Krag teen spanning: Vergelykende analise en feite


Hierdie artikel sal drywing vs spanning in detail bespreek, soos die verband tussen drywing vs spanning, reaktiewe drywing, motorkrag, drywingsfaktor, ens.

Vergelyking tussen krag en spanning:

PowerSpanning
Drywing is die tempo van energie wat geabsorbeer of verskaf word met betrekking tot tyd. Spanning is die potensiaalval tussen twee punte.
Wiskundige definisie van drywing is die vermenigvuldiging of produk van oombliklike spanning en oombliklike stroom van 'n stroombaan. Wiskundige definisie van spanning (soos Ohm se wet) is die produk of vermenigvuldiging van weerstand en stroom van 'n pad of tak van 'n stroombaan.
P = VI V = IR

Is drywing gelyk aan spanning?

Spanning is die potensiaalval tussen twee punte, terwyl drywing die tempo van energie is wat geabsorbeer of verskaf word met betrekking tot tyd.

Die oombliklike (of onmiddellike) krag van enige stroombaan kan beskryf word as die produk van oombliklike (of onmiddellike) stroom (i) en oombliklike (of onmiddellike) spanning (v). Die meeteenheid (of komponent) van drywing is die watt. Spanning is die elektromotoriese krag, en sy meeteenheid is Volt.

Wat is die verband daarvan met spanning en krag?

Krag is die tempo van absorbering en verskaffing van energie met betrekking tot tyd, en die meeteenheid daarvan is watt.

Om die verband tussen krag en spanning te definieer, uit fisika, weet ons dit

[latex] p\Delta =\frac{\mathrm{d} w}{\mathrm{d} t} [/latex]

 Waar p drywing in watt is, w energie in joule is, en t tyd in sekondes is.

nou, [latex] p =\frac{\mathrm{d} w}{\mathrm{d} t} = \frac{\mathrm{d} w}{\mathrm{d} t} \frac{\mathrm{ d} q}{\mathrm{d} t} = vi [/latex]

dus [latex] p =vi [/latex]

Hier is p die oombliklike drywing, 'n wisselende tydhoeveelheid, v is die oombliklike spanning, en i is die oombliklike stroom.

Die rigting van stroom en spanning polariteit bepaal die teken van drywing. Wanneer krag in 'n positiewe teken is, word krag gelewer wat deur 'n element waargeneem word. As die krag in 'n negatiewe teken is, word krag verskaf deur enige element.

Volgens passiewe tekenkonvensie gaan die stroom in deur die positiewe polariteit van die spanningsbron; wanneer krag positief is, wat die absorberende krag impliseer, en as krag negatief is, wat beteken dat die element krag vrystel of verskaf.

Kragbeperking vs kernspanning

Die terme kernspanning en drywingsbeperking is gedefinieerde terme vir mikroverwerkers.

Kragbeperking is die maksimum grootte krag wat deur die sisteem geproduseer of verbruik kan word. In sommige gevalle, wanneer kragverbruik die spesifieke kraglimiete vir die verwerker oorskry, dit is wanneer die verwerker outomaties die kernfrekwensie verminder om die krag in sy vereiste reeks te minimaliseer.

Op dieselfde tyd, Kernspanning is 'n spanning spesifiek gedefinieerde spanningstoevoer na die verwerkerkern van 'n mikroverwerker. Elke mikroverwerker het 'n spesifieke reeks kernspanning, wat wys dat die reeks kernspanning kan verskil met die vervaardiger of tipe mikroverwerker, wat beteken dat die vervaardiger die verwerker kan konfigureer om enige spanning binne die omvang van die gedefinieerde kernspanning te gebruik.

Kragfaktorbeheer vs spanningsbeheer

Die spanningsvlak kan beheer word deur die produksie-absorpsie en reaktiewe kragvloei in 'n stroombaan te beheer.

Verskillende toestelle of metodes om spanningsoektog te beheer as bron of sink van reaktiewe krag soos

  • shunt kapasitor sinchrone kondensor.
  • Shunt reaktors.
  • Statiese var-kompenseerders. 
  • Lynreaktansie kompensators soos serie kapasitors. 
  • Induksie reguleerders.
  • Tik verander transformators.

Kragfaktor beheer kan gebruik word om die kragfaktorlading te verhoog, wat die doeltreffendheid van die verspreidingstelsel verbeter. Vir drywingsfaktorbeheer kan induktore, kapasitors, gelykrigters, ens., gebruik word.

Daar is spesifieke toerusting wat vir kragfaktorbeheer gebruik word. Daardie is:

  • Statiese kapasitors,
  • Sinchroniese kondensor,
  • Fase vorder.

Kragverlies vs spanningsval

Spanningsval is die daling of afname in elektriese potensiaal in 'n stroombaan, terwyl kragverlies die vermorsing van elektriese energie is.

Spanning daling in 'n stroombaan word oor die algemeen veroorsaak deur die weerstand van die stroom wat deur 'n geleier vloei, of 'n draad is enige lengte of grootte van draad wat 'n mate van weerstand het. En stroom wat deur die draad loop, veroorsaak die spanningsval soos die lengte van die draad toeneem, weerstand verhoog, wat 'n aansienlike spanningsval in die stroombaan tot gevolg het. Terselfdertyd kan kragverlies veroorsaak word deur enige fout in die stroombaan of as gevolg van die lae doeltreffendheid van die algehele stroombaan. Kragverlies word oor die algemeen veroorsaak deur 'n kortsluiting, kaskadefout, lont, geraas, ongewenste kragafvoer, ens.

Die spanningsval oor 'n stroombaan kan bepaal word deur die waarde van die impedansie van die algehele stroombaan. Terselfdertyd kan die kragverlies in 'n stroombaan bepaal word deur die verskil in inset- en uitsetkrag van die stroombaan.

Soos die spanning toeneem, neem alle stroom toe deur die stroombaan, wat meer kragverlies oor enige komponent of draad van die stroombaan kan veroorsaak.

krag vs spanning
Image Credit: "Hoë spanning" by ElleFlorio is gelisensieer onder CC BY-SA 2.0

Krag DB vs spanning DB

Spanning of kragwins, of enige wins in elektroniese kan in db gedefinieer word.

Spanningswins in terme van DB (beteken desibels) kan gedefinieer word as die verskil tussen die uitsetspanningsvlak (of inset elektriese potensiaalvlak) in desibel in die insetspanningsvlak (of uitset elektriese potensiaalvlak) in desibels. 

Die waarde is ook gelyk aan die 20 keer standaard log van die verhouding van uitsetspanning ( [latex] V_out [/latex] ) tot die insetspanning ( [latex] V_in [/latex] ).

[latex] db= 20 log10 \frac{v_o}{v_i} [/latex]

Waar [latex] v_o [/latex] die uitsetspanning is en vi die insetspanning is

'n Drywingswins in DB kan beskryf word as die verskil tussen die drywing wat in die stroombaan se uitset in desibel opgewek word en die insetkrag na die stroombaan in desibels.

Die waarde van drywingswins is gelyk aan 10 keer van die algemene logaritme van die verhouding van drywing opgewek by die uitset van die stroombaan tot die insetkrag na die stroombaan.

[latex] db= 10 log10 \frac{p_o}{p_i} [/latex]

Waar [latex] p_o [/latex] die drywing is wat by die uitset van die stroombaan opgewek word.

En [latex] p_i [/latex] is die insetkrag na die stroombaan.

Kragwins vs spanningswins

Soms kan kragtoename nie duidelik wees in terme van insetkrag en uitsetkrag nie.

Die kragwins van 'n stroombaan kan beskryf word as die verhouding van uitsetkrag opgewek tot insetkrag wat op die stroombaan toegepas word. Die spanningstoename kan gedefinieer word as die verhouding van uitsetspanning wat in die stroombaan geproduseer word tot die insetspanning wat op die stroombaan toegepas word.

Kragversterker vs spanningsversterker

Die versterker is 'n toestel wat gebruik word om die algehele krag van 'n sein te verhoog of te verhoog.

A spanning versterker word gebruik om die spanningsvlak (of elektriese potensiaalvlak) by die uitset van die versterker te verhoog. Dit gaan ook onder die naam van 'n kleinseinversterker. Die koppeling wat in hierdie versterker gebruik word, is RC-koppeling. Terwyl 'n drywingsversterker gebruik word om die drywingsvlak by die uitset van die versterker te verhoog, word hierdie versterker ook herken as 'n groot seinversterker. Die koppeling wat in hierdie versterker gebruik word, is transformatorkoppeling.

Die grootte van die insetsein van die krag versterker is relatief meer omvangryk as dié van die insetsein van 'n spanningsversterker. Die waarde van Beta van enige kragversterker is baie hoër as dié van 'n spanningsversterker. Hitteafvoer by 'n drywingsversterker is hoër as dié van 'n spanningsversterker. Die lasimpedansie is relatief hoër vir 'n spanningsversterker as 'n drywingsversterker.

Kragversorger vs spanningreguleerder

'n Kragversorger is 'n toestel wat die toestel teen kragstuwings of -punte beskerm.

A kragversorger word hoofsaaklik gebruik om die kwaliteit van krag te verbeter wat op die punt staan ​​om aan toerusting te laai. Gewoonlik kom 'n kragversorger ook met elektromagnetiese interferensie (EMI) en radiofrekwensie-interferensie (RFI)-filtrering.

Die spannings reguleerder is 'n toestel wat gebruik word om die spanning op 'n konstante waarde of binne 'n voorafbepaalde reeks te handhaaf. ’n Laer spanning of oorspanning kan die werkverrigting of gesondheid van die elektroniese toestelle beïnvloed.

In sommige gevalle kan 'n kragversorger ontwerp word met 'n spanningsreguleerder saam met ander stroombane wat ten minste een ander funksie verrig om kragkwaliteit te verbeter, soos geraasskeiding, drywingsfaktorkorreksie, verbygaande impulsbeskerming, ens.

Dinamiese krag versus spanning

Die totale drywingsdissipasie van 'n CMOS-kring is 'n opsomming van dinamiese en statiese of lekkragdissipasie.

Dinamiese drywing word verwys na die komponent van totale drywingsdissipasie van die CMOS-kring wanneer die CMOS-kring sy logiese toestand van een logika na 'n ander verander. Dinamiese drywing is die funksie van toevoerspanningskakelfrekwensie en die uitsetlas van die transistor.

Dinamiese drywingsdissipasie in die verhouding van die toevoerspanning kan gedefinieer word as 

[latex] P = CV^2 f [/latex]

Waar V die toevoerspanning is en f die skakelfrekwensie is.

En toevoerspanning verminder dinamiese drywing neem ook af.

Elektriese krag versus spanning

Elektriese krag kan gedefinieer word as die energie wat per tydseenheid versprei of geproduseer word. Die meetkomponent van krag is die watt.

Die elektriese krag van 'n stroombaan kan beskryf word as die produk van spanning (of elektriese potensiële energie) en stroom deur die stroombaan. Drywing deur 'n stroombaan kan gemeet word deur 'n kragmeter te gebruik.

Spanning kan beskryf word as die potensiële daling tussen twee punte. Die meeteenheid van spanning is Volt. Spanning kan gedefinieer word as die produk van Volt en lading. Die spanning van 'n stroombaan kan met 'n voltmeter gemeet word.

Lekkrag vs spanning

Lekkrag is 'n funksie van toegepaste spanningsdrempelspanning en die grootte van die transistor. Lekkrag kan verminder word deur laer bedryfspanning.

In CMOS lekkrag, word die krag verbruik wanneer die transistor in die sub-drempelgebied is, wat beteken kragverbruik deur die subdrempelstroom (stroom tussen bron en drein tydens subdrempel van die transistor) en omgekeerde voorspanningsdiode in 'n CMOS-transistor staan ​​bekend as lekkrag. Lekkrag kan afhang van die variasie van die transistor drempelspanning. Lekkrag is die gevolg van ongewenste lekstroom in die drumpelkanaal wanneer die transistor nie werk nie.

Motorkrag versus spanning

'n Elektriese motor is 'n masjien wat die elektriese formaat van energie binne die meganiese formaat van energie transformeer of omskakel.

Die drywing van 'n motor kan gedefinieer word produk van die tempo van bewaring vir die opwekking van energie per eenheid tyd.

Die verhouding tussen drywing en spanning kan gedefinieer word as die produk van oombliklike spanning en oombliklike stroom is gelyk aan oombliklike drywing wanneer die motordrywing konstant is. Tog, wanneer spanning verminder, dan verhoog 'n stroom op die motor, en wanneer spanning verhoog word, verminder die stroom getrek deur die motor of hitte wat deur die motor gegenereer word. Tog kan hoogspanning die magnetiese komponent van die motor versadig.

E-Twow elektriese motor
Beeldkrediet: "E-Twow elektriese motor" by kasparsdambis is gelisensieer onder CC BY 2.0

Wanneer daar 'n faseverskil tussen spanning en stroom is, dan word die drywing van die motor gedefinieer as die produk van die arbeidsfaktor met stroom en spanning.

Solank as wat die motor genoeg stroom van die kragtoevoer trek, sal dieselfde hoeveelheid krag opgewek word, met verskillende waardes van spanning, wat beteken met hoër spanning, beteken dit nie dat die motor meer krag sal opwek nie.

RF-krag versus spanning

RF-krag staan ​​vir radiofrekwensiekrag. Radiofrekwensie is die hoë ossillasietempo van WS-stroom of spanning van enige elektriese, magnetiese of elektromagnetiese veld.

'n Radiofrekwensie (RF) drywingsversterker is 'n tipe versterker wat 'n laekrag radiofrekwensiesein binne 'n hoëkrag radiofrekwensiesein transformeer of wysig. 

Oor die algemeen word 'n RF-kragversterker in die sender se antenna gebruik. Radiofrekwensie (of RF) drywing of RF drywing word in 'n algemene sin beskryf in dBm (dBm is 'n logaritmiese eenheid van drywing wat in radio- en mikrogolfelektronika gebruik word) met spanning vir vasgestelde impedansie.

In elektronika word drywing in mW gemeet en kan met behulp van spanningsval oor die gedefinieer word impedansie van die RF kring drywing oor RF kring kan gedefinieer word as

[latex] P = \frac{V^2}{Z} [/latex]

Waar P die drywing is, V die spanning is en Z die impedansie is.

Reaktiewe drywing vs spanning

Deur die krag driehoek, kan die verhouding tussen skynbare krag, werklike krag en reaktiewe krag gedefinieer word.

Kom ons definieer die verband tussen die reaktiewe drywing en spanning. In 'n enkelfase AC stroombaan met 'n las van Impedansie Z, dan kan oombliklike stroom en spanning gedefinieer word as

[latex] v=\sqrt{2} v sin\omega t [/latex]

[latex] i = \sqrt{2} I sin(\omega t -\theta) [/latex]

waar [latex] I= \frac{V}{Z} [/latex]

Nou kan oombliklike krag wat aan die las gelewer word gedefinieer word as

[latex] p=iv = 2 VI sin \omega t sin (\omega t – \theta) [/latex]

[latex] = VI [I cos \theta (1 – cos 2\omega t) + I sin \theta sin 2\omega t] [/latex]

In die bogenoemde vergelyking is die kwadratuurkomponent van stroom I sin theta die komponent van drywing wat van frekwensie [latex] 2\omega [/latex] ossilleer na die heer met nul gemiddelde waarde. Hierdie komponent van drywing staan ​​bekend as reaktiewe drywing.

Reaktiewe krag kan ook gedefinieer word as die maatstaf van energie-uitruiling tussen die bron en die reaktiewe deel van die las.

Die reaktiewe drywing word heen en weer tussen die bron en die las oorgedra, wat 'n verlieslose wisseling tussen die bron en die las verteenwoordig; reaktiewe drywing is nul vir resistiewe las, terwyl minder as nul vir kapasitiewe las en meer betekenisvol as nul vir induktiewe las is.

Reaktiewe drywing word aangedui deur Q, en die eenheid van reaktiewe drywing is volt-ampere reaktief.

In die algemeen, spanning neem toe met 'n toename in reaktiewe drywing, terwyl spanning afneem met 'n afname in reaktiewe drywing, watter primêre spanning direk eweredig is aan die reaktiewe drywing, was die reaktiewe drywing konstant is, daal spanning wat veroorsaak dat stroom toeneem om die kragtoevoer in stand te hou, wat daartoe lei dat enige stelsel meer reaktiewe krag verbruik, wat daartoe lei dat die spanning verder daal.

In 'n WS-kring word spanning beheer deur die produksie en absorpsie van reaktiewe drywing te handhaaf.

Sneha Panda

Ek het in Toegepaste Elektronika en Instrumentasie-ingenieurswese gegradueer. Ek is 'n nuuskierige mens. Ek het 'n belangstelling en kundigheid in vakke soos Transducer, Industriële Instrumentasie, Elektronika, ens. Ek hou daarvan om te leer oor wetenskaplike navorsing en uitvindings, en ek glo dat my kennis in hierdie veld sal bydra tot my toekomstige pogings. LinkedIn ID- https://www.linkedin.com/in/sneha-panda-aa2403209/

Onlangse plasings