Immer wenn sich Elektronen bewegen, entsteht Strom. Tatsächlich misst die aktuelle Bewegung diese Bewegung; Genauer gesagt ist es die Ladung, die sich bewegt, geteilt durch die Zeit, die sie braucht, um sich zu bewegen (oder, wenn Sie Kalkül genommen haben, ist es die Ableitung der Ladung nach der Zeit). Manchmal ist der Strom konstant, wie in einem einfachen Stromkreis. Zu anderen Zeiten ändert sich der Strom im Laufe der Zeit, wie in einer RLC-Schaltung (eine Schaltung mit Widerstand, Induktivität und Kondensator). Unabhängig von Ihrer Schaltung können Sie die Amplitude des Stroms entweder aus einer Gleichung oder aus der direkten Messung der Eigenschaften der Schaltung berechnen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die Stromgleichung in einer Schaltung mit einem Kondensator oder einer Induktivität lautet I=Asin (Bt + C) oder I=Acos (Bt + C), wobei A, B und C Konstanten sind.
Berechnung der Amplitude aus dem Ohmschen Gesetz
Die Stromgleichung einer einfachen Schaltung ist das Ohmsche Gesetz:
I=\frac{V}{R}
wobei I Strom, V Spannung und R Widerstand ist. In diesem Fall bleibt die Amplitude des Stroms gleich und beträgt einfach I.
Berechnen von wechselnden Strömen
Die Stromgleichung in einem Stromkreis mit einem Kondensator oder einer Induktivität sollte die Form haben:
I=A\sin{(Bt+C)}
oder
I=A\cos{(Bt+C)}
wobei A, B und C Konstanten sind.
Möglicherweise haben Sie eine andere Gleichung, die viele Variablen enthält. Lösen Sie in diesem Fall nach Strom auf, was eine Gleichung in einer der obigen Formen ergeben sollte. Unabhängig davon, ob die Gleichung in Form von Sinus oder Cosinus ausgedrückt wird, ist der Koeffizient A die Amplitude des Stroms. (B ist die Kreisfrequenz und C ist die Phasenverschiebung.)
Berechnung der Amplitude aus einer Schaltung
Bauen Sie Ihre Schaltung wie gewünscht auf und schließen Sie sie parallel an ein Oszilloskop an. Sie sollten auf dem Oszilloskop eine sinusförmige Kurve sehen; das Signal repräsentiert die Spannung durch die Schaltung.
Spannung mit Oszilloskop messen
Zählen Sie auf dem Oszilloskop die Anzahl der vertikalen Gitterlinien, die als Teilungen bezeichnet werden, vom Zentrum der Welle bis zu ihrer Spitze. Überprüfen Sie nun Ihre "Volt pro Division"-Einstellung am Oszilloskop. Multiplizieren Sie diese Einstellung mit der Anzahl der Divisionen, um die Spannung an der Spitze zu bestimmen. Wenn Ihr Spitzenwert beispielsweise 4 Divisionen über der Mitte des Diagramms liegt und das Oszilloskop auf 5 V pro Division eingestellt ist, beträgt Ihre Spitzenspannung 20 Volt. Diese Spitzenspannung ist die Spannungsamplitude.
Finden Sie die Kreisfrequenz der Welle. Zählen Sie zuerst die Anzahl der horizontalen Gitterlinien/-teilungen, die die Welle benötigt, um eine Periode zu vervollständigen. Überprüfen Sie Ihre "Sekunden pro Division"-Einstellung auf dem Oszilloskop und multiplizieren Sie diese mit der Anzahl der Divisionen, um die Zeitdauer der Welle zu bestimmen. Wenn eine Periode beispielsweise 5 Divisionen beträgt und das Oszilloskop auf 1 ms pro Division eingestellt ist, beträgt Ihre Periode 5 ms oder 0,005 s.
Nehmen Sie den Kehrwert der Periode und multiplizieren Sie diese Antwort mit 2π (π≈3.1416). Das ist deine Kreisfrequenz.
Spannungsmessung in Strom umwandeln
Wandeln Sie die Spannungsamplitude in die Stromamplitude um. Die Gleichung, die Sie für die Umrechnung verwenden, hängt davon ab, welche Komponenten Sie in Ihrer Schaltung haben. Wenn Sie nur einen Generator und einen Kondensator haben, multiplizieren Sie die Spannung mit der Kreisfrequenz und mit der Kapazität. Wenn Sie nur einen Generator und eine Induktivität haben, teilen Sie die Spannung durch die Kreisfrequenz und durch die Induktivität. Kompliziertere Schaltungen erfordern kompliziertere Gleichungen.