The electrical industry has many different terms used to describe the ratings and requirements of electronic devices. For example, you may have seen a power supply label with a current rating of "20 A", an output voltage of "12 VDC", and a description indicating "240 W" in watts. Understanding the meaning behind these types of ratings is especially crucial to ensure proper operation and meet electrical safety requirements when integrating actuators together with other electrical components. In this article, we will cover the difference between amps, volts, and watts for working with electric linear actuators.
Forståelse af ampere: Strømflowmåling
I elindustrien repræsenterer strøm volumenstrømmen af elektroner og bruger ampere (A) eller "forstærkere" forkortet som måleenheden. Den elektriske strøm udtrykt i ampere refererer til, hvor mange coulomb elektroner der strømmede gennem et kredsløbs bane pr. sekund.
1 coulomb ≈ 6.241.509.074.460.762.607 elektroner
1 coulomb ≈ 6,24 × 10^18 elektroner
1 A ≈ 1 coulomb/sekund
Derfor:
1 A ≈ 6,24 × 10^18 elektroner/sek.
En anden analogi til at visualisere strømmen af elektricitet gennem ledninger er som at forestille sig vand, der strømmer gennem rør. I stedet for elektroner pr. sekund, der findes i ampere (A), kan vand, der strømmer gennem rør, måles med enheder som liter pr. sekund (l/s).
Definition af volt: Elektrisk potentialforskel
Volt (V) er måleenheden for spænding, som repræsenterer den elektriske potentialforskel mellem to punkter i et kredsløb. Denne potentialforskel er det, der gør det muligt at udføre arbejde, såsom at tænde en pære eller tænde en ... lineær aktuator frem og tilbage. Afhængigt af om en aktuatoren var AC eller DC, kan du finde deres spænding angivet som "VAC" eller "VDC".
J = Energienheden kendt som "joule"
Spænding = Potentiel energi/ elektroner
Derfor:
1 V = 1 J/1 coulomb
En anden analogi til at visualisere den elektriske potentialforskel mellem de (+) positive og (-) negative terminaler på et batteri er som at forestille sig en vandpumpe, der forårsager en forskel i vandtrykket. I stedet for kemiske processer inde i et batteri, der forårsager potentialet for, at elektroner kan strømme fra den ene terminal til den anden, har vandpumper potentialet til at trække vand indad på den ene side og skubbe vand gennem udgangsslangen.
Betydningen af ohm: Elektrisk modstand
I den elektriske industri er en ohm (Ω) en enhed, der bruges til at måle den elektriske modstand af en belastning i et givet kredsløb. Enhver komponent, der modvirker eller bremser den elektriske strøm i et kredsløb, kan betragtes som en belastning og vil forårsage en vis elektrisk modstand.
Modstand (Ω) = ρ ℓ/ EN
Hvor:
ρ = et materiales elektriske modstand målt i ohmmeter (Ω·m)
ℓ = ledningslængde i meter (m)
EN = ledningens tværsnitsareal (m^2)
En anden analogi til at visualisere elektrisk modstand er som at forestille sig vand, der strømmer gennem rør af varierende størrelser. At erstatte tynde ledninger med tykkere ledninger for at reducere elektrisk modstand er som at erstatte smalle rør med bredere rør, så vandet kan strømme med mindre begrænsning. Længere ledninger forårsager også mere elektrisk modstand, ligesom længere rør resulterer i en mere begrænset vandgennemstrømning på grund af det større energitab.
Afdækning af watt: Effektberegning
Watt (W) er en enhed, der bruges til at måle elektrisk effekt, og som kan beregnes ved at gange spænding (V) med elektrisk strøm (I). Ved at måle både spænding og strøm ved hjælp af to måleinstrumenter på samme tid kan brugeren få de nødvendige parametre til beregning af strømforbruget af de watt, der trækkes af en aktuator på et givet tidspunkt. Dette er for at bestemme mængden af arbejde, der udføres over en periode (joule pr. sekund). Forholdet mellem effekt, strøm og spænding kan findes i Watts lov som vist nedenfor:
P = V × I
Effekt = Spænding × Strøm
1 W = (1 V) × (1 A)
1 W = (1 J/1 coulomb) × (1 coulomb/sekund)
1 W = 1 J/sekund
En anden analogi til at visualisere elektrisk kraft er som at forestille sig strømmende vand, der genererer kraft ved at falde fra en bestemt højde og lande på et vandhjul. I stedet for at strømmen af elektricitet forårsager arbejde, der udføres af en DC-motor, strømmen af faldende vand forårsager en roterende bevægelse fra et vandhjul, som kan bruges til at male korn til mel.
Beregning og måling af elektriske parametre
Forholdet mellem spænding, strøm og modstand kan findes i Ohms lov, hvor:
Spænding = Strøm × Modstand
V = I × R
I = V/R
R = V/ I
Under visse omstændigheder kan disse formler også bruges i kombination med dem, der findes i Watts lov, til at analysere et kredsløb, og de bliver meget nyttige, når man skal beregne en manglende variabel eller parameter. Dette kan nogle gange skyldes begrænsninger i, hvilke variabler der kan måles sikkert eller bekvemt. Disse formler er også nyttige, hvis et måleinstrument kan måle bestemte variabler med større nøjagtighed end andre.
Multimetre er måske det mest almindelige måleinstrument inden for det elektriske område på grund af deres alsidighed og evne til at måle de fleste af de elektriske parametre, vi har brug for. Da multimetre kan have forskellige funktioner, områdeindstillinger og krav til portopsætning, er det vigtigt at konfigurere dit multimeter korrekt i henhold til brugermanualen og producentens anbefalinger, før du foretager en måling.
At have et DMM (Digital Multi-Meter) inline til et kredsløb giver mere direkte kontakt, hvilket resulterer i større nøjagtighed og præcise strømforbrugsmålinger. Tangmetre er ikke ideelle til pludselig stigning eller fald i strøm og vil generelt være mindre nøjagtige sammenlignet med et digitalt multimeter, men de bliver nyttige måleinstrumenter under visse forhold. Tangmetre er mere praktiske, da de nemt kan klemmes rundt om ledninger, mens et DMM kræver, at brugeren afbryder sit kredsløb for at placere sit DMM inline for at måle strøm. Hvis strømmen er kontinuerlig, kan tangmetre også bruges til at forsøge at finde ud af, om en elektrisk aktuator er bindende eller defekt.
Brug af ampere, volt og watt i praktiske anvendelser
Nu hvor vi har dækket det grundlæggende, kan vi anvende denne viden til, hvordan vi vælger de komponenter, vi skal bruge med aktuatorer. Når valg af strømforsyning og/eller kontrolboks, skal vi sørge for, at disse enheder er modeller, der udsender den samme spændingsværdi som driftsspændingen på vores valgt aktuatorVi skal også verificere, at den aktuator, vi bruger, har et strømforbrug, der er mindre end eller lig med det, som strømforsyningen og/eller styreboksen er klassificeret til at håndtere.
Hvis du vil udskifte en strømforsyning eller controller til en DC-aktuator, der mangler etiket (eller mangler oplysninger), skal du måle spændingsfaldet mellem de to terminaler med et multimeter. Kontroller derefter, hvor mange ampere motoren trækker, når den er fuldt belastet. Dette vil give en bedre forståelse af aktuatorens elektriske strømforbrug og hvilke nominelle værdier man skal kigge efter, hvis du skal udskifte de andre elektriske komponenter, der skal tilsluttes aktuatoren.
KORT FORTALT
Kendskab til de forskellige elektriske termer, der anvendes i branchen, er afgørende for at forstå, hvilken strømkilde, controller og/eller aktuator der har de passende klassificeringer, der matcher hinandens elektriske sikkerhedskrav. Det er også nyttigt til at finde ud af de generelle klassificeringer, begrænsninger og kompatibilitet af andre komponenter, der findes i elektriske systemer og apparater.
Vi håber, at du fandt dette lige så informativt og interessant, som vi gjorde, især hvis du var nysgerrig efter at vide mere om forskellen mellem ampere, volt og watt, når man bruger aktuatorer! Hvis du har spørgsmål eller ønsker at diskutere vores produkter yderligere, er du velkommen til at kontakte os! Vi er eksperter i det, vi gør, og vil med glæde hjælpe på enhver mulig måde.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123