Калькулятор силы тока

Что такое электрический ток?

Электрический ток — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. В металлах этими частицами являются электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), а в газах — ионы и электроны.

Различают два основных вида электрического тока:

• Постоянный ток (DC) — ток, направление и сила которого с течением времени не изменяются. Источниками постоянного тока являются гальванические элементы, аккумуляторы и блоки питания.
• Переменный ток (AC) — ток, который периодически изменяется по величине и направлению. Наиболее распространенным является синусоидальный переменный ток. Он используется в бытовых и промышленных электросетях, так как его легко трансформировать (повышать или понижать напряжение) с минимальными потерями.

Сила тока является количественной мерой электрического тока, показывающей, какой заряд переносится через сечение проводника за единицу времени. Обозначается символом I.

Как рассчитать силу тока?

Согласно определению, сила тока численно равна количеству электрического заряда Q, прошедшего через поперечное сечение проводника за единицу времени t:

I = t × Q

Единицей измерения силы тока в Международной системе единиц (СИ) является ампер (А). Один ампер соответствует прохождению одного кулона заряда за одну секунду.

Расчет постоянного тока

В цепях постоянного тока напряжение и ток не изменяются во времени, а нагрузка, как правило, носит чисто активный характер (например, резисторы, нагревательные элементы, лампы накаливания). В таких условиях сила тока определяется напрямую из закона Ома для участка цепи:

I = U / R

• U — напряжение на участке цепи, В;
• R — электрическое сопротивление, Ом.

Эта формула показывает, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Если известна мощность потребителя P, ток можно определить через неё:

I = P / U

• P — мощность, выделяемая на участке цепи, Вт.

Расчет однофазного переменного тока

В цепях однофазного переменного тока расчёты усложняются, поскольку ток и напряжение могут быть несинфазными — между ними существует угол сдвига фазы φ, возникающий из-за наличия реактивных элементов (катушек индуктивности и конденсаторов).

Активная мощность в таких цепях выражается формулой:

P = U × I × cosφ

• cosφ — коэффициент мощности, показывающий долю полезной энергии.

Из этого выражения можно выразить ток:

I = P / (U × cosφ)

Если в цепи отсутствует реактивная нагрузка (чисто активная цепь), то cosφ = 1, и формула сводится к закону Ома для постоянного тока.

Расчет трехфазного переменного тока

В трёхфазных электрических системах ток рассчитывается с учётом характера соединения нагрузок — звездой (Y) или треугольником (Δ). Но конечные формулы будут совпадать, поскольку при переходе от фазных к линейным величинам коэффициенты √3 взаимно компенсируются:

• в соединении «звездой» фазное напряжение меньше линейного в √3 раза, но токи одинаковы;
• в соединении «треугольником» наоборот: ток меньше линейного в √3 раза, но напряжения одинаковы.

Итого для трёхфазной системы линейного тока формула будет выглядеть следующим образом:

I = P / (√3 × U × cosφ)

• P — активная мощность системы, Вт;
• U — линейное напряжение (между фазами), В;
• cosφ — коэффициент мощности.