Hvad er forstærkere,

Så meget af vores dagligdag kører på elektricitet, alligevel kender de fleste af os ikke forskellen mellem en 60-watt og 75-watt pære, eller hvordan spændingen fra stikkontakten leverer saft nok til at køre både en lille skrivebordslampe og en kraftig mikrobølgeovn.

De tre mest basale enheder i elektricitet er spænding ( V ), nuværende ( jeg , store "i") og modstand ( R ). Spænding måles i volt , strøm måles i forstærkere og modstand måles i ohms .

En pæn analogi til at forstå disse udtryk er et system med VVS -rør. Spændingen svarer til vandtrykket, strømmen svarer til strømningshastigheden, og modstanden er som rørstørrelsen.

Der er en grundligning inden for elektroteknik, der angiver, hvordan de tre udtryk forholder sig. Det siger, at strømmen er lig med spændingen divideret med modstanden eller I =V/R. Dette er kendt som Ohms lov.

Lad os se, hvordan denne relation gælder for VVS -systemet. Lad os sige, at du har en tank med trykvand tilsluttet en slange, som du bruger til at vande haven.

Hvad sker der, hvis du øger trykket i tanken? Du kan sikkert gætte, at dette får mere vand til at komme ud af slangen. Det samme gælder for et elektrisk system:Forøgelse af spændingen vil få mere strøm til at strømme.

Lad os sige, at du øger diameteren på slangen og alle beslag til tanken. Du har sikkert gættet på, at dette også får mere vand til at komme ud af slangen. Dette er som at reducere modstanden i et elektrisk system, hvilket øger strømmen.

Elektrisk effekt måles i watt . I et elektrisk system strøm ( P ) er lig med spændingen ganget med strømmen.

Vandanalogien gælder stadig. Tag en slange og peg den mod et vandhjul som dem, der blev brugt til at dreje slibesten i vandmøller. Du kan øge den effekt, der genereres af vandhjulet på to måder. Hvis du øger trykket i det vand, der kommer ud af slangen, det rammer vandhjulet med meget mere kraft, og hjulet drejer hurtigere, skaber mere strøm. Hvis du øger strømningshastigheden, vandhjulet drejer hurtigere på grund af vægten af ​​det ekstra vand, der rammer det.

På den næste side, vi taler mere om elektrisk effektivitet.

Elektrisk effektivitet

I et elektrisk system, øge enten strømmen eller spændingen vil resultere i højere effekt. Lad os sige, at du har et system med en 6-volts pære tilsluttet et 6-volts batteri. Pærens effekt er 100 watt. Brug af ligningen I =P/V , vi kan beregne, hvor meget strøm i ampere der ville være nødvendig for at få 100 watt ud af denne 6-volts pære.

Du ved, at P =100 W, og V =6 V. Så, du kan omarrangere ligningen for at løse for I og erstatte i tallene.

I =100 W/6 V =16,67 ampere

Hvad ville der ske, hvis du bruger et 12-volts batteri og en 12-volts pære til at få 100 watt strøm?

I =100 W/12 V =8,33 ampere

Så, dette sidstnævnte system producerer den samme effekt, men med halvdelen af ​​strømmen. Der er en fordel ved at bruge mindre strøm til at lave den samme mængde strøm. Modstanden i elektriske ledninger forbruger strøm, og den forbrugte effekt stiger, når strømmen gennem ledningerne stiger. Du kan se, hvordan dette sker ved at lave en lille omlægning af de to ligninger. Hvad du har brug for er en ligning for magt i form af modstand og strøm. Lad os omarrangere den første ligning:

I =V/R kan omformuleres til V =I*R

Nu kan du erstatte ligningen for V i den anden ligning:

P =V*I erstatning for V får vi P =I*R*I, eller P =I ² *R

Hvad denne ligning fortæller dig er, at den strøm, der forbruges af ledningerne, stiger, hvis ledningernes modstand øges (f.eks. hvis ledningerne bliver mindre eller er lavet af et mindre ledende materiale). Men det stiger dramatisk, hvis strømmen gennem ledningerne stiger. Så, brug af en højere spænding til at reducere strømmen kan gøre elektriske systemer mere effektive. Effektiviteten af ​​elektriske motorer forbedres også ved højere spændinger.

Denne forbedring af effektiviteten er det, der fik bilindustrien til at overveje at skifte fra 12-volts elektriske systemer til 42-volts systemer i 1990'erne. Efterhånden som flere biler blev leveret med elektriske bekvemmeligheder-videodisplays, sædevarmere, "smart" klimakontrol - de krævede tykke bundter ledninger for at levere nok strøm. Skift til et højere spændingssystem ville give mere strøm med tyndere gauge ledninger.

Skiftet skete aldrig, fordi bilproducenter var i stand til at øge effektiviteten med digital teknologi og mere effektive elektriske pumper ved 12 volt. Men nogle nye modeller anvender hybridsystemer med en separat 48-volts generator til at drive avancerede funktioner som inaktiv lukning og samtidig øge den samlede systemeffektivitet.

For at lære mere om elektricitet og relaterede emner, tjek linkene på den næste side.

Oprindeligt udgivet:31. okt. 2000

Masser mere information

relaterede artikler

• Sådan fungerer strømnet
• Sådan fungerer elektricitet
• Sådan fungerer nødstrømssystemer
• Hvilke apparater bruger mest strøm?
• Hvor meget koster det at køre et elektrisk tæppe?