Elektrivoolu tugevus

Elektrivoolu tugevus ehk voolutugevus (tähis I) on füüsikaline suurus, mis kirjeldab ajaühikus elektrijuhi ristlõiget läbinud elektrilaengu Q hulka.

Voolutugevuse mõõtühik SI-süsteemis on amper (tähis A). Voolutugevust mõõdetakse ampermeetriga, kusjuures ampermeeter ühendatakse vooluringi jadamisi.

Voolutugevuse arvutamine

Konstantse voolutugevuse puhul võib kasutada valemit

$I={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}$,

kus $\Delta Q$ on aja $\Delta t$ jooksul juhti läbinud laeng. Voolutugevuse muutudes, annab viimane valem keskmise voolutugevuse.

Üldiselt on voolutugevus leitav ajalise tuletise abil:

$I={\frac {dQ}{dt}}$.

Voolutihedus

Laengute liikumist saab iseloomustada ka elektrivoolu tiheduse kaudu, mis iseloomustab laengu liikumist ajaühikus läbi ühikulise pinna. Elektrivoolu tihedus ja elektrivoolu tugevus läbi pinna S on seotud järgmiselt:

$I={\vec {S}}\cdot {\vec {j}}=Sj\cos(\alpha ),$

kus

Liigendamine ebaõnnestus (SVG (MathML-i saab lubada brauseri lisa abil): Vigane vastus ("Math extension cannot connect to Restbase.") serverist "http://localhost:6011/et.wikipedia.org/v1/":): {\displaystyle \vec S} on pinna normaali suunaline ühikvektor, mille moodul on võrdne pindalaga S,

${\vec {j}}$ on voolutiheduse vektorvälja voog mooduliga j ja

$\alpha \,$ on voolu suuna ja pinna normaali vaheline nurk.

Ohmi seadus

Ohmi seaduse järgi on voolutugevus (ideaalsel) takistil võrdeline takistile rakendatud pingega. Vastavat võrdetegurit nimetatakse takistuseks. Ohmi seadust saab väljendada järgmise valemi abil:

$U=IR\,,$

kus U on takistile rakendatud pinge, I on voolutugevus ja R on takisti takistus.

Näited voolutugevusest:

Elektrivoolu tugevus juhtmes on 1 A, kui sekundis läbib seda juhet laeng, mis võrdub umbes 6,3×10¹⁸ elementaarlaenguga.

televiisori või raadio antennis normaalset vastuvõttu võimaldav vool	0,001 mA
kineskoobis elektronkahuri "toodang"	0,1 mA
valgusdiood vaatamiseks	5-20 mA
põhjustab lihaste kokkutõmbumist, krampi	0,015 A
taskulambis	~ 0,2 A
toavalgustus 110 W 220 V pirniga	0,5 A
elektripliit 660 W	3 A
keevitamisel	30...300 A
auto starter käivitamisel	100...300 A
elektriveduri käitamine	> 300 A
välk	~ 100 000 A

Surmav voolutugevus

Elekter kujutab endast inimesele ohtu kahel põhjusel: Inimese närvisüsteemi toimimine ja lihaste juhtimiseks kasutatakse muuhulgas elektrisignaale. Siit seletus miks elektrilöögi saanud mäletavad tahtmatuid tegevusi( või hoopis tegevusetust- liikumatust) nagu kinnihoidmine või vastupidi tõukamine-lükkamist. reaalsuses elektriohu mõju all inimesel närvid, lihased ei taju organismi saadetud loomulikke signaale ja uute ebaloomulike võõraste signaalide järgi võivad lihased kokku tõmbuda või lõdvestuda. Eluohtlikuks muutub signaalide segadus südamelihaste motoorse tegevuse süsteemi rikkumises, fibrillatsiooni tekitamises. Paraku on levinum fibrillatsioonist väljatoomise viis samuti elektrilöögiga, mis peaks taastama südamelihaste endise koordineeritud tegevuse. Siin on oluline täheldada standardsagedusega 50Hz vahelduvvoolu raskemat mõju elektrilöögi tagajärel südametegevuse häirimisel kui seda on sama pingega alalisvoolu korral. Sama olmepinge <1000V korral on vahelduvvoolu allikast saadud elektrilöögi kahjustused raskemad kui sama pingega alalisvoolu korral. Teine kahjustuse põhjus on elektrilöögist saadud-inimese kehas vabanenud energia termilised ja ka mehaanilised kahjustused: põletused, tõsisematel juhtudel termo- mehaanilised kahjustused, kuni inimkeha keema ajamiseni- ära põlemiseni või moodndumiseni suurte vooludega kaasneva magnetvälja mõjul. Inimesele surmava elektrilöögi tekkeks peab voolutugevus inimese kehas ületama väärtuse, mis on umbes 0,05 A -siit rikkevoolukaitselüliti(RVK) rakendumise vool ( ehk vooluringi juhtide voolude lubatud erinevus) on kokku lepitud 0,03A ehk 30 mA. Elektri mõju inimkehale on väga individuaalne, oleneb millised kehaosasid ja kuidas elektrivool läbib ja sõltub ka inimese südame seisukorrast ning naha takistusest. Surm võib saabuda südame seiskumise tõttu, südamelihaste fibrillatsiooni (vere pumpamiseks vajaliku südamelihaste korrapäraselt ajastatud tegevuse asemel südamelihased tõmblevad kaootiliselt) tõttu või lihaste krambi tagajärjel lämbumise tõttu. Selline voolutugevus tekib inimese kehas ainult kõrgemate pingete puhul, mistõttu madalpingeallikad vahelduvpingega kuni 50 V ja alalispingega kuni 120V on peetakse reeglina ohutuks. Kuid on kirjeldatud juhtumit, kus surm saabus 4,5 V patarei klemmide keelega katsumise järgselt.

On kirjeldatud nn. tähelepanu efekti - kui elektrik teadlikult tegeleb elektritöödega, on ta võimeline taluma tunduvalt kõrgemaid pingeid kui tavaliselt.

Hobused on elektri suhtes inimesest palju tundlikumad ning hobuse võib tappa juba 4,5 V patareiga.

Vaata ka

• Elektrivool