Az elektromos áramkörök a mobiltelefon , hűtőszekrény, asztali lámpa és minden más elektronikus úgy tervezték, bizonyos szabályok szerint . A szabályok irányítják a dolgokat, mint mi teljesítmény az izzó tudunk egy socket, milyen vastag a vezetékeket kell lenniük , és milyen hosszú a vezetékeket is . A szabályok célja, hogy megvédje a vezetékeket , hogy túl meleg.
Az összeget a drót felmelegszik attól függ, hogy az összeg a jelenlegi fut át , és az ellenállást a vezeték . Az ellenállás a vezeték attól függ, hogy a geometria : hosszabb vezetékek nagyobb ellenállást , míg a nagyobb átmérőjű vezetékek alacsonyabb ellenállása. Az ellenállás huzal attól is függ, hogy az anyag készült a : azonos alakú vezetéket alumíniumból vagy ezüstből lesz más ellenállás. Annak megállapításához, a jelenlegi teherbíró képességét ezüst , meg kell, hogy kitaláljuk, hogy mennyi a jelenlegi ezüst lehet folytatni , mielőtt nem lesz túl meleg. Utasítások
1
információkat gyűjt a tulajdonságait az ezüst . Szükséged lesz az ellenállás, ami azt jelzi, hogy mennyi anyag ellenáll az elektromos áram; sűrűség a tömeg , amely azt méri, hogy milyen nehéz egy bizonyos mennyiségű anyag ; és a fajhő, amely méri , hogy milyen könnyen a lényeges változások hőmérséklet, amikor energiát nyel el.
szerint Periodictable.com , meghatározza a fajlagos ellenállása ezüst kiszámítása : rho_r , 1,6 x 10 ^ -8 méter ohm ; a tömeg sűrűsége , rho_m , a 10,49 g /cm ^ 3 ; fajhő , C, 235 joule /kg – Kelvin .
2
Határozza meg a geometriája meg az ezüst drót . Az ellenállás függ a geometria .
Például , ha volna egy 30 cm-es darab 20- es drót , amelynek területe 0,5 négyzetméter milliméter.
3
Számolja ki az ellenállást a vezeték . Az ellenállást a fajlagos ellenállás által adott alkalommal a hosszúság /terület . Az ellenállás határozza meg, hogy mennyi energia szívódik fel a vezetéket , amikor áram halad át . A példánál maradva , R = rho_r xl /terület = 1,6 x 10 ^ -8 m – Ohm x 0,3 m /( 5 x 10 ^ -7 m ^ 2 ) = 9,6 x 10 ^ -4 ohm.
4.
számítani a maximális megengedett hőmérséklet . Ez a hőmérséklet lehet az olvadáspontja a huzal szigetelés, a gyulladási hőmérséklete egy nyomtatott áramköri lap vagy — a legszélsőségesebb esetben lehetséges — olvadáspontját az anyag. Ebben a példában feltételezzük, a maximális hőmérséklet 200 ° C , a közös hőmérséklet minősítést szigetelés .
5
Határozza meg, hogy a hőmérséklet-változás , mint a vezeték elnyeli az energiát. Lesz kiszámításához az energiát a vezeték elnyeli joule-ban , egy egységnyi energia . Számoljuk ki a hőmérséklet-emelkedés egy Joule energia a vezetékben . A hőmérséklet- emelkedés által adott inverz a hőkapacitás -szerese a huzal tömege , ami rho_m x hosszúság x területen.
A példában a huzal tömege rho_m x hosszúság x = területen . 0105 kg /cm ^ 3 x 30 cm x 0,005 cm ^ 2 = 0,0016 kg. Szorozzuk ezt a hőkapacitása és fordítsa az eredményt , hogy a hőmérsékleti együtthatója , Tc : 1 /( 235 J /kg -K x 0,0016 kg) = 2,6 K /J. Azaz , a vezeték emelkedik a hőmérséklet 2,6 Kelvin ( ami ugyanaz , mint 2,6 Celsius-fok) minden joule elnyelt energia a vezetékben .
6 Heat az ellenség az elektromos áramkörök : túlfűtött vezeték károsíthatja az áramkört , vagy akár tüzet .
kiszámításához a jelenlegi vezeték vehet , mielőtt eléri a maximális hőmérséklet . A disszipált teljesítmény egy adott ellenállás a jelenlegi időkben négyzetes az ellenállás, így a maximális teljes áram adja I_total = sqrt ( ( maximum hőmérséklet – kiindulási hőmérséklet) /( x Tc R)).
találta a maximális hőmérséklet a 4. lépésben , talált Tc 5. lépésben , és számított R 3. lépés . a Tegyük fel például, a kör kezdődik, 25 ° C , így a maximális áram adja I_total = sqrt ( ( 200 – 25) /(2,6 x 9,6 x 10 ^ -4 ) ) = 265 amper .
7
Döntse el, hogy mennyi idő a vezetéket kell folytatni a jelenlegi . Ossza el a teljes áram az időt a vezeték lesz könyv a jelenlegi . Például , lehet, hogy egy áramkör, ami jelzést küld az aktuális keresztül ezüsthuzal két percig — 120 másodperc. Ekkor a maximális átlagos jelenlegi lehetne folytatni lenne 265 amps/120 másodperc : 2,2 amper .
