источник питания 5 В к выводу Vcc своей ИС. Современные микросхемы работают при гораздо меньшем напряжении, чем это.Обычно около 1–1,2 В.
Это напряжение должно быть либо выходом источника постоянного тока, либо выходом какого-нибудь регулятора напряжения. Выходное напряжение регулятора напряжения может не быть постоянным в течение определенного периода времени. Допустим, вы ожидали, что ваш регулятор напряжения выдаст 1,2 В, но через 4 года его напряжение упало до 1,08 В или увеличилось до 1,32 В. Итак, вы должны убедиться, что ваш чип хорошо работает в диапазоне от 1,08 до 1,32 В !!
Именно здесь возникает необходимость в моделировании колебаний напряжения.
Из того же уравнения, что и выше, видно, что на больше напряжение, больше ток. А значит, и задержек меньше.
3) Температура : Температура окружающей среды также влияет на синхронизацию. Допустим, вы работаете над гаджетом на леднике Сиачен, где зимой температура может опускаться до -40 градусов по Цельсию, и вы ожидаете, что ваше устройство будет работать нормально. Или, может быть, вы находитесь в пустыне Сахара, где температура окружающей среды +50 градусов, а температура двигателя вашего автомобиля +150 градусов, и вы снова ожидаете, что ваш чип будет работать нормально.Поэтому при проектировании инженеры STA должны убедиться, что их чип будет правильно работать при температурах от -40 до +150 градусов.
Чем выше температура, тем выше частота столкновений электронов внутри устройства. Эта повышенная частота столкновений запрещает другим электронам на периферии двигаться. Поскольку движение электронов отвечает за ток, протекающий в устройстве, ток будет уменьшаться с увеличением температуры.
Поэтому задержки обычно больше при более высоких температурах.
Для технологических узлов ниже 65 нм существует явление, называемое ИНВЕРСИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, когда задержки имеют тенденцию увеличиваться с понижением температуры. Об этом мы поговорим позже. Не путайте с этим здесь.
НАИХИЕ PVT: Наихудший процесс — напряжение мин. — макс. Температура
BEST PVT: Максимальное максимальное напряжение процесса — Минимальная температура
НАИХИЕ ХОЛОДНЫЙ PVT: Наихудший процесс — напряжение мин. Температура мин.
BEST HOT: максимальное напряжение процесса макс. Температура макс.
Инженеры STA несут ответственность за закрытие сроков (т.е. установка и удержание) на всех этих углах PVT.
Итак, в следующий раз, когда вы услышите, как инженер STA корчит о своем временном статусе в нескольких PVT, пожалуйста, проявите ему немного сочувствия!
Некоторые связанные темы, которые мы обсудим в следующих публикациях:
1) Вариации на кристалле и чем они отличаются от PVT.
2) Температурная инверсия.
3) Факторы, влияющие на задержки стандартных ячеек.
Следите за обновлениями.
Правило разделения тока и напряжения
Правило разделения тока
Параллельная цепь действует как делитель тока, поскольку ток делится во всех ветвях параллельной цепи, а напряжение на них остается неизменным.Правило деления тока определяет ток через полное сопротивление цепи. Текущее деление объясняется с помощью схемы, показанной ниже:
Ток I разделен на I 1 и I 2 на две параллельные ветви с сопротивлением R 1 и R 2 , а V — падение напряжения на сопротивлении R 1 и R 2 .
Как известно,
В = ИК …… .. (1)
Тогда уравнение тока запишется как:
Пусть полное сопротивление цепи равно R и определяется уравнением, показанным ниже:
Уравнение (1) также можно записать как:
I = V / R ……….
(3)
Теперь, подставив значение R из уравнения (2) в уравнение (3), мы получим
Но
Подставляя значение V = I 1 R 1 из уравнения (5) в уравнение (4), мы, наконец, получаем уравнение:
А теперь, учитывая V = I 2 R 2 , уравнение будет:
Таким образом, из уравнений (6) и (7) значение тока I 1 и I 2 соответственно определяется следующим уравнением:
Таким образом, в правиле деления тока сказано, что ток в любой из параллельных ветвей равен отношению сопротивления противоположной ветви к общему сопротивлению, умноженному на общий ток.
Правило разделения напряжения
Правило деления напряжения можно понять, рассмотрев последовательную схему, показанную ниже. В последовательной цепи напряжение делится, а ток остается прежним.
Рассмотрим последовательно включенный источник напряжения E с сопротивлением r 1 и r 2 .
Как известно,
I = V / R или можно сказать I = E / R
Следовательно, ток (i) в контуре ABCD будет:
Помещая значение I из уравнения (8) в уравнение (9), напряжение на сопротивлении r 1 и r 2 соответственно определяется уравнением, показанным ниже, как:
Таким образом, напряжение на резисторе в последовательной цепи равно значению этого резистора, умноженному на общее приложенное напряжение на последовательных элементах, деленное на общее сопротивление последовательных элементов.
ОСНОВЫ КАЧЕСТВА МОЩНОСТИ: ПАДКИ ИЛИ ПЕРЕПАДЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Падение напряжения или Падение напряжения (термин IEC) определяется IEEE 1159 как снижение уровня среднеквадратичного напряжения до 10% — 90% (1% — 90% для EN 50160) от номинального при промышленной частоте для продолжительности от ½ цикла до одной (1) минуты. Кроме того, проседание напряжения классифицируется как явление кратковременного изменения напряжения, которое является одной из общих категорий проблем качества электроэнергии.
Продолжительность провалов (провалов) напряжения подразделяется на три категории: мгновенные (от ½ цикла до 30 циклов), мгновенные (от 30 циклов до 3 секунд) и временные (от 3 секунд до 1 минуты).Эти продолжительности предназначены для согласования с типичными временами срабатывания защитных устройств, а также с разделениями продолжительности, рекомендованными международными техническими организациями. Провалы широко признаны одними из наиболее распространенных и важных аспектов проблем качества электроэнергии, влияющих на коммерческих и промышленных потребителей — они практически незаметны при наблюдении за миганием освещения, но многие производственные процессы были бы остановлены. Возможные последствия провалов напряжения могут заключаться в отключении системы или снижении эффективности и срока службы электрического оборудования, особенно двигателей.Поэтому такие нарушения особенно проблематичны для промышленности, где неисправность устройства может привести к огромным финансовым потерям.
| Падение напряжения (провал) |
Использование терминологии в отношении провалов (провалов) напряжения
Термин напряжение провал уже много лет используется в сообществе специалистов по качеству электроэнергии для описания определенного типа нарушения качества электроэнергии — кратковременного снижения напряжения.Согласно определению IEC для этого явления: напряжение провал . Эти два термина считаются взаимозаменяемыми. Обычно провисание является предпочтительным в США, а провисание — обычным явлением в европейских странах.
Терминология, используемая для описания величины просадки напряжения, часто сбивает с толку. Согласно IEEE 1159-1995, рекомендуемое использование — «провисание до 65%», что означает, что линейное напряжение снижается до 65% от нормального значения, а не на 65%.
Использование предлога «из» (например, «прогиб на 65%» или подразумевается в «прогибе на 65%») не рекомендуется. Это предпочтение согласуется с практикой IEC и с большинством анализаторов помех, которые также сообщают остаточное напряжение. Подобно тому, как неопределенное обозначение напряжения принято для обозначения межфазного потенциала, неопределенная величина провала будет относиться к оставшемуся напряжению. По возможности следует указать номинальное или базовое напряжение и остаточное напряжение.
| Пример провала напряжения до 65% |
Падения напряжения обычно вызываются погодными условиями и проблемами с коммунальным оборудованием, которые обычно приводят к системным сбоям в системе передачи или распределения.Например, неисправность в цепи параллельного фидера приведет к падению напряжения на шине подстанции, которое затронет все другие фидеры, пока неисправность не будет устранена.
Та же самая концепция применима к неисправности где-то в системе передачи. Большинство неисправностей в системе передачи и распределения коммунальных услуг — это неисправности одной линии на землю (SLG).
Падения напряжения также могут быть вызваны переключением больших нагрузок или запуском больших двигателей. Для иллюстрации, асинхронный двигатель может потреблять в шесть-десять раз ток полной нагрузки во время запуска.Если величина тока относительно больше, чем доступный ток повреждения в этой точке системы, падение напряжения может стать значительным.
| Падение напряжения, вызванное запуском двигателя |
| Покрытие зоны провала напряжения |
Защита от провалов или провалов напряжения
| Подходы к устранению провалов напряжения |
1. Включите в оборудование возможность прохождения провалов напряжения. Обычно это менее затратное и лучшее решение. Рекомендации по обеспечению прохождения провала напряжения следующие: Ø Производители оборудования должны иметь в наличии кривые пропускной способности для своих клиентов, которые должны начать требовать, чтобы эти типы кривых были доступны, чтобы они могли должным образом оценить оборудование. Ø Компания, закупающая новое оборудование, должна установить процедуру оценки важности оборудования.Если оборудование критично по своей природе, компания должна убедиться, что при покупке оборудования предусмотрена соответствующая проходимость. Ø Оборудование должно, по крайней мере, выдерживать просадки напряжения с минимальным напряжением 70 процентов (кривая ITIC). Более идеальная пропускная способность при кратковременных провалах напряжения составляла бы 50 процентов, как указано полупроводниковой промышленностью в SEMI F-47. 2. Подключите систему бесперебойного питания (ИБП) или другой тип стабилизатора питания к системе управления машиной.
Это применимо, когда сами машины могут выдержать провисание или прерывание, но средства управления автоматически отключают их. 3. Резервный источник питания, способный поддерживать нагрузку в течение короткого периода времени. 4. Улучшения системы электроснабжения для значительного уменьшения количества провалов и отключений (например, замена реле). Величина: от 0,1 до 0,9 о.е. Источник: утилита или начало большой нагрузки конечными пользователями Продолжительность: от ½ цикла до 1 минуты Симптомы: неисправность или отключение Возникновение: в среднем 50 событий в год в США.Артикул:
Боллен, М.(2000). Понимание проблем качества электроэнергии: провалы и прерывания напряжения .
Дуган, Р., Макгранаган, М., Сантосо, С., и Бити, Х.В. (2004). Качество электроэнергетических систем (2-е изд.) . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. IEEE 1159-1995. Рекомендуемая практика мониторинга качества электроэнергии .Ленг, О.С. (2001). Моделирование проблем качества электроэнергии
Напряжение и ток | Клуб электроники
Напряжение и ток | Клуб электроникиСледующая страница: Метры
См. Также: Мультиметры | Закон Ома
Напряжение и ток жизненно важны для понимания электроники, но их довольно сложно понять, потому что мы не можем видеть их напрямую.
Напряжение — это причина, ток — это следствие
Напряжение пытается заставить ток течь, и ток будет течь, если цепь замкнута. Напряжение иногда называют «толчком» или «силой» электричества, на самом деле это не сила, но это может помочь вам представить, что происходит. Возможно наличие напряжения без тока, но ток не может течь без напряжения.
Напряжение и ток
Переключатель замкнут, образуя цепь
, поэтому ток
может течь.
Напряжение, но без тока
Переключатель разомкнут, значит,
цепь разорвана, и ток
не может течь.
Нет напряжения и тока
Без элемента
нет источника напряжения, поэтому ток
не может течь.
Напряжение, В
- Напряжение — это мера энергии , переносимой зарядом .
Строго говоря: напряжение — это «энергия на единицу заряда». - Собственное название напряжения — разность потенциалов или p.d. коротко, но в электронике этот термин используется редко.
- Напряжение подается от аккумулятора (или источника питания).
- Напряжение используется в компонентах , но не в проводах.
- Мы говорим напряжение на компонент.
- Напряжение измеряется в В , В .
- Напряжение измеряется с помощью вольтметра , подключенного параллельно .
- Символ В используется для напряжения в уравнениях.
Параллельное подключение вольтметра
Напряжение в точке и 0 В (ноль вольт)
Напряжение — это разница между двумя точками , но в электронике мы часто ссылаемся на напряжение в точке означает разность напряжений между этой точкой и контрольной точкой 0 В (ноль вольт).
Нулевое напряжение может быть в любой точке цепи, но для согласованности обычно это отрицательная клемма аккумулятора или блока питания .Вы часто будете видеть принципиальные схемы помечен как 0V в качестве напоминания.
Возможно, вам будет полезно думать о напряжении как о высоте в географии. Ориентир нулевой высоты — это средний (средний) уровень моря, и все высоты отсчитываются от этой точки. Ноль вольт в электронной схеме подобен среднему географическому уровню моря.
Нулевое напряжение для цепей с двойным питанием
Для некоторых цепей требуется двойной источник питания с тремя соединениями питания , как показано на диаграмма.Для этих схем нулевого вольт опорная точка является средним между терминалом две части поставки.
На сложных принципиальных схемах с использованием двойного источника питания символ заземления часто используется для обозначения
подключение к 0В, это помогает уменьшить количество проводов, нарисованных на схеме.
На схеме показано двойное питание ± 9 В, средняя клемма — 0 В.
Ток, I
- Ток — это , расход заряда .
- Текущий не израсходован , то, что течет в компонент, должно вытекать.
- Мы говорим, что ток через компонент.
- Ток измеряется в ампер (ампер) , A .
- Ток измеряется амперметром , подключенным к серии .
Для последовательного подключения необходимо разорвать цепь и поставить амперметр восполните зазор, как показано на схеме. - Символ I используется для тока в уравнениях.
Почему я использовал текущую букву? … см. FAQ.
1 А (1 ампер) — довольно большой ток для электроники, поэтому часто используется мА (миллиампер). м (милли) означает тысячную:
1 мА = 0,001 А или 1000 мА = 1 А
Необходимость разрыва цепи для последовательного подключения означает, что амперметры затруднены
для использования в паяных схемах.
Большинство испытаний электроники выполняется с помощью вольтметров, которые могут
быть легко подключенным без мешающих цепей.
Последовательное подключение амперметра
Напряжение и ток для компонентов серии
- Сумма напряжений составляет для компонентов, соединенных последовательно.
- Токи одинаковы через все компоненты, соединенные последовательно.
В этой цепи 4 В на резисторе и 2 В на светодиоде складываются. к напряжению батареи: 2В + 4В = 6В.
Ток через все части (аккумулятор, резистор и светодиод) составляет 20 мА.
Напряжение и ток для компонентов, подключенных параллельно
- Напряжения равны на всех компонентах, подключенных параллельно.
- Сумма токов составляет для компонентов, соединенных параллельно.
В этой цепи батарея, резистор и лампа имеют напряжение 6 В.
Ток 30 мА через резистор и ток 60 мА через лампу складываются к току 90мА через аккумулятор.
Следующая страница: Метры | Исследование
Политика конфиденциальности и файлы cookie
Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов.