- Главная
- Справочник
- Законы
- Закон Ампера
- Закон Ампера
- Значение закона Ампера
Закон Ампера показывает, с какой силой действует магнитное поле на помещенный в него проводник. Эту силу также называют силой Ампера.
Ампер первым установил, что проводники, по которым течет электрический ток, взаимодействуют механически (притягиваются или отталкиваются).
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера. Ее обозначения: \( \overrightarrow{F} \),\( \overrightarrow{F}_{A} \). Сила (\( \overrightarrow{F} \)), которая действует на прямолинейный проводник с током (I), всегда перпендикулярна проводнику и направлению вектора магнитной индукции (\( \overrightarrow{B} \)). В том случае, если прямолинейный проводник расположен параллельно вдоль направления линий магнитного поля, поле не действует.
Конкретное направление силы Ампера можно найти с помощью правила левой руки. Левую руку надо расположить так, чтобы линии поля входили в ладонь, четыре пальца были направлены по току, тогда отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Ампера.
Еще Ампер установил, что два параллельных проводника с током притягиваются, если токи имеют одинаковые направления и отталкиваются, если токи текут в противоположные стороны. Это просто объяснить, если представить, что один проводник создает магнитное поле, а другой проводник в него помещен и это поле действует на него. Можно использовать правило левой руки и выяснить, как направлена сила.
Что такое вольты, амперы и ватты
Вольт является измерительной электропотенциальной единицей, электронапряжением и электродвижущей силой. Считается величиной электронапряжения на проводниковом конце, которая необходима, для того чтобы выделить тепло с мощностью в 1 вт при постоянном электротоке, протекающим через проводниковый элемент, равный амперажу.
Ампер считается измерительной единицей электротока в международной системе или же силой электротока, проникающей через проводниковый элемент в количестве один кулон за одну секунду.
Ватт является измерительной мощностной единицей, а также тепловым потоком, потоком звуковой энергии, активной и полной мощностью переменного электротока. Все это скалярные измерительные единицы в международной системе.
Обратите внимание! Для их подсчета используются специальные формулы. Так, чтобы найти электронапряжение, измеряемое в вольтах, необходимо электрическое поле поделить на заряд, перемещаемый по участку электроцепи. Чтобы отыскать электроток, стоит напряжение поделить на проводниковое сопротивление, а чтобы отыскать мощность необходимо умножить напряжение на токовую силу или же двойное значение силы тока умножить на сопротивление. Также есть возможность поделить двойное значение напряжение на сопротивление.
Использование бесконечно малых величин
В указанных выше формулах применяются бесконечно малые величины (dF, dl). Их использование расширяет возможности расчёта параметров. Обычно экспериментально исследуются сравнительно простые ситуации, но при этом возникает необходимость получить формулы универсального характера.
В реальной жизни возможны, например, ситуации, когда напряжённость магнитного поля меняется по сложному закону или рассматриваются контуры проводников произвольной конфигурации.
Использование бесконечно малых величин даёт возможность обобщить результаты основополагающих экспериментов для самых разных ситуаций. Для этого могут быть применены методы дифференциального и интегрального исчисления.
При рассмотрении бесконечно малого участка провода речь идёт о величине, которая достаточно мала, чтобы считать её прямолинейной. В этом случае возможно применение уже существующих закономерностей. При помощи методов интегрирования можно перейти к проводам, которые имеют контур различной степени сложности или к рассмотрению магнитного поля сложной конфигурации.
Подсчет ампеража, зная мощность и напряжение
Узнать количество электротока через мощность с напряжением можно, поделив второе на первое. Чтобы было удобно считать, можно использовать миллиамперы и киловатты. Также есть формула, при которой нужно поделить напряжение на сопротивление или же мощность на сопротивление, а затем вычислить квадратный корень из полученной суммы. Стоит указать, что сегодня можно использовать специальный онлайн-калькулятор, где нужно будет только подставить известные скалярные измерительные величины.
Какие выводы можно сделать
Как ампер, так и киловатт или ватт можно назвать очень важными, фактически незаменимыми в электрике значениями. Если приборы на которых указывается значения в одной из этих единиц, а есть такие, которые маркируют с помощью других величин измерения. Маркировка на электрических приборах, с использованием этих величин, является обязательной, поскольку она позволяет выбрать каждому необходимый прибор. Если нужно перевести амперы в киловатты, то для этого смело можно использовать готовую таблицу или, еще со школы известную, физическую формулу.
Выполнить процесс конвертации правильно и быстро сможет каждый человек, ведь формула расчета достаточно простая. Главное, провести правильные математические действия с используемыми значениями и результат обязательно получится точным. Используя специальную формулу, можно перевести не только амперы в киловатты, но и наоборот, ведь значение этой единицы тоже может быть востребованным в некоторых случаях.
Вот так, просто и без проблем, каждый сможет справиться с поставленной задачей и получить максимально качественный результат. Так что стоит задуматься о том, что учить физику в школе вполне полезно, ведь она реально может пригодиться в повседневной жизни, причем абсолютно каждому. Стоит помнить простые формулы со школы чтобы, когда придется переводить амперы в киловатты, быстро выполнить эту задачку и забыть о ней, установив нужный электрический компонент.
No tags for this post.
Сколько ампер потребляет устройство
Отвечая на вопрос, как узнать амперы, стоит указать, что это можно при помощи устройства под названием амперметр, также как рассчитать ватты зная вольт и ампер. Простым единичным измерением можно не только узнать количество потребляемой энергии, но и перевести полученное значение в другие величины, скорректировать планировку проводки, купить более мощный электросчетчик и другое. Также можно узнать эту информацию, открыв руководство к эксплуатации.
Обратите внимание! Нередко, все необходимые данные прописаны на самой коробке или технических характеристиках на сайте производителя. Часто информация указана в квт и ее посредством конвертора легко можно перевести в ампераж. Еще одним простым вариантом, как определить потребление энергии и ампераж, будет изучение электросчетчика или автоматического выключателя потребителя. Но, в таком случае, необходимо подключать только один прибор к сети.
В противном случае, узнать и рассчитать данные показатели электроэнергии будет почти невозможно. Интересно, что в новых моделях электросчетчика подобная информация имеет место быть о каждом подключенном аппарате в сети.
По формуле или еще проще
Выбираем в магазине две вещи, которые должны использоваться «в тандеме», например, утюг и розетку, и внезапно сталкиваемся с проблемой — «электропараметры» на маркировке указаны в разных единицах.
Как же подобрать подходящие друг к другу приборы и устройства? Как амперы перевести в ватты?
Смежные, но разные
Сразу надо сказать, что прямого перевода единиц сделать нельзя, поскольку обозначают они разные величины.
Ватт — указывает на мощность, т.е. скорость, с которой потребляется энергия.
Ампер — единица силы, говорящая о скорости прохождения тока через конкретное сечение.
Чтобы электрические системы работали безотказно, можно рассчитать соотношение амперов и ваттов при определенном напряжении в электросети. Последнее — измеряется в вольтах и может быть:
- фиксированным;
- постоянным;
- переменным.
С учетом этого и производится сопоставление показателей.
Как перевести миллиамперы в ватты
Миллиамперы — подвеличина, равная 0,001. Так, в одном А находится 1000 мА. Сделать перевод величин, используя имеющиеся цифры, можно при помощи калькулятора или умножением на приведенное значение. К примеру, чтобы посчитать, сколько будет 0,7 А в мА нужно умножить 0,7 на 1000. В итоге выйдет 70 мА.
Что касается использования калькулятора, нужно в соответствующие поля вставить исходные показатели и нажать кнопку. Использовать эту систему можно тогда, когда есть большие цифры.
Перевод единиц измерения времени
Из прошлых уроков мы знаем, что основные единицы измерения времени это:
- секунды
- минуты
- часы
- сутки
Любая величина, которая характеризует время, может быть переведена из одной единицы измерения в другую. Например, 15 минут могут быть переведены и в секунды и в часы и в сутки.
Кроме того, при решении задач по физике, обязательно нужно соблюдать требования международной системы СИ. То есть, если время дано не в секундах, а в другой единице измерения, то его обязательно нужно перевести в секунды, поскольку секунда является единицей измерения времени в системе СИ.
Чтобы переводить время из одной единицы измерения в другую, нужно знать из чего состоит та или иная единица измерения времени. То есть, нужно знать, что к примеру один час состоит из шестидесяти минут или одна минута состоит из шестидесяти секунд и т.д.
Покажем на простом примере, как нужно рассуждать при переводе времени из одной единицы измерения в другую. Предположим, что требуется перевести 2 минуты в секунды.
Поскольку мы переводим минуты в секунды, то сначала надо узнать сколько секунд содержится в одной минуте. В одной минуте содержится шестьдесят секунд:
1 мин = 60 с
Если в секунд, то сколько секунд будет в двух таких минутах? Ответ напрашивается сам — 120 секунд. А эти 120 секунд получаются путем умножения 2 на 60. Значит, чтобы перевести 2 минуты в секунды, нужно 2 умножить на 60
2 × 60= 120 с
Теперь попробуем перевести те же 2 минуты в часы. Поскольку мы переводим минуты в часы, то сначала надо узнать сколько минут содержится в одном часе. В одном часе содержится шестьдесят минут:
1 ч = 60 м
Если один час содержит 60 минут, то час который содержит только 2 минуты будет намного меньше. Чтобы его получить нужно 2 минуты разделить на 60
При делении 2 на 60 получается периодическая дробь 0,0 (3). Эту дробь можно округлить до разряда сотых. Тогда получим ответ 0,03
2 : 60= 0,03ч
При переводе единиц измерения времени также применима схема, облегчающая сориентироваться, что применять — умножение или деление:
Например, переведём 25 минут в часы, пользуясь данной схемой.
Итак, мы должны перейти из минут в часы. Другими словами, перейти из младшей единицы измерения в более старшую (часы старше минут). Смотрим на схему и видим, что стрелка указывающая переход из младших единиц в более старшие, направлена вверх и в конце стрелки указано, что мы должны применить деление:
Теперь нужно узнать, сколько минут содержится в одном часе. В одном часе содержится 60 минут. А час, который содержит только 25 минут будет намного меньше. Чтобы его найти, нужно 25 разделить на 60
При делении 25 на 60 получается периодическая дробь 0,41 (6). Эту дробь можно округлить до разряда сотых. Тогда получим ответ 0,42
25 : 60 = 0,42 ч
Как перевести Вт в Ом
На сегодняшний день отыскать удобный конвектор переводов несложно. По сети их существует множество и каждый из них работает в автоматическом дистанционном режиме. Все, что нужно от пользователя, это ввести запрашиваемые цифры, прежде чем начать подключать оборудование в сеть. Стоит указать, что существуют разные конвекторы. Некоторые переводят данные ватты, а некоторые сразу в омы. Перевести же ватты в омы без его помощи можно, используя простой пример, приведенный ниже.
В целом, для того чтобы узнать необходимые данные, нужно использовать приведенные выше формулы или применить для этой работы онлайн конвектор. Данные измерительные величины помогут посчитать используемую энергию конкретным аппаратом и произвести другие расчеты в области электрики.
Таблица вычисления
Чтобы перевести амперы в киловатты или наоборот есть специальная таблица. Используя ее, можно быстро и без особых проблем найти нужное значение.
Выглядит таблица вычисления примерно так:
Используя эту таблицу, можно без проблем провести нужные замеры и определить требуемое для конкретных целей значение.
Это важно! Для конвертации этих двух величин одна в другую, пользователю необходимо знать, под каким напряжением работает тот или другой аппарат, ведь без этого выполнить правильные вычисления невозможно. Но прежде чем переводить эти значения, нужно знать, что каждое из них конкретно обозначает
Так вот, амперы являются единицей измерения силы, которую имеет электрический ток, а киловаттами меряется мощность. Эти показатели обязательно знать необходимо, при подборе соответственного защитного или другого электрического оборудования, для пользования
Но прежде чем переводить эти значения, нужно знать, что каждое из них конкретно обозначает. Так вот, амперы являются единицей измерения силы, которую имеет электрический ток, а киловаттами меряется мощность. Эти показатели обязательно знать необходимо, при подборе соответственного защитного или другого электрического оборудования, для пользования.
Расчет тока
Величина тока рассчитывается по мощности и необходима на этапе проектирования (планирования) жилища – квартиры, дома.
- От значения этой величины зависит выбор питающего кабеля (провода), по которому могут быть подключены приборы электропотребления к сети.
- Зная напряжение электрической сети и полную нагрузку электроприборов, можно по формуле вычислить силу тока, который потребуется пропускать по проводнику (проводу, кабелю). По его величине выбирают площадь сечения жил.
Если известны электропотребители в квартире или доме, необходимо выполнить несложные расчёты, чтобы правильно смонтировать схему электроснабжения.
Аналогичные расчёты выполняются для производственных целей: определения необходимой площади сечения жил кабеля при осуществлении подключения промышленного оборудования (различных промышленных электрических двигателей и механизмов).
Необходимые расчёты
Сначала нужно проверить розетки, которые подключены к выбранному автомату. Иногда автоматическое устройство питает не только бытовую технику, но и приборы освещения. При неправильном монтаже электрической проводки в доме все снабжение может зависеть только от одного аппарата. Подсчитывают общее количество потребителей, складывают напряжение, которое необходимо им для работы.
В результате выйдет сумма ватт, которые поставляет автоматическое устройство этим приборам. Скорее всего, техника не будет подключена одновременно, но формула даст возможность высчитать максимальный показатель потребляемого напряжения. Если на каком-то устройстве указана не определённая мощность, а её интервал, то необходимо брать самую большую величину.
Минимальные показатели не учитываются, так как в этом случае автомат будет работать при полной нагрузке. Это недопустимо, ведь в сети случаются перебои, а это приведёт к поломке отключающего прибора. Напряжение в частных домах и на производственных предприятиях отличается. Разделяют два вида:
- однофазная сеть — 220 В;
- двухфазная — 380 вольт.
Однофазная сеть напряжением 220 В
Сила тока I (в амперах, А) подсчитывается по формуле:
I = P / U,
где P – электрическая полная нагрузка (обязательно указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт);
U – напряжение электрической сети, В (вольт).
Ниже в таблице представлены величины нагрузки типичных бытовых электроприборов и потребляемый ими ток (для напряжения 220 В).
Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
Посудомоечная машина | 2000 — 2500 | 9,0 – 11,4 |
Морозильники, холодильники | 140 — 300 | 0,6 – 1,4 |
Мясорубка с электроприводом | 1100 — 1200 | 5,0 — 5,5 |
Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
Электрическая кофеварка | 6з0 — 1200 | 3,0 – 5,5 |
Соковыжималка | 240 — 360 | 1,1 – 1,6 |
Тостер | 640 — 1100 | 2,9 — 5,0 |
Миксер | 250 — 400 | 1,1 – 1,8 |
Фен | 400 — 1600 | 1,8 – 7,3 |
Утюг | 900 — 1700 | 4,1 – 7,7 |
Пылесос | 680 — 1400 | 3,1 – 6,4 |
Вентилятор | 250 — 400 | 1,0 – 1,8 |
Телевизор | 125 — 180 | 0,6 – 0,8 |
Радиоаппаратура | 70 — 100 | 0,3 – 0,5 |
Приборы освещения | 20 — 100 | 0,1 – 0,4 |
На рисунке представлена схема устройства электроснабжения квартиры при однофазном подключении к сети напряжением 220 В.
Как видно из рисунка, различные потребители электроэнергии подключены через соответствующие автоматы к электросчётчику и далее общему автомату, который должен быть рассчитан на нагрузку приборов, которыми будет оборудована квартира. Провод, который подводит питание также должен удовлетворять нагрузке энергопотребителей.
Ниже приводится таблица для скрытой проводки при однофазной схеме подключения квартиры для подбора провода при напряжении 220 В
Сечение жилы провода, мм 2 | Диаметр жилы проводника, мм | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
Ток, А | Мощность, Вт | Ток, А | Мощность, кВт | ||
0,50 | 0,80 | 6 | 1300 | ||
0,75 | 0,98 | 10 | 2200 | ||
1,00 | 1,13 | 14 | 3100 | ||
1,50 | 1,38 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
2,00 | 1,60 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
2,50 | 1,78 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
4,00 | 2,26 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
6,00 | 2,76 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
10,00 | 3,57 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
16,00 | 4,51 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
25,00 | 5,64 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
Как видно из таблицы сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.
Трёхфазная сеть напряжением 380 В
При трёхфазном электроснабжении сила тока I (в амперах, А) вычисляется по формуле:
I = P /1,73 U,
где P -потребляемая мощность, Вт;
U — напряжение в сети, В,
так как напряжение при трёхфазной схеме электроснабжения 380 В, формула примет вид:
I = P /657, 4.
В случае подведения к дому трёхфазного электроснабжения напряжением 380 В схема подключения будет выглядеть следующим образом.
Электрический ток
Для простоты электрические параметры часто объясняют на примере перемещения воды по трубам. Данным термином, выраженным в амперах (А), обозначают скорость передвижения электронов в проводнике. Препятствия для жидкости создают малые размеры и дистанция транспортной системы. На сопротивление электрическому току оказывают влияние:
- наличие свободных электронов, химическая чистота материала;
- площадь поперечного сечения (длина) провода;
- температурные условия.
Как рассчитать число ампер в сети
На практике применяют разные схемы вычислений. В частности, пользуются автоматизированными программами (калькуляторами). Такие инструменты предлагают бесплатно специализированные сайты в режиме онлайн. Ниже представлены формулы и примеры, которые помогут рассчитывать электрические параметры самостоятельно.
Как узнать ток, зная мощность и напряжение
Источник питания постоянного тока (аккумулятор) обеспечивает напряжение на выходе 12 Вольт. Известна мощность потребления – 2 Вт. Как рассчитать ампераж, показано на примере:
К сведению. Для удобства на практике применяют дробные и кратные величины. В данном примере – 167 мА (миллиампер).
Как узнать напряжение, зная силу тока
Выше показано, как посчитать амперы, зная мощность и напряжение. Эту же формулу используют для обратного действия. Если сила тока равна 200 мА, при мощности 2 Вт в точках измерения, прибор покажет следующее напряжение:
U = P/I = 2/0,2 = 10 V.
Как рассчитать мощность, зная силу тока и напряжение
Результат можно вычислить с помощью следующего примера:
P = I*U = 0,2 * 10 = 2 Вт.
В левой части рисунка приведена формула для расчета механической мощности:
- А – полезная работа в Джоулях;
- t – временной период, за который выполнена эта операция.
Как определить мощность цепи, имея тестер сопротивления
В реальных условиях существенное влияние оказывает электрическое сопротивление проводника. Выбрав соответствующий режим, можно узнать действительное значение с помощью мультитестера. Переключатель устанавливают в положение, которое соответствует определенному диапазону. Переходят от больших значений к малым до появления индикации на экране.
При R=20 Ом, зная силу тока I= 200 мА, мощность вычисляют по следующей формуле:
P = I2*R = 0,04*20 = 0,8 Вт.
При необходимости уточняют напряжение:
Для чего нужен расчет тока
Чтобы сделать расчет ампер по мощности для сетей переменного тока с реактивными нагрузками, нужны соответствующие коррекции. Такие потребители смещают вектор тока на 90° вперед (назад) по отношению к напряжению при емкостных (индуктивных) характеристиках, соответственно.
Расчет тока для однофазной сети
Изменение тока, напряжения и мощности по синусоидальному графику объясняет бессмысленность измерения моментальных значений. Параметры рассчитывают с учетом интервалов времени. Как правило, используют полный период одного колебательного цикла.
Генератор при существенном значении реактивной составляющей будет выполнять свои функции менее эффективно. Часть мощности в таком случае не будет выполнять полезную работу.
Расчет тока для трехфазной сети
Этот вариант можно представить, как комбинацию из нескольких однофазных сетей. В представлении векторами на комплексной плоскости будет виден фазовый сдвиг на 120°.
Рисунки демонстрируют напряжения 220 V в каждой фазе и линейное значение 380 V. Следует обратить внимание на ток в нулевом проводнике (I0), который не выполняет полезные функции. Он создается за счет неравномерного распределения подключенных нагрузок.
Как рассчитать мощность тока
Для коррекции индуктивных (емкостных) составляющих применяют расширенную формулу расчета:
При отсутствии таких нагрузок принимают дополнительный множитель равным единице.
Эта таблица ампер поможет подобрать подходящий автомат (предохранитель) с учетом параметров подключенного оборудования.
Зависимость тока от мощности потребления
Номинальный ток защитного устройства, А | Мощность потребления (кВт) для сети | |
Одна фаза | Три фазы | |
2 | 0,4 | 1,3 |
6 | 1,3 | 3,9 |
16 | 3,5 | 10,5 |
25 | 5,5 | 16,4 |
Как пересчитать ватты в амперы
Для подключения электродвигателя нужно взять значение cos ϕ из сопроводительной документации. Эти данные дублируют в специальной бирке, закрепленной на корпусе. Как высчитать амперы для трехфазной сети, показывает следующая формула:
Влияние замкнутого контура
Используя закон Ампера можно сделать вывод о том, каким будет магнитное поле замкнутого контура. Например, можно вертикально ориентировать рамку в поле, силовые линии которого направлены сверху вниз.
Чтобы определить, какое направление будет иметь магнитная индукция в этой ситуации, следует также воспользоваться правилом левой руки. Так как ток в нижней части рамки направлен вправо, руку нужно расположить так, чтобы пальцы были направлены, если смотреть на рисунок, тоже вправо. При этом ладонь должна быть открыта вверх. Большой палец в такой ситуации будет направлен в сторону от наблюдателя.
Применив это правило для верхней части рамки, можно увидеть, что сила Ампера действует по направлению к наблюдателю. То есть, рамке придано вращательное движение. Однако по мере приближения к горизонтальному положению эта сила уменьшается.
Если рамка будет обладать инерцией и благодаря ей проскочит горизонтальное положение, то описанные выше силы вновь начнут действовать: вначале слабо, а затем будут увеличиваться по мере достижения рамкой вертикального положения.