Calcule de putere
Puterea este abilitatea de a lucra, fie că este vorba de ridicarea ascensoarelor sau de zgomot. Când treceți curent printr-un fir, transmiteți puterea de la sursă la punctul de utilizare. Unul dintre avantajele majore ale electricității este că putem face treaba dezordonată de a genera energie în Nevada și de a o folosi convenabil în camera de zi.
Unitatea de putere este wattul, numit după James Watt, renumit pentru motoarele cu aburi. Puterea disponibilă într-un circuit electric este
P = putere în wați
E = emf în volți
I = curent în amperi.
Desigur, curentul printr-un fir este controlat de impedanță - de obicei cunoaștem impedanța și tensiunea și folosim formula derivată
Este important să observați că puterea se va schimba pe măsură ce pătratul tensiunii. Dacă controlăm curentul printr-o rezistență cunoscută, această formulă are aceeași moralitate.
Multe dispozitive electronice produc căldură ca efect secundar al utilizării lor principale. De exemplu, rezistențele și transformatoarele se încălzesc pe măsură ce curentul trece prin ele. Căldura nu este bună pentru nimic (ci dimpotrivă), dar trebuie să fim conștienți de aceasta, astfel încât să nu încercăm să trecem suficient curent prin ceva pentru a o arde. Majoritatea dispozitivelor au o putere nominală maximă - pentru a depăși această valoare este riscul de distrugere. Majoritatea rezistențelor, de exemplu, sunt evaluate la un sfert de watt. Deci, cât de multă tensiune putem aplica în siguranță unui rezistor de 100 ohmi?
În lumea audio, încă auzi multe discuții despre „potrivirea impedanțelor”. Ce inseamna asta? Orice dispozitiv cu o ieșire reală va avea o anumită impedanță între circuitul de alimentare a semnalului și mufa de ieșire. Iată câteva structuri tipice de ieșire:
Triunghiurile reprezintă amplificatoare sau o altă sursă de curent. Există întotdeauna o combinație de rezistențe, condensatori și/sau transformatoare pentru a regla tensiunea de ieșire și a proteja sursa de curent de scurtcircuite. Orice ar fi după ce sursa curentă va avea impedanță - de obicei, toate sunt aglomerate și numite „impedanță sursă”.
Iată cum va arăta orice intrare:
Chiar dacă nu aceasta este construcția reală, în ceea ce privește dispozitivul sursă, următorul gadget de pe linie va prezenta o anumită impedanță (sperăm fixă) pe ieșire. Vă veți aminti din eseu despre legea lui Ohm că atunci când le conectăm, vom avea un divizor de tensiune. Dacă impedanța de intrare a celui de-al doilea dispozitiv este suficient de scăzută pentru a încărca ieșirea celui de-al doilea dispozitiv, tensiunea la conexiune va fi mai mică decât se aștepta, iar cererea actuală poate depăși ceea ce sursa este pregătită să furnizeze. (Sursa ar putea fi chiar deteriorată.)
Pentru a preveni acest lucru, producătorii specifică impedanța de încărcare a dispozitivului cu care este proiectat să funcționeze. Aceasta se numește „impedanță de ieșire”. Nu este același lucru cu impedanța sursei - impedanța de ieșire este impedanța de intrare așteptată a sarcinii și va funcționa cu impedanța sursei (ca piciorul inferior al unui divizor de tensiune) pentru a seta nivelurile de ieșire corecte.
Pe vremuri, dacă un dispozitiv specifica o impedanță de ieșire de 600 ohmi, trebuia să conectați o sarcină de 600 ohmi, nici mai mult, nici mai puțin. Asta pentru că până la mijlocul anilor '60 sau mai mult, majoritatea echipamentelor aveau transformatoare de ieșire ca în circuitul din stânga de mai sus. (Circuitele de tuburi le-au cerut.) Vă amintiți din eseu despre impedanță că un inductor, cum ar fi bobina secundară a unui transformator, are o constantă de timp dependentă de impedanța asociată - cu unele impedanțe, acesta devine un filtru. 600 ohmi a fost o impedanță de intrare standard din industrie pentru transferul semnalului plat în gama audio. (Există încă un astfel de standard pentru video - 75 ohmi și ar fi bine să-l urmați.) Dacă doriți să trimiteți un semnal către două dispozitive, ar fi trebuit să utilizați un amplificator de distribuție special, deoarece doar conectați două intrări de 600 ohmi la aceeași ieșire dă o sarcină de 300 ohmi.