Teoria de bază a circuitelor de curent continuu Capitolul 1 - Manual de electronică de tensiune, curent, energie și putere
Capitolul 1 - Tensiune, curent, energie și putere
Tensiunea și relația curentă
Pământul este un loc dinamic. Obiectele sunt în mișcare, au loc reacții chimice, temperaturile cresc și scad. Această abundență de activitate perpetuă este legată de conceptul de energie. Diferitele forme de energie - termice, mecanice, chimice etc. - sunt manifestări ale unei entități fundamentale care are ca rezultat o schimbare fizică pe măsură ce este transferată de la un obiect la altul.
Electricitate este o formă de energie care rezultă din existența și mișcarea particulelor încărcate numite electroni. Când acumularea de electroni creează o diferență de energie electrică potențială între două puncte, avem un Voltaj (în ecuații, tensiunea este notată cu V). Dacă aceste două puncte sunt conectate de un material conductor, electronii se vor deplasa în mod natural de la tensiunea inferioară la tensiunea superioară; această mișcare se numește curent electric, notat cu I.
Electricitatea este o formă de energie deosebit de convenabilă și versatilă, ceea ce a făcut-o un instrument puternic în mâinile a nenumărați oameni inteligenți care au proiectat totul, de la echipamente electrice mari la mici dispozitive electronice. Este uimitor să ne gândim la funcționalitatea diversă și sofisticată care începe cu energia electrică care poate fi transferată prin două fire mici de cupru.
Comparație de tensiune și curent
| Actual | Voltaj | |
| Simbol | Eu | V |
| Relaţie | Curentul nu poate curge fără tensiune | Tensiunea poate exista fără curent |
| Măsurat cu | Ampermetru | Voltmetru |
| Unitate | A sau amperi sau amperaj | V sau volți sau tensiune |
| Unitatea SI | 1 amper = 1 coulomb/secundă | 1 volt = 1 joule/coulomb (V = W/C) |
| Camp | Magnetic | Electrostatic |
| În conexiunea în serie | Curentul este același în toate | Tensiunea este distribuită pe componente |
| În Conexiune paralelă | Curentul se distribuie pe componente | Tensiunile sunt aceleași pentru toate componentele |
Puterea în electronică și modul în care este calculată
În context științific, putere se referă la rata la care este transferată energia. Puterea electrică este deci rata la care energia electrică este transferată. Unitatea este wați (W), unde un watt este egal cu transferul unui joule (J) de energie într-o secundă.
Puterea electrică în wați este egală cu tensiunea în volți înmulțită cu curentul în amperi.
Unitatea volți (V) este definit ca jouli pe coulomb, adică transportă energie (în jouli) per coulomb de încărcare. amper (A) reprezintă coulombi pe secundă, adică câte coulombi de sarcină trec un punct dat într-o secundă. Putem folosi aceste informații pentru a confirma că unitatea pentru energie electrică este în concordanță cu formula dată mai sus:
În partea dreaptă a ecuației, cei doi termeni „coulomb” se anulează și rămânem cu jouli pe secundă.
Când analizăm circuite, de obicei discutăm despre energie folosind termenul „disipat” sau „consumat” în loc de „transferat”. Acest lucru subliniază faptul că puterea părăsește sistemul electric sau este utilizată de o componentă electrică. Nu spunem „transferat”, deoarece, în general, starea sau locația finală a energiei nu este importantă.
De exemplu, dacă tensiunea pe un rezistor este de 5 V și curentul prin rezistor este de 0,5 A, rezistorul transferă 2,5 W de putere (ca căldură) în mediul înconjurător. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, nu intenționăm să transferăm energie. Vrem pur și simplu să proiectăm un circuit funcțional și, în consecință, ne gândim la cât de multă energie este pierdută (adică disipată) sau utilizată (adică consumată).
Două tipuri comune de tensiune: curent continuu și alternativ
Există două moduri comune de transfer al energiei electrice: curent continuu și curent alternativ.
Curent continuu (DC) poate crește sau scădea în tot felul de moduri, dar amploarea modificărilor este de obicei mică în raport cu valoarea medie. Cea mai fundamentală caracteristică a curentului continuu este însă: nu schimbă în mod regulat direcția. Acest lucru este în contrast cu curent alternativ (AC), care schimbă în mod regulat direcția și este utilizat în întreaga lume pentru distribuția energiei electrice.