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.
Forstå ampere: Strømmåling
I elektroindustrien representerer strøm volumstrømmen av elektroner og bruker ampere (A) eller "forsterkere" forkortet som måleenhet. Den elektriske strømmen uttrykt i ampere refererer til hvor mange coulomb elektroner som strømmet gjennom en kretsbane per 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 annen analogi for å visualisere strømningen gjennom ledninger er som å forestille seg vann som strømmer gjennom rør. I stedet for elektroner per sekund som finnes i ampere (A), kan vann som strømmer gjennom rør måles med enheter som liter per sekund (l/s).
Definere volt: Elektrisk potensialforskjell
Volt (V) er måleenheten for spenning som representerer den elektriske potensialforskjellen mellom to punkter i en krets. Denne potensialforskjellen er det som kan gi muligheten til å utføre arbeid som å tenne en lyspære eller slå en krets på/av. lineær aktuator frem og tilbake. Avhengig av om en aktuatoren var AC eller DC, kan du finne spenningen deres oppført som "VAC" eller "VDC".
J = Energienheten kjent som "joule"
Spenning = Potensiell energi/ elektroner
Derfor:
1 V = 1 J / 1 coulomb
En annen analogi for å visualisere den elektriske potensialforskjellen mellom de (+) positive og (-) negative terminalene på et batteri er som å forestille seg en vannpumpe som forårsaker en forskjell i vanntrykk. I stedet for kjemiske prosesser inne i et batteri som forårsaker potensialet for at elektroner strømmer fra den ene terminalen til den andre, har vannpumper potensialet til å trekke vann innover på den ene siden og skyve vann gjennom utgangsslangen.
Betydningen av ohm: elektrisk motstand
I elektroindustrien er ohm (Ω) en enhet som brukes til å måle den elektriske motstanden til en last inne i en gitt krets. Enhver komponent som motvirker eller bremser ned elektrisk strømflyt i en krets kan betraktes som en last og vil forårsake en viss elektrisk motstand.
Motstand (Ω) = ρ ℓ/ EN
Hvor:
ρ = et materiales elektriske resistivitet målt i ohmmeter (Ω·m)
ℓ = ledningslengde i meter (m)
EN = ledningens tverrsnittsareal (m^2)
En annen analogi for å visualisere elektrisk motstand er som å forestille seg vann som strømmer gjennom rør av varierende størrelse. Å erstatte tynne ledninger med tykkere ledninger for å redusere elektrisk motstand er som å erstatte smale rør med bredere rør slik at vannet kan strømme med mindre begrensning. Lengre ledninger forårsaker også mer elektrisk motstand, akkurat som lengre rør resulterer i mer begrenset vannstrøm på grunn av større energioverføringstap.
Avdekke watt: Effektberegning
Watt (W) er en enhet som brukes til å måle elektrisk effekt, og som kan beregnes ved å multiplisere spenning (V) og elektrisk strøm (I). Ved å måle både spenning og strøm ved hjelp av to måleinstrumenter samtidig, kan brukeren få de nødvendige parameterne for beregning av strømforbruket av wattene som trekkes av en aktuator på et gitt tidspunkt. Dette er for å bestemme mengden arbeid som utføres over en tidsperiode (joule per sekund). Forholdet mellom effekt, strøm og spenning finnes i Watts lov som vist nedenfor:
P = V × I
Effekt = Spenning × Strøm
1 W = (1 V) × (1 A)
1 W = (1 J/1 coulomb) × (1 coulomb/sekund)
1 W = 1 J/sekund
En annen analogi for å visualisere elektrisk kraft er som å forestille seg rennende vann som genererer kraft ved å falle fra en viss høyde og lande på et vannhjul. I stedet for at strømningen forårsaker arbeid utført av en DC-motor, strømmen av fallende vann forårsaker rotasjonsbevegelse fra et vannhjul som kan brukes til å male korn til mel.
Beregning og måling av elektriske parametere
Forholdene mellom spenning, strøm og motstand finnes i Ohms lov, hvor:
Spenning = Strøm × Motstand
V = I × R
I = V/R
R = V/ I
Under visse forhold kan disse formlene også brukes i kombinasjon med de som finnes i Watts lov for å analysere en krets, og de blir svært nyttige når man skal beregne for en manglende variabel eller parameter. Dette kan noen ganger skyldes begrensninger i hvilke variabler som kan måles trygt eller enkelt. Disse formlene er også nyttige dersom et måleinstrument kan måle visse variabler med større nøyaktighet enn andre.
Multimetre er kanskje det vanligste måleinstrumentet innen det elektriske feltet på grunn av deres allsidighet og evne til å måle de fleste elektriske parameterne vi trenger. Siden multimetre kan ha forskjellige funksjoner, områdeinnstillinger og krav til portoppsett, er det viktig å konfigurere multimeteret riktig i henhold til brukerhåndboken og produsentens anbefalinger før du foretar en måling.
Å ha et DMM (digital multimeter) innebygd i en krets gir mer direkte kontakt, noe som resulterer i større nøyaktighet og presise strømforbruksavlesninger. Tangmetre er ikke ideelle for plutselig økning eller fall i strøm, og vil generelt være mindre nøyaktige sammenlignet med et digitalt multimeter. De blir imidlertid nyttige måleinstrumenter under visse forhold. Tangmetre er mer praktiske siden de enkelt klemmer seg rundt ledninger, mens et DMM krever at brukeren bryter kretsen for å plassere DMM-en innebygd for å måle strøm. Hvis strømmen flyter kontinuerlig, kan tangmetre også brukes til å prøve å finne ut om en elektrisk aktuator er bindende eller defekt.
Bruk av ampere, volt og watt i praktiske anvendelser
Nå som vi har dekket det grunnleggende, kan vi bruke denne kunnskapen til hvordan vi velger komponentene vi skal bruke med aktuatorer. Når velge en strømforsyning og/eller kontrollboks, må vi sørge for at disse enhetene er modeller som vil gi ut samme spenningsverdi som driftsspenningen til vår valgt aktuatorVi må også bekrefte at aktuatoren vi skal bruke har et strømforbruk som er mindre enn eller lik det strømforsyningen og/eller kontrollboksen er klassifisert for å håndtere.
Hvis du vil bytte ut en strømforsyning eller kontroller for en likestrømsaktuator som har en manglende etikett (eller ingen informasjon), mål spenningsfallet mellom de to terminalene med et multimeter. Deretter bekrefter du hvor mange ampere motoren trekker når den er fullastet. Dette vil gi en bedre forståelse av aktuatorens elektriske strømforbruk og hvilke klassifiseringer du skal se etter hvis du trenger å bytte ut de andre elektriske komponentene som skal kobles til aktuatoren.
I SAMMENDRAG
Kunnskap om de ulike elektriske begrepene som brukes i bransjen er avgjørende for å forstå hvilken strømkilde, kontroller og/eller aktuator som har de riktige klassifiseringene for å samsvare med hverandres elektriske sikkerhetskrav. Det blir også nyttig for å finne ut de generelle klassifiseringene, begrensningene og kompatibiliteten til andre komponenter som finnes i elektriske systemer og apparater.
Vi håper du syntes dette var like informativt og interessant som vi gjorde, spesielt hvis du var nysgjerrig på å vite mer om forskjellen mellom ampere, volt og watt når du bruker aktuatorer! Hvis du har spørsmål eller ønsker å diskutere produktene våre videre, ikke nøl med å kontakte oss! Vi er eksperter på det vi gjør og hjelper deg gjerne på alle måter vi kan.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123