Je suis très nouveau dans l'électronique et je traverse ce qui doit être une difficulté courante pour saisir la tension, le courant et la résistance. Je limiterai ma question au courant car je soupçonne que cette pièce peut faire la lumière sur la tension et la résistance.
J'ai lu quelques questions ici:
Et ils ont aidé un peu mais je continue de me débattre. Une partie spécifique qu'il est difficile pour moi de résoudre mentalement est que je lis sur les unités de mesure de base, mais je ne suis pas tout à fait sûr de ce qui est mesuré. Par exemple, une livre mesure la force de gravité qui tire sur une collection d'atomes. Un gallon est la quantité de liquide qui peut occuper un espace fixe. L'électricité ... Je me perds dans les détails de ce qui est observé.
De nombreuses unités de mesure sont une quantité fixe de quelque chose qui ne change pas (sauf si on y donne suite). Par exemple:
- 1 gallon de lait
- 16 onces de boeuf
- 30 litres d'air
Cela ne semble pas logique avec quelque chose comme le courant qui mesure les électrons constamment en mouvement. Alternativement, nous effectuons des mesures de quelque chose qui change au fil du temps:
- 35 miles par heure
- 128 kilobits par seconde
- 5000 gallons par minute
En ce qui concerne le courant, nous disons simplement "ampères", pas "ampères par quelque chose ". Eh bien, je comprends que les "ampères" mesurent le flux d'électrons, mais que signifie exactement ce "flux"? Est-ce le nombre d'électrons (ou le nombre d'autre chose) passant par un emplacement sur un circuit en une seconde (ou une autre unité) de temps? Quand je touche les fils de mon multimètre à un fil, qu'est-ce qu'il "regarde" exactement?
J'ai lu que les volts sont une mesure de l'énergie potentielle liée aux joules et aux coulombs ( http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_2/1.html ) (plus de confusion mais c'est bien) et je crois que les coulombs sont mesurés par seconde. Est-ce que la seconde se répercute également sur les amplis?
La seule autre chose à laquelle je peux penser, c'est que les amplis pourraient être plus comme la pression où vous mesurez des livres par pouce carré .
Je sais que l'électricité est l'électricité et aucune analogie n'est parfaite. J'essaie de comprendre l'électricité pour ce qu'elle est, je ne suis pas sûr de savoir comment ces mesures sont réellement effectuées. Peut-être que je réfléchis trop, mais une compréhension plus approfondie serait formidable.
(Si cela a déjà été expliqué à mort, je m'excuse, je ne connais peut-être pas le meilleur terme de recherche à utiliser.)
Mec, en tant que nouveau venu sur ce site, je suis tellement époustouflé que tant de gens ont pris autant de temps pour m'aider à comprendre cela. Comme beaucoup de choses, je pense que ça va prendre du temps et beaucoup plus de lecture / expérience pour "s'enfoncer" mais toutes les réponses étaient si utiles. Je marque la réponse «les amplis incluent le temps» comme celle qui m'a le plus aidé, car elle répondait au cœur de ma question «les amplis par quoi ?». J'imagine des "amplis" un peu comme des " nœuds " dans le sens où les quantités font partie de la définition du mot au lieu d'être explicitement déclarées comme elles le seraient dans une autre unité comme "miles par heure ". Ce n'est pas une analogie parfaite, mais au moins cela m'aide à comprendre où sont passés tous les chiffres.
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Réponses:
Les ampères incluent le temps ...
Ampères = Coulombs par seconde
Cela dit plus simplement que ...
Current = amount of charge per time interval
C'est une métrique de débit. Comme de l'eau ... litres (volume -> quantité) par minute (temps)
Plus en profondeur
- Article Wikipedia
Sondage
Si vous êtes en mode de mesure de tension, vous mesurez effectivement la "pression" entre les deux fils - le degré auquel les charges dans un fil cherchent à atteindre l'autre (mais ne peuvent pas). La raison pour laquelle le gradient de charge ne peut pas être neutralisé dépend du circuit. Dans un condensateur, par exemple, une barrière quelconque l'empêche. L'existence d'une tension entre deux points nécessite qu'un tel gradient existe.
Si vous êtes dans un mode de mesure de courant, les fils sont installés dans le chemin de courant (en série avec) et le compteur mesure la quantité de charge qui les traverse en temps unitaire (il le fait en fait indirectement en appliquant la loi d'Ohm).
Lectures complémentaires
Bodanis, David (2005), Electric Universe, New York: Three Rivers Press, ISBN 978-0‐307‐33598‐2
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Current = charge per unit time
ourate of change of charge
; pas besoin d'inclure des unités lorsque vous semblez simplement spécifier des dimensions.L'unité de charge la plus fondamentale est l'électron, mais il est peu pratique à utiliser. Un coulomb est une plus grande unité de charge représentant la charge d'environ 6 241 509 324 000 000 000 d'électrons. Un ampère est une unité sténographique représentant un débit d'un coulomb (soit 6 241 509 324 000 000 000 d'électrons) par seconde, ce qui signifie que si un fil a un ampère de courant continu qui le traverse, il y aura environ 6 241 509 324 000 000 000 d'électrons supplémentaires entrant dans une extrémité et quitter l'autre que l'inverse.
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Plutôt que de répondre directement à votre question (d'autres l'ont fait assez bien), j'aimerais introduire un modèle mental et un outil analytique qui devraient vous aider à comprendre ces réponses. Cet outil est l'analyse dimensionnelle .
Le concept fondamental est qu'une unité est un symbole qui peut être manipulé algébriquement. Je pense qu'un exemple est le meilleur. Nous savons que le volume d'un cuboïde rectangulaire est sa largeur, multiplié par sa hauteur, multiplié par sa profondeur. Disons que nous le mesurons à 1 mètre de haut, 2 mètres de large et 3 mètres de profondeur. Alors:
Autrement dit, le volume de ce cuboïde est de six mètres cubes. Mais nous pouvons mesurer le volume en unités autres que les mètres cubes. En fait, trois unités de longueur, multipliées ensemble, sont une unité de volume. L'aire est deux unités de longueur multipliées ensemble, donc si je multiplie l'aire par la longueur, j'obtiens du volume. Alors disons que je veux mesurer le volume dans une unité wacko que je viens de fabriquer, l'acre-inch.
Six mètres cubes correspondent à 0,058 acre-pouces. Pourquoi voudrais-je mesurer le volume en acres-pouces? Je n'ai aucune idée, mais je peux. Le fait est que les unités peuvent être manipulées algébriquement.
Cela donne un nouvel aperçu de la signification des unités. Choisissez n'importe quelle unité, comme le watt , et wikipedia vous dira quelque chose comme:
L'élégance des unités SI est que toutes les unités sont liées par un facteur 1, nous n'avons donc pas à l'écrire. Donc, ce que cela dit, c'est qu'un watt est égal à un joule par seconde. Ou, un newton-mètre par seconde. Ou, un kilogramme-mètre carré par seconde cube. Ou, un watt est un volt-ampère. Ce sont tous la même chose.
Sachant que le courant peut être mesuré en ampères et que la tension est en volts, la puissance doit être mesurée en volts-ampères. Et bon, selon Wikipedia, c'est un watt:
par conséquent:
Voici quelques exemples supplémentaires d'analyse dimensionnelle:
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Vous avez un malentendu.
Les ampères mesurent le courant.
Les volts mesurent la différence de potentiel. La tension est un autre mot pour la différence de potentiel, lorsque vous la mesurez avec les unités de volts.
Comme d'autres l'ont répondu, les amplis mesurent le flux d'électrons et un ampli équivaut à 1 cuolomb de charge passant par seconde.
Lorsque le courant dans un fil change, il n'est pas rare de mesurer le taux de changement en "ampères par seconde" ou A / s.
Les volts peuvent être réécrits en watts par ampère ou en joules par cuolomb. Regardons la deuxième forme, joules par cuolomb.
Cela signifie que si le potentiel à un certain point de l'espace est maintenu constant à 1 V, il faudra 1 joule d'énergie pour pousser 1 C de charge à cet endroit.
Ou il faudrait 1 J / s pour déplacer 1 C / s à cet endroit; 1 Watt par ampère de courant circulant vers cet emplacement.
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Une analogie mécanique peut aider à trier les choses.
Dans une analogie mécanique, la force est analogue à la tension tandis que la vitesse est analogue au courant (électrique) .
Comme vous le savez peut-être, le produit de la force et de la vitesse est la puissance (mécanique) et, de façon analogue, le produit de la tension et du courant est la puissance (électrique).
Alors que la force est l'énergie par mètre, la tension est l'énergie par Coulomb (Coulomb est l'unité de charge électrique).
Alors que la vitesse est de mètres par seconde, le courant est de Coulombs par seconde.
Nous appelons la force et la tension du travers des variables alors que la vitesse et le courant sont par des variables.
Dans les deux cas, le produit de la variable transversale et traversante est l'énergie par seconde qui est la puissance.
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Donnons un coup avec une analogie commune pour les circuits.
Un circuit est comme une rivière . L'eau dans une rivière coule toujours "en descente" parce que l'eau au sommet de la colline veut descendre. L'eau cherchera toujours un point inférieur.
Si l'eau descend toujours en descente, comment est-ce un circuit?
Eh bien, vous pouvez penser à une rivière "en boucle" qui coule en descente - mais à une extrémité, il y a une roue à aubes qui ramène l'eau en bas vers le haut. Cette roue prend de l'eau à bas niveau, sans motivation pour couler n'importe où, et la "pousse" vers le haut, avec beaucoup de motivation pour couler en descente.
Si nous considérons la "hauteur" comme "l'énergie potentielle", la roue hydraulique prend de l'eau à faible énergie potentielle et la place dans une position d'énergie à potentiel élevé - "injectant" essentiellement de l'énergie potentielle gravitationnelle dans l'eau. cette eau nouvellement dynamisée ne perd pas de temps à dépenser cette énergie pour redescendre.
Cette «propension à descendre» est appelée potentiel, ce qui dans notre cas est analogue à la tension .
Le courant de la rivière est ... enfin .. Courant . Comment mesureriez-vous le courant d'une rivière?
Je dirais ... "prenez un chronomètre et chronométrez combien de litres d'eau passent par une certaine marque dans la rivière en une seconde". Cela ressemble à un moyen raisonnable de quantifier un courant. Litres par seconde.
Dans un circuit, votre eau est chargée. Au lieu de chronométrer combien de litres d'eau passent par un point sur un fil après une seconde, vous pouvez mesurer le nombre d'unités de charge qui passent par un point spécifique sur un fil par seconde.
Tout comme dire "décimètres cubes" est une bouchée et nous lui donnons une unité pratique - "litre", nous donnons également à "charge par seconde" un nom pratique - "ampères".
Nous le faisons beaucoup - "miles par gallon" se transforme en "kilométrage", "kilogrammes fois mètres par seconde par seconde" se transforme en "newton", "joules par seconde" se transforme en "watts".
Si la gravité ne le fait pas pour vous, pensez à l' eau dans les tuyaux et à la pression de l'eau .
J'ai de l'eau sous pression à une extrémité et de l'eau sans pression à l'autre. L'eau se déplacera du côté sous pression vers le côté sans pression. La pression est une mesure de la force de toutes les molécules d'eau voulant s'éloigner les unes des autres. Les molécules d'eau ont une distance confortable et la pressurisation consiste à pousser ces molécules d'eau de plus en plus près de ce point confortable.
Vous vous souvenez peut-être que les électrons se repoussent. Lorsque vous avez une «haute tension», vous avez vraiment une «haute pression électronique» - les électrons de rembourrage sont trop rapprochés pour leur propre confort.
Notez que cette analogie est en fait très littérale - la tension peut vraiment être considérée comme une pression électronique!
Tout comme mettre trop d'air dans un ballon ... les choses qui sont trop rapprochées voudront "s'échapper", et il y a une vraie force.
Maintenant, revenons à nos conduites d'eau - l'eau voudra se précipiter de l'extrémité pressurisée à l'extrémité non pressurisée.
Réfléchissez bien au tuyau. Quand nous laissons l'eau couler ... qu'est-ce qui se précipite réellement ? Est-ce les molécules d'eau? Imaginez une seule molécule d'eau à l'extrémité pressurisée et laissez la pression "aller". Cette molécule ne se précipitera pas à l'autre bout. Il restera juste en place pendant que la pression s'égalisera.
Alors qu'est-ce qui bouge réellement ?
La pression bouge.
Disons que vous avez un petit affichage à chaque pouce sur le tuyau qui mesure la pression à ce point précis. Au début, tous ceux de gauche sont hauts; tous ceux de droite sont bas.
Lorsque vous relâchez la pression ... vous voyez que ces affichages commencent à changer. L '«Altesse» commence à se déplacer vers la droite.
Supposons qu'un affichage indique "50" pour la pression, puis l'écran suivant à droite indique "20". Une seconde plus tard, le premier affichage indique maintenant "40" et le second indique "30". Vous pouvez voir cela comme 10 unités de "pression" se déplaçant vers la droite à un taux de 10 unités de pression par seconde. Ceci est courant - 10.
Maintenant, je joue un peu avec les dimensions et en quelque sorte en agitant à la main certaines des différences entre le potentiel et la charge, mais le principe de base est le même.
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