Электрическое напряжение

Вспомним, что назначение любого источника электроэнергии – долговременное поддержание неодинаковых зарядов его полюсов, чтобы между ними существовало электрическое поле (см. § 8-ж). Только оно может двигать заряженные частицы в проводах и потребителях, приводя к возниковению электротока с нужной нам мощностью.

Обратимся к опыту (см. рисунок). Через обе лампы проходит ток одинаковой силы: 0,4 А. Но большая лампа светит ярче, то есть работает с большей мощностью, чем маленькая. Получается, что мощность может быть различной при одинаковой силе тока.

Кроме силы тока, на мощность тока в проводнике влияет и вторая физическая величина – электрическое напряжение. Известно, что напряжение, создаваемое «батарейкой», меньше напряжения, создаваемого электросетью. Это значит, что поле между полюсами батарейки, двигая электроны по проводам и лампе слева, создаёт ток меньшей мощности, чем поле между контактами в розетке, двигающее электроны по проводам и лампе справа. Поэтому яркость ламп различна.

В физике зависимость электрической мощности одновременно от силы тока и электрического напряжения представляют произведением:

P  =  I · U

P – мощность электрического тока, Вт I – сила электрического тока, А U – электрическое напряжение, В

Для измерения электрического напряжения используют прибор вольтметр (см. рисунок). Его всегда присоединяют параллельно тому участку цепи, на котором измеряют напряжение. Единица электрического напряжения – 1 вольт (1 В). Это такое напряжение, которое при силе тока 1 А создаёт ток мощностью 1 Вт. Примечание: физический смысл электрического напряжения мы изучим в следующем параграфе.

Познакомимся теперь с законами распределения напряжений в цепях с различными соединениями проводников. Проведём опыты.

На схемах а-б-в лампа и реостат соединены последовательно. Сначала вольтметр подключён к крайним точкам соединения лампы и реостата (схема а), и напряжение обозначено символом U_общ. Затем вольтметр присоединён только к лампе (схема б), и напряжение обозначено символом U₁. После вольтметр присоединён только к реостату (схема в), и напряжение обозначено символом U₂.

Многократные измерения в этом и аналогичных опытах показывают, что в цепи с последовательным соединением проводников напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках:

Uобщ  =  U1  +  U2  +  …

На схемах г-д-е две лампы соединены параллельно. Сначала вольтметр подключён к крайним точкам соединения ламп (схема а), и напряжение обозначено U_общ. Затем вольтметр присоединён к первой лампе (схема б), и напряжение обозначено U₁. После вольтметр присоединён ко второй лампе (схема в), и напряжение обозначено U₂.

Многократные измерения в этом и аналогичных опытах показывают, что в цепи с параллельным соединением проводников напряжение на каждом из проводников равно напряжению на всём соединении:

Uобщ  =  U1  =  U2  =  …

Электрическое напряжение цепи

При описании протекающих в электроцепи процессов в электротехнике применяют такие понятия, как сопротивление, напряжение и ток. Каждому из этих понятий свойственны свои специфические характеристики, и они имеют соответствующее назначение.

Обязательным для протекания зарядов требованием считается наличие цепи (замкнутого контура, обеспечивающего все необходимые условия для их передвижения). При формировании разрыва внутри движущихся частиц их направленное перемещение резко прекращается.

По такому принципу работают все типы выключателей и используемые в электрике защиты. Они осуществляют разделение между собой за счет подвижных контактов токопроводящих частей. Это действие и способствует прерыванию процесса протекания электрического тока после отключения электроприбора.

Понятие электрического напряжения в физике

Электрическим током в физике считается направленное перемещение заряженных частиц, создаваемое электрополем, совершающим при этом определенную работу.

Определение 1

Работа создающего ток электрополя называется работой тока ($A$). Такая работа может на разных участках цепи отличаться, однако при этом она будет пропорциональной проходящему через него заряду.

Физической величиной работы тока на конкретном участке при перемещении по нему заряда 1 Кл считается электрическое напряжение ($U$).

Для определения напряжения на отдельно взятом участке существует следующая формула:

$U =\frac{A}{q}$, где:

• $A$ — работа тока,
• $q$ — прошедший по участку заряд.

Возникновение тока в электрической цепи

Замечание 1

Электрическую цепь характеризует комплекс устройств, обеспечивающих путь для протекающего электрического тока и соединенных определенным образом. В качестве элементов электроцепи служат: нагрузка, проводники и источник тока. В составе электрической цепи могут быть и другие элементы, как, например, устройства защиты и коммутации.

Готовые работы на аналогичную тему

Необходимым условием возникновения тока будет соединение двух точек, у одной из которых очень много электронов в отличие от другой. Иными словами, потребуется образование разности потенциалов между указанными точками. С этой целью в цепи используется источник тока. Таким источником могут служить устройства в виде генераторов, батарей, химических элементов и др.

В качестве нагрузки в электроцепи выступает абсолютно любой потребитель электроэнергии. Нагрузка способна оказывать сопротивление электрическому току. От величины такого сопротивления будет зависеть величина тока. Ток течет по проводникам от источника тока к нагрузке. Проводниками, в свою очередь, служат материалы, имеющие наименьшее сопротивление, такие, как золото, серебро, медь.

Типы соединения элементов в электрической цепи

В электротехнике, в зависимости от типа соединения элементов электроцепи, существуют такие виды электрических цепей:

• последовательная;
• параллельная электрическая цепь;
• последовательно-параллельная.

В электрической цепи последовательного типа соединении все элементы соединены друг с другом последовательно. Это означает, что конец первого элемента соединяется с началом второго и т.д.

Для тока такое соединение элементов дает только один путь протекания от источника к нагрузке. Общий ток цепи при этом будет равен току, который проходит через каждый элемент цепи:

$I_{общ} = I_1=I_2=I_3$

При падающем напряжении вдоль всей цепи оно будет равняться приложенному к рассматриваемому участку (AB) напряжению $E$ и сумме падений напряжений на всех участках электроцепи (резисторах). Это выражает следующая формула:

$E=U(A-B)=U_1+U_2+U_3$

Элементы в параллельной электрической цепи соединены так, что начало каждого из них соединяется в одну общую точку, а концы при этом — в другую.

Для тока в этом случае существует несколько путей протекания к нагрузкам от источника. При этом общий ток цепи $I_{общ}$ получен посредством формулы:

$I_{общ}=I_1+I_2+I_3$

Падение напряжения на всех резисторах выражает следующая формула: $E=U_1=U_2=U_3$

Последовательно-параллельная электроцепь представляет комбинацию цепи последовательного и параллельного типа соединения. Другими словами, ее элементы могут включаться, как последовательным, так и параллельным образом.

Электрическое напряжение в цепях постоянного, переменного и трехфазного тока

Определение 2

Напряжением в цепи постоянного тока на участке между точками A и B считается совершаемая электрическим полем работа в момент переноса пробного положительного заряда из первой точки во вторую.

При описании цепей переменного тока используют такие виды напряжений: мгновенное, амплитудное, среднее, среднеквадратичное.

Мгновенное напряжение представляет разность потенциалов двух точек, которая была измерена в конкретный момент времени. Данный вид напряжения будет зависеть от времени.

Амплитудным считается максимальное по модулю значение мгновенного напряжения, взятое за весь период колебаний:

$U_M=\max(u(t))$

В цепях трехфазного тока существует напряжение фазного и линейного типа. Под фазным понимается среднеквадратичное значение напряжения на каждой отдельной фазе нагрузки. Линейным считается напряжение между подводящими фазными проводами. Если нагрузка соединяется в треугольник, фазное и линейное напряжение будут равны.

Страница не найдена ⋆ Электрик Дома

Теплый пол

Использование в помещениях системы отопления в виде укладки теплого пола позволяет эффективно решить все

Светодиодные ленты

В этой статье расскажу как можно сделать умную подсветку с помощью RGB светодиодной ленты

Своими руками

Центральное отопление осенью начинает действовать поздно, в то время как весной оно рано отключается.

Бытовые электроприборы

Кухонная техника развивается все более стремительно – появляются современная техника, при помощи которой значительно

Электропроводка и соединения

В процессе строительных и ремонтных работ часто возникает вопрос о том, куда и как

Электродвигатели

Сегодня мы рассмотрим подключение однофазного двигателя переменного тока. К таким относят асинхронные и синхронные

Своими руками

На первый взгляд в наше время, даже дети знают, что такое электричество, как с

Электропроводка и соединения

Так как работа внешней электросети регулируется специальной компанией, подвести электропроводку в дом своими руками

Электродвигатели

С точки зрения регулирования скоростью вращения электродвигателей, интересно уравнение для электромеханических характеристик, соответствующее Второму

Видео электрика

Автор с ником МИР ПРИВОДА делится наглядным пособием по подключению трехфазного электродвигателя способами звездой. В качестве

Бытовые электроприборы

Велико было наше недоумение, да отчасти и возмущение, когда привычные дешевые лампы накаливания стали

Бытовые электроприборы

Одну часть электрических приборов включают на время, другую – оставляют подключенной к сети всегда.

Теплый пол

Причин, почему не греет теплый пол электрический или делает это не в полную силу,

Альтернативные источники энергии

Тема альтернативной энергетики не теряет актуальности более 30 лет – в числе основных причин:

Электродвигатели

Перед выбором схемы подключения однофазного асинхронного двигателя важно определить, сделать ли реверс. Если для

Бытовые электроприборы

Розетки есть в каждом доме: с их помощью подключают электрические приборы в сеть. Они

Бытовые электроприборы

Ранее мало кто задумывался над тем какие лампы лучше устанавливать в собственном доме —

Своими руками

Варочная панель – весьма интересное достижение науки и техники, которое позволяет экономить пространство кухни

Бытовые электроприборы

При радиаторной системе отопления теплый воздух, нагретый батареями, устремляется вверх, а холодный – опускается

Электропроводка и соединения

Жизнь современного человека немыслима без многочисленных электроприборов, окружающих его на производстве, в общественных местах

Электрическое напряжение. Измерение напряжения

На одном из прошлых уроков мы с вами говорили об электрическом поле. Давайте вспомним, что эта особая форма материи, посредством которой взаимодействуют заряженные тела. Реальность существования электрического поля подтверждается его конкретным действием: оно действует на внесённый заряд с определённой силой.

Примером может служить электрический ток, то есть упорядоченное движение заряженных частиц, которое создаётся электрическим полем. Следовательно, электрическое поле способно совершить работу, которую называют работой тока.

Рассматривая перемещение электрического заряда в поле другого заряда и совершаемую при этом работу, очень полезно прибегнуть к сравнению с перемещением тел в поле тяготения Земли. Действительно, при падении какого-либо тела, сила тяжести будет разгонять его, увеличивая кинетическую энергию, и, тем самым, совершая положительную работу. Подобно этому, электрическое поле, созданное, например, отрицательно заряженным шаром, будет действовать на помещённый в любую точку положительный заряд и также, совершая положительную работу, будет увеличивать его кинетическую энергию. В обоих случаях

величина работы будет зависеть от положения начальной и конечной точек.

Для удобства расчёта работы в электрическом поле вводят особую величину — электрическое напряжение, или просто напряжение.

Напряжение — это физическая величина, характеризующая электрическое поле. Обозначается оно латинской буквой U.

Каждый из вас, конечно же, видел строгое предупреждение: «Внимание! Высокое напряжение! Опасно для жизни!». Возникают закономерные вопросы. Во-первых, почему используют слово «высокое»? А во-вторых (что самое главное), почему высокое напряжение опасно для жизни?

Для лучшего понимания этой величины познакомимся с международной единицей электрического напряжения. Она называется вольтом (В), в честь итальянского учёного А. Вольта, впервые создавшего источник электрического.

1 В — это напряжение между такими двумя точками электрического поля, при переносе между которыми заряда в 1 Кл совершается работа 1 Дж.

В практике используются также кратные и дольные ему единицы:

Таким образом, напряжение — это характеристика работоспособности электрического поля на рассматриваемом участке. С точки же зрения математики можно говорить о прямой зависимости произведённой работы от напряжения.

А если будет перемещаться не единичный заряд в 1 Кл, а заряд, в два, три, пять раз больший? Во столько же раз будет больше и произведённая работа.

Значит, работа сил электрического поля может быть найдена как произведение значений перенесённого заряда и напряжения:

A = qU.

Вернёмся к аналогии поля тяготения и электрического поля. Напряжение в определённой мере можно сравнить с изменением высоты, с которой падает тело. Мы знаем, что чем выше находится тело, тем бо́льшую работу совершит сила тяжести. Поэтому неудивительно, что часто вместо того, чтобы говорить «маленькое напряжение», говорят «низкое напряжение», а вместо «большое напряжение» — «высокое напряжение».

Вы уже знакомы с прибором для измерения силы тока — амперметром, показания которого зависят от ежесекундно протекающего в цепи заряда. А для измерения напряжения служит другой прибор, называемый вольтметром.

Но каков принцип измерения напряжения, то есть что такое вольтметр? Ответ на этот вопрос вас, безусловно, удивит: напряжение можно измерять прибором, конструкция, а значит, и внешний вид которого абсолютно не отличается от конструкции амперметра.

Разберёмся в этой непростой ситуации внимательно. Пусть есть простейшая электрическая цепь из источника тока, нагрузки (лампочки) и ключа.

Для измерения силы тока мы должны разорвать цепь в какой-либо точке и включить туда прибор, через который потечёт весь ток цепи. Такой прибор — это уже известный нам амперметр. А теперь возьмём ещё один электроизмерительный прибор и подключим его, не разрывая цепи, к выводам нагрузки. Такое подключение прибора называют параллельным подключением.

А покажет ли что-нибудь этот прибор? Конечно же, да. Ведь если мы на некотором участке параллельно руслу реки пророем достаточной глубины канал, то часть воды пойдёт и по прорытому каналу. Так и в нашей цепи ток пройдёт через подключённый нами прибор. Этот прибор и называют вольтметром. На электрических схемах он обозначается кружочком, в центре которого расположена буква

V:

Так же, как и у амперметра, у одного зажима вольтметра стоит знак «плюс», а у другого — «минус». Поэтому нужно обязательно следить за правильным включением вольтметра в электрическую цепь.

Пример решения задачи.

Задача. В электроприборе при напряжении 220 В за 1 мин перемещается заряд 160 Кл. Каково значение мощности электроприбора?

Электрическое напряжение или разность потенциалов

Под напряжением понимают разность потенциалов между точками участка электрической цепи. 

Напряжение – это энергия, которая затрачивается на перемещение единичного положительного заряда из точки a в точку b. Это скалярная физическая величина. Единица измерения — Вольт (В).

Другое определение понятия «напряжение» — это энергия, которую заряд тратит в потребителе, численно равная разности потенциалов на зажимах потребителя.

 

Считается, что электрический ток всегда течёт от более высокого потенциала к более низкому. Следовательно, на участке ((φ_а >φ_b) величина падения напряжения (IR) или (φ_а=φ_b +IR), откуда (φ_а-φ_b=U_ab=IR)). Данная выкладка соответствует участку без источника ЭДС. Напряжение чаще всего называют падением напряжения. Его направление совпадает с направление протекания тока.

 

С учетом ЭДС напряжение U_ac равно φ_a-φ_c. Выражая φ_b через φ_с получаем:

φ_b= φ_с-E,

φ_a =φ_b+IR= φ_c-E+IR,

откуда U_ab= φ_a— φ_c=IR-E.

В случае изменения напряжения, ЭДС

φ_b= φ_с+E;

φ_a= φ_b+IR= φ_c+E+IR;

откуда φ_a— φ_c=IR+E=U_ac (Bольт).

По выбранному направлению тока U_ca= φ_c— φ_a= -U_ac= -( φ_a-φ_c)= φ_c— φ_a.

Следовательно, изменение чередования индексов равносильно изменению знака.

 

В общем случае U_ac=Σ(I_kR_k)+ΣE_k, где со знаком плюс в первую сумму входят IR, совпадающие с выбранным направлением. С минусом, если не совпадают.

Во вторую сумму ЭДС входят с минусом, если их направление совпадает с выбранным направлением, а с плюсом наоборот.

Электрическое напряжение — Справочник химика 21

    Как известно, между положительно и отрицательно заряженными точками устанавливается электрический потенциал (электрическое напряжение). Под действием такого напряжения заряды перемещаются от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом. Таким образом возникает электрический ток, который стремится выравнять разность потенциалов между двумя точками электрического поля. [c.145]
    Растворы солей проводят электрический ток, и это их свойство сыграло чрезвычайно важную роль на первой стадии развития теорий химической связи. Электропроводность металлов обусловлена перемешением в них электронов ионы металла при протекании через него электрического тока остаются на своих местах. Кристаллические соли вообще не проводят электрический ток, но если расплавить соль, положительные и отрицательные ионы при наличии электрического напряжения могут в жидкости направленно мигрировать в противоположные стороны. Подвижность ионов соли оказывается еще большей, если соль растворена в воде и, следовательно, если ее ионы гидратированы. [c.40]

    Приложенное извне электрическое напряжение [c.230]

    Такой электроразделитель используется для выщелачивания на Уфимском НПЗ им. ХХП съезда КПСС. Схема блока выщелачивания на Уфимском НПЗ приводится на рис. 60. Сырье—керосин или зимнее дизельное топливо — насосами 1 VI 2 подается через регулирующий клапан 3 в электроразделители 4 и 5. Одновременно на прием насосов через фильтры (из ткани бельтинг) 6 к 7 поступает техническая вода. Обезвоженный нефтепродукт выводится из верхней части электроразделителей и направляется в заводские емкости. Отстоявшаяся вода автоматически сбрасывается в канализацию межфазным регулятором. Были проведены испытания при следующих условиях электрическое напряжение (определенное экспериментальным путем) 15 кВ напряженность электрического поля при расстоянии между пластинами разной полярности 10 см — [c.160]

    Сигнализаторы изготавливают так, чтобы исключить возможность попадания опасного для обслуживающего персонала электрического напряжения на их наружные металлические части, что обеспечивается при разработке конструктивного исполнения в соответствии с требованиями безопасности к изделию и его частям (ГОСТ 12.2.007.0—75). Сигнализаторы с электропитанием от сети снабжают световой индикацией включения сетевого напряжения, а также внутренними и наружными зажимами для заземления металлического корпуса (ГОСТ 21130—75). [c.163]

    Количество электричества Электрическое напряжение, электрический потенциал, электродвижущая сила [c.254]

    Генератор электрического напряжения (тока) [c.45]

    Целью испытаний явилась отработка технологических приемов и режимов нанесения композиции с измерением и фиксацией основных эксплуатационных характеристик полученного покрытия (толщины, сплошности при электрическом напряжении и переходного сопротивления). [c.296]

    Электрическое напряжение, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила вольт в V (1 вт) (1 а) [c.37]

    При этом в компрессоре возникают механические напряжения, не превышающие нормальных рабочих. Электрические напряжения, возникающие при пуске разгруженного компрессора, допустимы для короткозамкнутого двигателя. При непосредственном включении двигателя в цепь упрощается аппаратура и обслуживание, поэтому его предусматривают везде, где мощность электрической сети допускает значительные толчки пускового тока. [c.137]

    Для малых мощностей применяют взрывонепроницаемые двигатели, выполненные в прочном и плотном корпусе, способном выдержать давление взрыва, тем большее, чем выше категория взрывоопасной смеси. Крупные электродвигатели, применяемые для взрывоопасных смесей всех категорий и групп, изготавливают закрытыми, продуваемыми под избыточным давлением (рнс. IV.25). Отличие их в том, что все части двигателя, находящиеся под электрическим напряжением, заключены в кожух, в который нагнетается чистый воздух. [c.141]

    Еслп к дисперсной системе приложить электрическое напряжение, то можно наблюдать перемещение фаз относительно Д])уг друга  [c.51]

    Основная опасность всех этих влияний выражается в том, что на сооружениях и коммуникациях могут возникать опасные электрические напряжения по отношению к земле и токи, протекающие по трубопроводу. Наличие напряжений на сооружениях в случаях,, когда величина их превосходит допустимую по правилам техники безопасности величину, опасно для обслуживающего персонала. [c.247]

    Отсюда в нулевом приближении получаем с помощью (125) уравнение для поля электрической напряженности [c.219]

    Понятие единичная струйка в магнитной гидрогазодинамике не имеет такого универсального применения, как в обычной газовой динамике, ибо лишь в немногих случаях можно считать неизменными в поперечном сечении струйки величины и направления векторов электрической напряженности и магнитной индукции, а вместе с ними и векторов плотности тока и электромагнитной силы. [c.223]

    Предполагая, что можно пренебречь индуцированным магнитным полем, зададим раснределение средних по сечению значений электрической напряженности и магнитной индукции по длине канала переменного сечения Е( г) = (0, Еу, 0), В(а )= = (0, О, Bz). Это позволяет решать задачу, не привлекая уравнений Максвелла, [c.238]

    То, что электроны являются реальными частицами, которые могут быть присоединены к атомам или удалены от них, было установлено физиками, изучавшими влияние электричества на свойства газов. Они обнаружили, что если к двум электродам, впаянным в стеклянную трубку (круксо-ва трубка), в которой находится разреженный газ, приложено напряжение около 10000 вольт (В), в трубке возникает светящийся разряд (рис. 1-11). Такой разряд происходит в рекламных неоновых трубках. Электрическое напряжение отрывает от атомов газа электроны и заставляет их двигаться по направлению к аноду, а положительно заряженные ионы-к катоду трубки. Движущиеся в трубке электроны (катодные лучи) можно наблюдать, поставив на их пути экран, покрытый слоем сульфида цинка, на котором электроны вызывают свечение. Если на пути электронов внутри трубки з стаповпть легчайшее колесико с лопастями, то под действием потока электронов оно будет вращаться. Двигаясь к аноду, катодные лучи сталкиваются с атомами газа и заставляют их испускать свет, что и является причиной возникновения светящегося разряда. Цвет разряда может быть разным в зависимости от того, какой газ находится внутри трубки. [c.47]

    Если к электродам гальванического элемента приложить извне электрическое напряжение U, направленное навстречу Е этого элемента и превосходящее последнюю (I7 > ), то на его электродах будут протекать реакции, противоположные реакциям, идущим при работе данного гальванического элемента на аноде будет протекать окисление вещества, а на катоде— восстановление. Такой электрохимический процесс называется электролизом, а электрохимическая система — электролизером. [c.189]

    Количество электричества Электрический момент диполя Электрическое напряжение [c.206]

    Электрическое напряжение. вольт В [c.284]

    Чтобы найти электростатическую силу отталкивания между пластинками (равную соответствующей слагающей расклинивающего давления прослойки Пэ),.Б. В. Дерягин вычислил разность сил электрических напряжений и гидростатического давления, приложенных к обеим поверхностям — внутренней и внешней — каждой из пластинок. [c.273]

    Как устроен элемент Даниэля и чем объясняется создаваемое им электрическое напряжение Почему этот элемент нельзя использовать для питания фотовспышки или электроавтомобиля  [c.195]

    ГОСТ 12.4.027—76 ССБТ, Знак электрического напряжения. Форма и размеры, Технические требования . Взамен ГОСТ 6395—52 1.07.77 [c.202]

    Метод пропорционального регулирования применяется во всех схемах автоматического управления процессами, кроме двухнозициопного. Характерная черта этого метода — наличие продолжительного линейного соотношения между величиной регулируемого параметра и положением клапана. Отношение изменения регулирующего давления илн электрического напряжения к единице изменения регулируемого параметра представляет собой чувствителтьность системы пропорционального регулирования  [c.295]

    Через 5 мин. после нанесения последнего слоя наносилась обертка Поликен. После нанесенш[ обертки, согласно ГОСТ Р 511б4-98, контролировались основные эксплуатационные характеристики покрытия (толщина, сплошность при электрическом напряжении и переходное сопротивление) (табл.). [c.297]

    Известны электрические способы улавливания пыли С разделением зон электризации и осаждения [252, 345]. По таким способам электризация производится посредством подачи электрического напряжения на коронирующие или эффлювиальные электроды, расположенные по ходу газа перед пластинчатыми твердыми осадительными электродами. Интересен метод повышения эффективности пылеулавливающих аппаратов с проницаемым твердым электрЪдом в виде фильтрующего слоя и предварительной электризацией пыли [252]. [c.187]

    Измерение температуры термоэлектрическими приборами основано на свойстве сплава двух разнородных металлов давать нри нагревании электрическое напряжение (термоэлектричество). Возьмем две проволочки из разных металлов или из различных сплавов, спаяем одни концы этих проволочек вместе, а другие, свободные, соединим с гальванометром — прибором, измеряющим малые напряжения электрического тока (рис. 69). Есл теперь нагреть место спая, то стрелка гальвано- 69. Схема термоэлектри метра отклонится, что указывает на ческого пирометра, возникновение электрического тока различные металлы термопары  [c.121]

    Электрическое напряжение, электрический потенциал, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила Ь2МТ-Ч- вольт В Вт/А [c.205]

    На рис. 1 приведена обшая для всех приборов блох-схема. Генератор 5 вырабатывает переменное электрическое напряжение, частота которого измеряется электронносчетным частотомером 6, изготовляемым промышленностью. Переменное электрическое напряжение с усилителя 4 поступает па датчик-возбудитель 3, который преобразует электрические колебания в механические и [c.248]

    Сгорающие и воспламенительные элементы АДС-5, АДС-6, АДС-8 изготовлены в виде цилиндрических шашек с пазами для укладки каната устройства сборки АДС. Спираль накаливания, расположённая в теле воспламенительного элемента АДС, служит для воспламенения пороха при подаче на нее электрического напряжения. [c.12]

    Технологическая схема производства ТГХВ с целью прогрева проводящих каналов продуктивного пласта пороховыми изделиями АДС-5 (рис. 4) заключается в следующем. В скважину на геофизическом кабеле 2 в интервал продуктивного пласта 3 опускают пороховой заряд 1 и устанавливают его на забое скважины (при глубине зумпфа не более 2-3 м). Пороховой заряд собирают на устье скважины в специальном устройстве для сборки из нескольких сгораемых элементов АДС-5с и воспламенителя АДС-бв, устанавливаемого в верхней части заряда. Воспламенение порохового заряда осуществляется подачей электрического напряжения на спираль накаливания, расположенную в АДС-бв. Горение начинается с верхнего торца порохового заряда, так как распространению горения на боковую (цилиндрическую) поверхность препятствует жидкость, находящаяся в скважине. Полное время горения АДС-5 при давлении 3 МПа может достигать 3 5 с, поэтому давление в скважине растет незначительно и не приводит к разрьту пласта. Данная технологическая схема рекомендуется к применению в скважинах, в которых про- [c.16]

    Объемная плотность электричееко-го заряда Поверхностная плотность электрического заряда Электрическое напряжение, электрический потенциал, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила Напрялсениость электрического поля [c.211]

    Можно представить себе, что у гальванического элемента существует движущая сила (или электрическое давление ), которая перемещает электроны по- внещней цепи элемента. Эта движущая сила называется электродвижущей силой (сокращенно э.д.с.) элемента э.д.с. измеряется в единицах электрического напряжения (вольтах) и иначе называется напряжением, или потенциалом, гальванического элемента. Один вольт представляет собой э.д.с., необходимую для того, чтобы заряд в 1 кулон приобрел энфгию в 1 Дж  [c.207]

---

Электрическое напряжение.

Определение, виды, единицы измерения.

Определения.

Электрическое напряжение, в науке и практической сфере имеются различные определения данной характеристики:

1. Электрическое напряжение в физике — это отношение совершаемой электрическим полем работы по перемещению помещенного в него заряда на определенное расстояние.
Под электрическим напряжением понимают работу, совершаемую электрическим полем для перемещения заряда напряженностью в 1 Кл () из одной точки проводника в другую.

2. Электрическое напряжение в электротехнике это разность потенциалов между двумя точками цепи.
Электрическое напряжение — это величина, численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками электрической цепи.

3. Под электрическим напряжением понимают работу, совершаемую электрическим полем для перемещения заряда напряженностью в 1 Кл (кулон) из одной точки проводника в другую.

4. Напряжение — это электродвижущая сила, которая толкает свободные электроны от одного атома к другому в том же направлении.

Как возникает напряжение?

Все вещества состоят из атомов, представляющих собой положительно заряженное ядро, вокруг которого с большой скоростью кружатся более мелкие отрицательные электроны. В общем случае атомы нейтральны, так как количество электронов совпадает с числом протонов в ядре.

Однако если некоторое количество электронов отнять из атомов, то они будут стремиться притянуть такое же их количество, формируя вокруг себя плюсовое поле. Если же добавить электронов, то возникнет их избыток, и отрицательное поле. Формируются потенциалы – положительный и отрицательный. При их взаимодействии возникнет взаимное притяжение.

Чем больше будет величина различия – разность потенциалов – тем сильнее электроны из материала с их избыточным содержанием будут перетягиваться к материалу с их недостатком. Тем сильнее будет электрическое поле и его напряжение.

Если соединить потенциалы с различными зарядами проводников, то возникнет электрический ток – направленное движение носителей заряда, стремящееся устранить разницу потенциалов. Для перемещения по проводнику зарядов силы электрического поля совершают работу, которая и характеризуется понятием электрического напряжения.

В чем измеряется.

Единицей напряжения называют вольт (В). Один Вольт выражается в разности потенциалов двух точек электрического поля, силы которого совершают работу в 1 Дж для перемещения заряда в 1 Кл из первой точки во вторую. Измеряют напряжение специальным прибором — вольтметром.

Таким образом, значение 220 В подразумевает, что электрическое поле данной сети способно совершить работу (потратить энергию) в 220 Дж для «протаскивания» зарядов через цепь и нагрузку.

Виды напряжения.

Виды напряжения

Постоянное напряжение.

Напряжение в электрической сети постоянно, когда с одной ее стороны всегда положительный потенциал, а с другой – отрицательный. Электрический ток в этом случае имеет одно направление и является постоянным.

Напряжение в цепи постоянного тока определяется как разность потенциалов на его концах.

При подключении нагрузки в цепь постоянного тока важно не перепутать контакты, иначе устройство может выйти из строя. Классическим примером источника постоянного напряжения являются батарейки. Применяют сети постоянного тока, когда не требуется передавать энергию на большие расстояния: во всех видах транспорта – от мотоциклов до космических аппаратов, в военной технике, электроэнергетике и телекоммуникациях, при аварийном электрообеспечении, в промышленности (электролиз, выплавка в дуговых электропечах и т.д.).

Переменное напряжение

Если периодически менять полярность потенциалов, либо перемещать их в пространстве, то и электрический ток устремится в обратном направлении. Количество таких изменений направления за определенное время показывает характеристика, называемая частотой. Например, стандартные 50 означают, что полярность напряжения в сети меняется за секунду 50 раз.

Напряжение в электрических сетях переменного тока является временной функцией.

Чаще всего используется закон синусоидальных колебаний.

Так получается за счет того, что переменный ток возникает в катушке асинхронных двигателей за счет вращения вокруг нее электромагнита. Если развернуть вращение по времени, то получается синусоида.

Переменный ток применяют при необходимости передавать энергию на значительные расстояния. В этих случаях эффективно использование трехфазных сетей: потери электроэнергии в проводах минимальны, простая электрогенерация (благодаря трехфазным электродвигателям без коллектора), выгодно экономически.

Трехфазный синхронный генератор.

Электрическую энергию трехфазного тока получают в синхронных трехфазных генераторах. Три обмотки 2 статора 1 смещены между собой в пространстве на угол 120°. Их начала обозначены буквами А, В, С, а концы – x, y, z. Ротор 3 выполнен в виде постоянного электромагнита, магнитное поле которого возбуждает постоянный ток I, протекающий по обмотке возбуждения 4. Ротор принудительно приводится во вращение от постороннего двигателя. При вращении магнитное поле ротора последовательно пересекает обмотки статора и индуктирует в них ЭДС, сдвинутые (но уже во времени) между собой на угол 120°.

Трехфазная электросеть состоит из четырех проводов – трех фазных и одного нулевого, напряжение между проводами нулевым и фазным равно 220 В и называется фазным. Между фазными напряжение также существует, называется линейным и равно 380 В (разность потенциалов между двумя фазными проводами). В зависимости от вида подключения в трехфазной сети можно получить или фазное напряжение, или линейное.

Учебная программа по электрике: что такое напряжение?

1998 Уильям Дж. Beaty

Из нескольких концепций электричества идея « напряжение » или « электрический потенциал », вероятно, труднее всего понять.

Это также действительно сложно объяснить. Это головная боль как для ученика, так и для учитель. Чтобы понять напряжение, полезно, если сначала вы немного разберетесь в его ближайшем родственнике, магнетизме.

Большинство из нас знакомы с магнитными полями. Маленькие магниты окружен невидимым «полем», которое тянет за железо и может притягивать или отталкивать другие магниты. Магнитное поле может скручивать любую продолговатую магнитные объекты (например, железные стержни или кусочки железного порошка), чтобы они выровнялись следовать определенным указаниям. Положите стержневой магнит под лист бумаги, посыпать железными опилками, и все опилки выстроятся в линию и покажут общая форма невидимого поля. Возьмите небольшой компас, и вы увидите маленькая стрелка компаса поворачивается и выравнивается с магнитным полем Земля.Это магнетизм.

Помимо магнетизма, существует еще один тип невидимого поля. Это называется «электрическое поле», «электростатическое поле» или «электронное поле». Этот второй тип поле очень похоже на магнетизм. Он невидим, у него есть линии потока, и он может притягивать и отталкивать предметы. Однако это не магнетизм, это что-то отдельный. Это напряжение.

Большинство людей знают о магнитных полях, но не знают об электронных полях или «напряжении». полей «. Частично это потому, что магнетизм объясняют в школе, но для почему-то поля напряжения скрыты под названием «статические электричество.«Электронные поля никогда не упоминаются в учебниках для начинающих. Это странно, поскольку напряжение и «статическое электричество» идут рука об руку. Всякий раз, когда отрицательный заряд притягивает положительный заряд, невидимые поля напряжения должно существовать между зарядами. Напряжение вызывает притяжение между противоположные обвинения; поля напряжения простираются через пространство.

На самом деле «статическое» электричество не имеет ничего общего с движением (или статическое электричество.) Вместо этого статическое электричество связано с высоким напряжением.Потертости через коврик, и вы заряжаете свое тело до несколько тысяч вольт. Когда вы вынимаете шерстяной носок из сушилки для белья, и все волокна встают. наружу волокна следуют за невидимыми линиями напряжения в воздухе. Волокна ткани — это «железные опилки», которые делают видимыми диаграммы напряжения. И всякий раз, когда заряды внутри проводника вынуждены течь, они только двигаться, потому что они двигаются полем напряжения, которое проходит через длина провода.Электронные поля вызывают ускорение зарядов: причины напряжения Текущий. Напряжение вызывает прилипание сушилки, но также вызывает электрические токи в провода.

Другими словами: токи в электрических цепях вызваны «статическое электричество» и «статическое электричество» не обязательно статическое. Связь между напряжением и «статическим» электричеством плохо объяснена. в книгах, и это одна из основных причин, почему напряжение кажется таким сложным и загадочный.

Простая математика, лежащая в основе «напряжения»

Чтобы быть более конкретным, Voltage — это способ использования чисел для описания электрическое поле.Электрические поля или «электрические поля» измеряются в вольтах на расстояние; например, вольт на сантиметр. Чем сильнее электронное поле, тем больше вольт на сантиметр, чем более слабый. Напряжение и электронные поля в основном то же самое: если электронные поля похожи на склон горы, то вольт подобны разной высоте в каждой точке горы. По склону горы валун может начать катиться. Так может разная высота разных точек на горе, это просто еще один способ описать то же самое.Электронное поле можно рассматривать с точки зрения сложенных друг на друга слоев эквипотенциальных поверхностей, или их можно рассматривать как коллекции потоков линий. «Напряжение» и «силовые линии» — это два способа описания одного и того же основного концепция.

Когда у вас есть электронные поля, у вас есть напряжение. Электронные поля могут существовать в воздухе, и так может напряжение. Всякий раз, когда у вас есть высокое напряжение на коротком расстоянии, тогда у вас есть сильные электронные поля. Всякий раз, когда электронное поле привлекает или отталкивая объект, вместо этого мы могли бы сказать, что объект движется напряжение в пространстве вокруг объекта.

Насколько высокое у меня напряжение?

Может ли объект иметь определенное напряжение? Нет. Почему бы и нет?

Ну, скажи, пожалуйста, какое расстояние до меня. Какое у меня расстояние? Это смешной вопрос, потому что я не сказал вам мое расстояние от какие. Напряжение немного похоже на высоту; это измерение сделано между две вещи. Моя высота 300 футов над уровнем моря, но одновременно моя высота также 1 см от пола (так как я не босиком), и это также 93 миллиона миль от солнца.Мое напряжение могло быть -250 вольт по отношению к земле, но это также могут быть миллиарды вольт по сравнению с луной. Вольт всегда измеряется вдоль потока. линий электрического поля, поэтому напряжение всегда измеряется между двумя заряженные предметы. Если я начну с отрицательного полюса батареи фонарика, Я могу назвать этот конец «ноль вольт», поэтому другой конец должен быть положительным. 1,5 вольта. Однако, если вместо этого я начну с положительного конца , тогда вместо этого положительный полюс аккумуляторной батареи имеет нулевое напряжение, а другой клемма отрицательная 1.5 вольт. Или, если я начну на полпути между клеммы аккумулятора, то одна клемма -75 вольт, а другая клемма составляет +,75 вольт. Хорошо, что такое реальное напряжение положительного клемма аккумулятора? Это на самом деле ноль, или на самом деле +1,5, или это +,75 вольт? Никто не может сказать. Положительный полюс АКБ может иметь несколько напряжения одновременно. Но в этом нет ничего страшного, потому что ни может кто подскажет высоту батареи! Мы легко можем представить расстояние между двумя точками, и мы также можем представить напряжение между два очка.Но отдельные объекты не имеют высоты, а отдельные объекты также нет «напряжения».

Раскрутка терминологии

Вы, наверное, слышали об электромагнитных полях и электромагнетизме. в Слово «электромагнетизм», термин «электро» не относится к электричеству. Вместо этого это относится … к напряжению! Электромагнетизм — это изучение электронных полей. и магнитные поля: электро / магнетизм. Заряд-поток (электрический Текущий) тесно связан с магнетизмом, в то время как разделенные противоположные заряды тесно связаны с напряжением.Поток электромагнитной энергии по кабелю состоит половина электрического тока и половина напряжения. Это это «ток напряжения», он электростатический / магнитостатический, это электромагнетизм. Электромагнетизм — это двусторонняя монета, так что же такое напряжение? Это одна сторона ЭМ (другая — магнетизм).

Кроме того, что напряжение не встречается в учебниках по естествознанию в начальной школе, отсутствует в нашем повседневном языке. Если у нас нет общих слов для описания что-то, мы обычно никогда об этом не говорим.У нас проблемы даже думает, об этом, или полагает, что он существует. Например, у нас есть слово «магнетизм», и большинство людей слышали о магнитных полях. Электрический поля тоже существуют, но, к сожалению, «электричество» — не английское слово. Каждый может обсуждать магнетизм, но никто никогда не говорит об «электричестве». Без слова «электричество» нам трудно говорить об электричестве. поля, или о силах электрического притяжения / отталкивания, и мы не склонны понимают, что они важны в электрических цепях.Тем не менее, есть слово, которое мы можно было использовать вместо «Электричество». Нам не нужно придумывать какие-то странные новинки срок.

Если магнетизм — это «то, что связано с магнитными полями», то что такое «то, что связано с электрическими полями»?

Напряжение!

Поднимите несколько гвоздей с помощью магнита, и это пример магнетизма, затем возьмите несколько кусочков бумаги с помощью воздушного шарика, натертого мехом, и это пример напряжения. Какие три вида невидимого поля? Сила тяжести, магнетизм… и напряжение!

Может быть, нам следует заменить слово «электромагнетизм» на «вольтмагнетизм»? (ухмылка!)

НАПРЯЖЕНИЕ ОКРУЖЕНИЕ ДВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДА

МАГНИТИЗМ ОБЪЕМЫ А ПОЛЮСЫ МАГНИТА

Электромагнитная двойственность

Напряжение и магнетизм образуют пару близнецов; они две половинки дуальности. Физики и инженеры даже используют слово «двойное» для их описания: напряжение. — это «двойственность» магнетизма, а магнетизм — «двойственность» напряжения.Этот дуальность поднимает свою голову во многих местах в физических науках. Один маленький аналогия: вращающийся маховик может накапливать энергию. Так может сжатая пружина; двое вместе образуют двойственность. В электрофизике сверхпроводящий кольцо может накапливать энергию в виде магнетизма, а конденсатор может хранить энергия в виде напряжения. Катушка с проволокой — это «двойник» конденсатора. и наоборот, так как один связан с магнетизмом, а другой основан на Напряжение.

Напряжение Энергия

Напряжение неразрывно связано с электрической энергией.Магнетизм тоже. Мы можно даже сказать, что электрическая энергия является фундаментальным объектом нашего исследования, в то время как напряжение и магнетизм — это две стороны, которые он отображает снаружи Мир. Еще одна аналогия: в механической физике и кинетическая энергия (КЭ) и потенциальная энергия (PE) являются частью материи: относительное движение объект хранит кинетическую энергию, в то время как потенциальная энергия хранится в растянутом или сжатые предметы (например, пружины или резинки). электрическая кинетическая энергия появляется всякий раз, когда через отрицательные заряды.Мы называем это «электрическим током», и он вызывает магнетизм. С другой стороны, электрическая потенциальная энергия появляется всякий раз, когда положительный заряды отодвигаются на расстояние от соответствующих им отрицательных обвинения. Мы называем это «чистым электростатическим зарядом», и он вызывает напряжение. Электрический KE связан с током, а электрический PE связан с с напряжением. Если электрическая энергия — это то же самое, что и электромагнетизм, тогда может быть, нам следует быть более разумными и изменить название EM на «VoltageCurrent-ism.»

Потенциальная энергия по сравнению с» потенциальной «

Напряжение также называют «электрическим потенциалом».

Итак … напряжение — это тип потенциальной энергии? Неа. Близко, но не совершенно точно. Путаница между напряжением и потенциальной энергией — это Общая ошибка. Чтобы пробиться сквозь туман, помните, что напряжение может существовать в космосе сама по себе, без зарядов или «вольт на кулон» вовлеченный. Подумайте об этом так. Если вы катите большой валун на вершину холм, вы накопили некоторую потенциальную энергию.Но после того, как валун откатился вниз, горка еще есть горка как напряжение: высота холма имеет «гравитационный потенциал». Но холм нет * сделано * из потенциальной энергии, так как нам нужны и холм * и * валун прежде, чем мы сможем создать потенциальную энергию. Ситуация с напряжением такова. похожий. Прежде чем мы сможем сохранить любую электрическую потенциальную энергию, мы нужны заряды, но нам также нужны поля напряжения, заполняющие пространство через которые мы проталкиваем наши обвинения.Обвинения подобны валуну, а напряжение как на холме (вольт как высота в футах. Ну, вроде …) Но мы бы не сказали, что Потенциальная энергия — это валун, или мы бы не сказали, что холм — это ЧП. Точно так же мы не должны говорить что электрические заряды являются потенциальной энергией, мы также не должны говорить, что напряжение — это потенциальная энергия. Однако существует тесная связь между два. Напряжение — это «электрический потенциал» примерно так же что высота холма связана с «гравитационным потенциалом».» Вы можете подтолкнуть электрон к холму напряжения, и если вы отпустите его, он гонка снова вниз. Уберите этот электрон, и холм напряжения будет все еще там.

Токи не имеют напряжения

Напряжение не является характеристикой электрического тока. Это частая ошибка полагать, что у тока «есть напряжение» (и эта ошибка, вероятно, связано с заблуждением о «нынешнем электричестве», когда люди верят этот «ток» — это разновидность текучей субстанции). Напряжение и ток две независимые вещи.Легко создать ток, в котором отсутствует напряжение: просто закоротите катушку электромагнита или сверхпроводящую катушку, если вы предпочитать. Также легко создать напряжение без тока: фонарик аккумуляторы и заряженные конденсаторы сохраняют свое напряжение, даже когда они сидя на полке; ток не задействован. Аналогия с водой: представьте, что находится под давлением. вода без протока. Это как только напряжение. Теперь подумайте о воде, которая двигаясь по инерции; поток воды без напора. Это похоже на электрический только ток.

«Виды» электричества?

В школьных учебниках ошибочно говорится, что электричество бывает двух типов: статическое электричество и текущее электричество. Этих учебников было бы много ближе к истине, если бы вместо этого сказали:

Две половины электричества — это «напряжение, электричество» и «ток». электричество »

Тем не менее, это немного вводит в заблуждение, поскольку значение слова «электричество» не совсем правильное. четко определены. Было бы лучше, если бы они сказали, что электрическая энергия две основные характеристики: напряжение и ток.Но приведенное выше утверждение не является почти так же плохо, как то, что они обычно учат нас о «статике против Текущий.»

Во-первых, статическая неподвижность зарядов не важна. Например, если мы рассмотрим «стоп-кадр» динамического электрического явление, мы увидим электростатическую ситуацию. Текущий, что есть статический? Да, и это потому, что «статическое» электричество — это НЕ электричество, которое статичен. Странная терминология портит дело. Вместо «статического заряда» на самом деле означает «разделенные противоположные заряды».Мы не должны удивляться узнать, что «статическое электричество» может передаваться с места на место без теряя какие-либо свои характеристики. Может быть, он больше не «статичен», но он все же, кхм, статическое электричество. Имеется в виду разделение зарядов. Отсутствие движение не имеет значения, поскольку разделение заряда может двигаться. Это дисбаланс между противоположными зарядами, что важно, и их «статичности» нет.

ПРИМЕЧАНИЕ: Вы понимаете, как авторы учебников K-6 могли играть в игру ‘телефон?’ В этой «игре» слова постепенно искажаются ошибками в коммуникация.В учебниках K-6 научных понятий становится все больше и больше. искажается с годами. Авторов учат по более ранним учебникам, и часто они черпают информацию прямо из современных учебников. Затем они пишите новые. Если авторы ошибаются, что будет? Начать с говоря, что «электромагнетизм состоит из двух дополняющих друг друга половин, напряжения и тока». Спустя десятилетия мы заканчиваем выпуском книг, которые учат детей чему-то вроде это: «две формы электричества — статическое электричество и ток электричество.»Неправильно. Тем не менее, мы можем понять, откуда изначально взялись эти сумасшедшие вещи. из.

Увидеть невидимое напряжение

Магнитные поля невидимы, как и напряжение. И то, и другое можно сделать видимыми. Железные опилки позволяют нам видеть магнитные поля. Чтобы увидеть напряжение, подвесьте немного металла или пластмассовые волокна в масле, или посыпьте семена травы лужей глицерина. Если затем подвергнуть масло сильному полю напряжения, окружающему заряженный объект, волокна или семена травы выровняются и покажут форму поля.Потереть шар на голове, поднесите его к подвешенным волокнам, и вы «увидите» объемный узор; линии потока электронного поля.

Измерение напряжения

Чтобы измерить ток, мы позволяем магнетизму вокруг катушки с проволокой отклонять стрелка компаса. Для измерения напряжения допустим «электричество» между пара изящно подвешенных металлических пластин, чтобы отклонить одну из этих пластин. Простейший вольтметр называется «фольгированный электроскоп». Электроскопы представляют собой простые версии вольтметров нулевого тока.найди такие вещи в книгах о «статическом электричестве», когда они действительно должны быть во всей электронике книги. Более сложная версия фольгового электроскопа называется «квадрантный электрометр». Эти два устройства могут измерять напряжение напрямую, без создания электрического тока. Помимо подвижного конденсатора тарелки, есть еще несколько способов измерить напряжение тоже.

Напряжение света

Вот странная идея: протекающая электромагнитная энергия всегда включает Напряжение.Например, если прикоснуться к антенне мощного радио передатчик, вы можете получить удар электрическим током из-за высокого напряжения на антенна. Радиоволны — это электромагнетизм, а интенсивные волны вокруг антенны радиопередатчика будет поле высокого напряжения. Итак, радиоволны можно измерить по напряжению. Даже яркость свет от солнца можно измерить в вольтах на метр. Так может энергия, которая поступает от генераторов коммунальной компании и течет по провода к настольной лампе на 120 В.Все они связаны с электрическими полями (и напряжение), магнитные поля (и ток). Линии электропередачи имеют дело с напряжением, но точно так же поступают световые лучи и оптические волокна.

Подвергните всех студентов воздействию высокого напряжения! 🙂

«Высокое напряжение.» Вы уже знаете, что это такое? Это не просто опасные устройства за забором электрокомпании. Высокое напряжение также воздушные шары натирают ваши волосы, а «статические электрические генераторы» и их очень длинные искры. Вам может быть интересно узнать, что ВСЕ напряжение создает те же эффекты, что и «Высокое напряжение.»Эффект становится слабее, когда напряжение не высокий. Разберитесь в «высоком напряжении», и вы поймете само напряжение. Устройства высокого напряжения — это не просто игрушки, они образовательные: они позволяют нам испытать напряжение напрямую. Если хочешь понять магнетизм, то играй с сильными катушками электромагнита и сильными магнитами. Если хотите понять напряжение, а затем купить генератор Вандеграафа.

Напряжение ошибочно было скрыто за «статическим электричеством» и объявлено как быть устаревшей и бесполезной наукой, важной только по историческим причинам.Но в определенном смысле «статическое электричество» * ЕСТЬ * напряжение. Статическое электричество это высоковольтное явление. Если мы перестанем учить «статическому электричеству», и считаем это старым и бесполезным «бен-франклинским» материалом, тогда мы также прекратить учить о напряжении. Вы понимаете, почему напряжение стало таким тайна? Мы почти устранили «статическое электричество» в средней школе. научные классы, и поэтому мы также отбрасываем наше основное напряжение концепции.

ССЫЛКИ

---

РАЗНОЕ.ПРИМЕЧАНИЯ

Представьте себе водяное колесо, которое вращает струя воды, льющаяся сверху. Если вода подобна текущему электрическому заряду, а водяное колесо подобно электродвигатель, тогда какое напряжение? Напряжение похоже на высоту поток в верхней части колеса, или как его наклон от верхней части колеса к бассейну внизу. Без перепада высоты не может быть воды ток и отсутствие работы водяного колеса. Без разницы напряжений через электродвигатель не может быть электрического тока и работы мотором.

Что, если ситуация меняется медленно и на самом деле не статична, но не включает электродинамику? Нет электромагнитных волн или магнетизма? Ах это называется «Псевдостатический». Если это меняется, но все еще в основном электростатический, тогда это псевдостатическая ситуация.

Напряжение похоже на электрическое давление или толчок, оно может вызвать электрические разряды. течь. Или, если текущий заряд внезапно блокируется, это может вызвать мгновенное появление напряжения. Но ток может существовать без напряжения, и напряжение может существовать без тока.

Напряжение существует в космосе, а не только на поверхностях. Потрите надутый шар о волосы на руках, затем помашите воздушным шариком, чтобы волосы встали дыбом. вверх. Вы видите и чувствуете напряжение в пространстве между воздушным шаром и вашим рука. Подумайте о батарее на 9 В. 9 вольт не на поверхности клеммы аккумулятора, они находятся в пространстве между выводами, как и магнитное поле между северным и южным полюсами. Батарея 9В похожа на «электрет», электрическая версия стержневого магнита.

Индуктор (катушка электромагнита) — это устройство для электрического тока. А конденсатор — устройство электрического напряжения. Если энергия хранится в замкнутом катушки, энергия находится в окружающем магнитном поле, и должно быть электрический ток, циркулирующий в катушке. Если энергия хранится в не закороченный конденсатор, вся энергия находится в поле напряжения между тарелки. Если закорачивающая перемычка внезапно удаляется из индуктора, раздается громкий хлопок, и на короткое время появляется огромное напряжение.Если короткое замыкание внезапно подключен к конденсатору, происходит громкий хлопок и кратковременно сильный ток появляется. Оба компонента могут вызывать сильные выделения, но процесс для одного — процесс, обратный процессу для другого. Конденсатор, катушка. Электро, магнетизм. «ЭМ» энергия.

Напряжение — это вещество, которое соединяет протоны и электроны атомов друг с другом. другое, и он соединяет атомы вместе, чтобы сформировать объекты. Потяните за палец, и вы чувствуете микроскопическое напряжение между атомами и внутри них.Без напряжения во Вселенной не было бы твердых тел или жидкостей, просто газ. Когда вы разбиваете твердый предмет, вы побеждаете привлекательный микроскопические напряжения, которые связывали его атомы вместе.

Связи между атомами часто связаны с постоянным напряжением. Если один атом положительный, а другой отрицательный, то есть напряжение между их. Если бы миллиарды атомов могли быть выстроены параллельно, напряжение атомы можно было легко измерить. Что бы произошло, если бы мы могли выровнять миллиарды атомов параллельно? Мы только что заново изобрели батарею.Батарея — это пара металлических пластин, погруженных в жидкость. На поверхности жидкости где он касается каждой пластины, все атомы выстраиваются параллельно, и напряжение появляется между жидкостью и металлом. Вот что вызывает напряжение любой аккумулятор: микротонкий слой атомов (ионов) на поверхности металла пластины внутри батареи. Все остальное в батарее просто чтобы обеспечить электрические соединения и подачу химического топлива. В идеале батарея фонарика могла быть толщиной в три атома (тонкая пленка жидкости зажатый между двумя тонкими металлическими пленками), и он все равно гаснет 1.5 вольт.

Обычные электродвигатели работают за счет магнитных сил, окружающих катушку, с электрический ток в обмотках катушки. Назовем это устройство по названию «текущий мотор». Электродвигатели в повседневной жизни неизменно «текущие двигатели», но «двигатели напряжения» существуют тоже. Они действуют из-за сил напряжения между заряженными объектами. Микроскопические двигатели, используемые в передовых нанотехнологиях, работают под напряжением. моторы. Линейные химические двигатели внутри ваших мышц — это двигатели напряжения.Вращающиеся реснички на концах хвостов бактерий — это маленькие моторы напряжения. Механические ферменты, которые собирают молекулы АТФ («энергетические молекулы» ячейки) — это двигатели напряжения. Крошечные микроскопические детали внутри живого клетки похожи на маленьких роботов. Все они полагаются на двигатели с напряжением, без катушек или магнитные двигатели.

Потенциальная энергия включает растяжение, сжатие, давление и силы. Напряжение связан с электрическим зарядом, который был «растянут» или «под давлением.»Вращайте маховик, это аналогия электрического тока и магнетизм. Растяните резинку, это аналог напряжения и заряда разделение.

Магнетизм похож на искривление пространства? Тогда и напряжение. Напряжение и магнетизм можно объединить в бегущую волну искривленного электромагнетизм. Мы называем эти волны «световыми», «радио» или «электрическими». энергия ». Когда электроэнергетические компании продают вам немного« электроэнергии », они действительно продают вам импульсы «искажения электромагнитного поля», волны, которые направляются вам парой медных проводов.(Ведь электроны внутри проводов просто качаются взад и вперед.) Они не продавали вам электроны, вместо этого они продают вам комбинацию напряжения и тока. Когда напряжение и ток есть, электромагнитная энергия течет по провода.

Как соотносятся напряжение, ток и сопротивление: Закон Ома

Том I — Округ Колумбия »ЗАКОН ОМА»

Электрическая цепь образуется, когда создается токопроводящий путь для позволяют свободным электронам непрерывно двигаться.Это непрерывное движение Свободные электроны, проходящие через проводники цепи, называют током , , и его часто называют «потоком», как поток жидкости через полую трубу.

Сила, побуждающая электроны «течь» в цепи, называется напряжением , напряжением . Напряжение — это особая мера потенциальной энергии, которая всегда относительный между двумя точками. Когда мы говорим об определенном количестве напряжение, присутствующее в цепи, мы имеем в виду измерение о том, сколько потенциальных энергии существует для перемещения электронов из одной конкретной точки в этой цепи в другую конкретную точку.Без ссылки на , две конкретные точки , термин «напряжение» не имеет значения.

Свободные электроны имеют тенденцию перемещаться по проводникам с некоторой степенью трение или противодействие движению. Это противодействие движению больше правильно называется сопротивление . Количество тока в цепи зависит от количества доступного напряжения, чтобы мотивировать электронов, а также количество сопротивления в цепи, чтобы противостоять электронный поток.Как и напряжение, сопротивление — величина относительная. между двумя точками. По этой причине величины напряжения и сопротивление часто указывается как «между» или «поперек» двух точек в цепи.

Чтобы иметь возможность делать значимые заявления об этих количествах в цепей, мы должны иметь возможность описывать их количество в одном и том же способ, которым мы могли бы количественно определить массу, температуру, объем, длину или любой другой другой вид физической величины. Для массы мы можем использовать единицы «фунт» или «грамм».»Для температуры мы можем использовать градусы Фаренгейта или градусов Цельсия. Вот стандартные единицы измерения для электрический ток, напряжение и сопротивление:

«Символ», указанный для каждого количества, является стандартным буквенным обозначением. буква, используемая для обозначения этой величины в алгебраическом уравнении. Подобные стандартизированные буквы распространены в дисциплинах физика и техника, и признаны во всем мире. Единица аббревиатура «для каждого количества представляет собой используемый алфавитный символ. как сокращенное обозначение конкретной единицы измерения.А также, да, этот странный на вид символ «подкова» — заглавная греческая буква Ω, просто символ в иностранном алфавите (извинения перед греческими читателями здесь).

Каждая единица измерения названа в честь известного экспериментатора в области электричества: amp в честь француза Андре М. Ампера, вольт в честь итальянца Алессандро Вольта и Ом в честь немца Георга Симона Ома.

Математический символ для каждой величины также имеет значение.В «R» для сопротивления и «V» для напряжения говорят сами за себя, тогда как «I» для тока кажется немного странным. Считается, что «я» должно было представлять «Интенсивность» (потока электронов) и другой символ напряжения, «E». расшифровывается как «Электродвижущая сила». Из каких исследований я смог Да, похоже, есть некоторые споры о значении «я». Символы «E» и «V» по большей части взаимозаменяемы, хотя некоторые тексты зарезервируйте «E» для обозначения напряжения на источнике (таком как батарея или генератор) и «V» для обозначения напряжения на любом другом элементе.

Все эти символы выражаются заглавными буквами, за исключением случаев, когда величина (особенно напряжение или ток) описывается в терминах короткого периода времени (называемого «мгновенное» значение). Например, напряжение батареи, которое стабильный в течение длительного периода времени, будет обозначаться заглавной буквой буква «Е», а пик напряжения удара молнии в самом момент, когда он попадет в линию электропередачи, скорее всего, будет обозначен строчная буква «е» (или строчная буква «v») для обозначения этого значения как находясь в один момент времени.Это же соглашение о нижнем регистре выполняется верно и для тока, строчная буква «i» обозначает ток в некоторый момент времени. Однако большинство измерений постоянного тока (DC), которые стабильны во времени, будут обозначены заглавными буквами.

Одна основополагающая единица электрического измерения, которой часто учат в начало курсов электроники, но впоследствии редко используемое, блок кулон , который представляет собой меру электрического заряда, пропорциональную количеству электроны в несбалансированном состоянии.Один кулон заряда равен 6 250 000 000 000 000 000 электронов. Символ электрического заряда количество — заглавная буква «Q» с единицей измерения кулоны. сокращенно заглавной буквой «C». Так получилось, что агрегат для поток электронов, amp, равен 1 кулону электронов, проходящих через заданная точка в цепи за 1 секунду времени. В этих терминах ток — это скорость движения электрического заряда по проводнику.

Как указывалось ранее, напряжение является мерой потенциальной энергии на единицу заряда , доступной для перемещения электронов из одной точки в другую.Прежде чем мы сможем точно определить, что такое «вольт» то есть, мы должны понять, как измерить эту величину, которую мы называем «потенциал энергия ». Общая единица измерения энергии любого вида — джоулей , равно количеству работы, выполненной приложенной силой в 1 ньютон через движение на 1 метр (в том же направлении). В британских частях это чуть меньше 3/4 фунта силы, приложенной на расстоянии 1 фут. Проще говоря, требуется около 1 джоуля энергии для поднимите гирю 3/4 фунта на 1 фут от земли или перетащите что-нибудь расстояние в 1 фут с использованием параллельного тягового усилия 3/4 фунта.Определенный в этих научных терминах 1 вольт равен 1 джоуля электрической потенциальной энергии на (деленный на) 1 кулон заряда. Таким образом, батарея на 9 вольт выделяет 9 джоулей энергии на каждый кулон электронов, перемещаемых по цепи.

Эти единицы и символы электрических величин станут очень важно знать, когда мы начинаем исследовать отношения между ними в схемах. Первые и, пожалуй, самые важные отношения между током, напряжением и сопротивлением называется законом Ома, открытым Георгом Саймоном Омом и опубликованным в его статье 1827 года Математические исследования гальванической цепи .Главное открытие Ома заключалось в том, что величина электрического тока через металлический проводник в цепи прямо пропорционально напряжение, приложенное к нему, для любой заданной температуры. Ом выражен его открытие в виде простого уравнения, описывающего, как напряжение, ток и сопротивление взаимосвязаны:

В этом алгебраическом выражении напряжение (E) равно току (I) умноженное на сопротивление (R). Используя методы алгебры, мы можем преобразовать это уравнение в два варианта, решая для I и R, соответственно:

Давайте посмотрим, как эти уравнения могут работать, чтобы помочь нам анализировать простые схемы:

В приведенной выше схеме есть только один источник напряжения (аккумулятор слева) и только один источник сопротивления току. (лампа справа).Это позволяет очень легко применять закон Ома. Если мы знаем значения любых двух из трех величин (напряжения, тока и сопротивления) в этой цепи, мы можем использовать закон Ома для определения третьей.

В этом первом примере мы рассчитаем величину тока (I) в цепи, учитывая значения напряжения (E) и сопротивления (R):

Какая величина тока (I) в этой цепи?

В этом втором примере мы рассчитаем величину сопротивления (R) в цепи, учитывая значения напряжения (E) и тока (I):

Какое сопротивление (R) предлагает лампа?

В последнем примере мы рассчитаем величину напряжения, подаваемого батареей, с учетом значений тока (I) и сопротивления (R):

Какое напряжение обеспечивает аккумулятор?

Закон Ома — очень простой и полезный инструмент для анализа электрических схемы.Он так часто используется при изучении электричества и электроники, которую нужно сохранить в памяти серьезными ученик. Для тех, кто еще не знаком с алгеброй, есть трюк с запоминанием того, как решить для любого одного количества, учитывая другое два. Сначала расположите буквы E, I и R в виде треугольника следующим образом:

Если вы знаете E и I и хотите определить R, просто удалите R с картинки и посмотрите, что осталось:

Если вы знаете E и R и хотите определить I, удалите I и посмотрите, что осталось:

Наконец, если вы знаете I и R и хотите определить E, удалите E и посмотрите, что осталось:

В конце концов, вам придется познакомиться с алгеброй, чтобы серьезно изучать электричество и электронику, но этот совет может сделать ваш первый расчеты запомнить немного легче.Если тебе комфортно с алгебры, все, что вам нужно сделать, это зафиксировать E = IR в памяти и получить другие две формулы из того, когда они вам понадобятся!

• ОБЗОР:
• Напряжение измеряется в вольт , обозначается буквами «E» или «V».
• Ток измеряется в ампер , обозначается буквой «I».
• Сопротивление измеряется в Ом. обозначается буквой «R».
• Закон Ома: E = IR; I = E / R; R = E / I

фактов о напряжении для детей | KidzSearch.com

Подключение высоковольтного кабеля

Напряжение заставляет электрические заряды двигаться. Это «толчок», который заставляет заряды двигаться в проводе или другом электрическом проводнике. Это можно рассматривать как силу, толкающую заряды, но это не сила. Напряжение может вызывать перемещение зарядов, а поскольку движущиеся заряды представляют собой ток, напряжение может вызывать ток.

Разница электрических потенциалов — это научный термин, который обычно называют напряжением. Неформально, разность напряжений или электрических потенциалов иногда называют «разностью потенциалов».В некоторых случаях напряжение также называют электродвижущей силой (ЭДС).

Напряжение — это разность электрических потенциалов, разность электрических потенциалов между двумя местами. Единицей измерения разности электрических потенциалов или напряжения является вольт. Вольт назван в память об Алессандро Вольта. Один вольт равен одному джоулю на кулон. Символ единицы вольт пишется с заглавной буквы V, как в (9V). Согласно правилам Международной системы единиц, символ единицы с названием, производным от имени собственного лица, пишется в верхнем регистре.

Обратите внимание, что вольт и напряжение — это две разные вещи. Вольт — это единица измерения, с помощью которой мы что-то измеряем. И электрический потенциал, и напряжение — это то, что мы измеряем, и вольт является единицей измерения для обоих. Обозначение единицы вольт пишется через V (9 В или 9 В). Когда в формуле используется напряжение, оно может быть набрано курсивом, например, [math] V = 9 \, \ text {V} [/ math], или написано курсивом. Если идет только однобуквенный символ, можно использовать строчную букву v, e.g., [математика] \ текст {напряжение} = \ текст {ток} \ раз \ текст {сопротивление} [/ математика] или [математика] \ текст {v} = \ текст {ir} [/ математика]. Инженеры-электрики используют символ [math] e [/ math] для обозначения напряжения, например, [math] e = ir [/ math], чтобы четко различать напряжение и вольт.

Технически, напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками, которая всегда измеряется между двумя точками. например между положительным и отрицательным концами батареи, между проводом и землей или между проводом или точкой цепи и точкой в ​​другой части цепи.В повседневном использовании с бытовым электричеством в США напряжение чаще всего составляет 120 В. Это напряжение измеряется от электрического провода до земли.

Обратите внимание, что для передачи мощности (энергии) должны присутствовать как напряжение , так и ток . Например, на проводе может быть высокое напряжение, но, если он не подключен, ничего не произойдет. Птицы могут приземлиться на высоковольтные линии, такие как 12 кВ и 16 кВ, и не погибнуть, потому что ток не проходит через птицу.

Существует два типа напряжения: постоянное и переменное.Напряжение постоянного тока (напряжение постоянного тока) всегда имеет одинаковую полярность (положительную или отрицательную), например, в батарее. Напряжение переменного тока (напряжение переменного тока) меняется между положительным и отрицательным. Например, напряжение в сетевой розетке меняет полярность 60 раз в секунду (в Америке) или 50 раз в секунду (в Великобритании и Европе). Постоянный ток обычно используется для электроники, а переменный ток — для двигателей.

Определение

Напряжение — это изменение электрического потенциала между двумя точками.
или изменение электрической потенциальной энергии на кулон между двумя точками.

[математика] V = \ Delta (EPE / q) = (EPE / q) _2 — (EPE / q) _1 [/ math]

Где V = напряжение, EPE = электрическая потенциальная энергия, q = заряд, ∆ = разница в.

Напряжение заземления

Напряжение всегда измеряется между двумя точками, и одну из них часто называют «землей» или точкой нулевого напряжения (0 В). В большинстве электрических установок переменного тока есть заземление. Соединение с реальной землей осуществляется через водопроводную трубу, заземляющий стержень, закопанный или вбитый в землю, или удобный металлический провод (не газовая труба), закопанный под землей.Это соединение выполняется в точке входа электрической системы в здание, на каждом полюсе, где есть трансформатор на улице (часто на электрическом столбе), и в других местах в системе. Вся планета Земля используется как точка отсчета для измерения напряжения. В здании это заземление подводится к каждому электрическому устройству по двум проводам. Один из них — это «заземляющий провод» (зеленый или неизолированный провод), который используется в качестве защитного заземления для соединения металлических частей оборудования с землей.Другой используется в качестве одного из электрических проводников в цепях системы и называется «нейтральным проводником». Этот провод, имеющий потенциал земли, замыкает все цепи, проводя ток от любого электрического оборудования обратно к точке входа системы в здания, а затем к трансформатору, обычно на улице. Во многих местах за пределами зданий отпадает необходимость в проводе для замыкания цепей и передачи тока от зданий к генераторам.Обратный путь, по которому проходит весь ток, — это сама земля.
В цепях постоянного тока отрицательный конец генератора или батареи часто называют «землей» или точкой нулевого напряжения (0 В), даже если соединение с землей может быть, а может и не быть. На одной печатной плате (PCB) может быть несколько заземлений, например, с чувствительными аналоговыми схемами, эта часть схемы может использовать «аналоговое заземление», а цифровая часть — «цифровое заземление».
В электрическом оборудовании точкой 0 В может быть металлическое шасси, называемое заземлением шасси, или соединение с фактическим заземлением, называемое заземлением, каждое из которых имеет свой собственный символ, используемый в электрических схемах (схемах).

Инструменты измерительные

Некоторые из инструментов для измерения напряжения — вольтметр и осциллограф.

Вольтметр измеряет напряжение между двумя точками и может быть установлен в режим постоянного или переменного тока. Вольтметр может измерять, например, напряжение постоянного тока батареи (обычно 1,5 В или 9 В) или напряжение переменного тока от сетевой розетки на стене (обычно 120 В).

Для более сложных сигналов можно использовать осциллограф для измерения постоянного и / или переменного напряжения, например, для измерения напряжения на динамике.

Разница потенциалов

Напряжение или разность потенциалов от точки a до точки b — это количество энергии в джоулях (в результате действия электрического поля), необходимое для перемещения 1 кулон положительного заряда из точки a в точку b. Отрицательное напряжение между точками a и b — это напряжение, при котором для перемещения отрицательного заряда из точки a в b требуется 1 кулон энергии. Если вокруг заряженного объекта существует однородное электрическое поле, отрицательно заряженные объекты будут притягиваться к более высоким напряжениям, а положительно заряженные объекты будут притягиваться к более низким напряжениям.Разность потенциалов / напряжение между двумя точками не зависит от пути, пройденного от точки a до b. Таким образом, напряжение от a до b + напряжение от b до c всегда будет равно напряжению от a до c.

Что такое напряжение и как оно связано с измерением

Что такое напряжение и как оно связано с измерением

Размещено в h в инструментальных трансформаторах к

Что такое напряжение и как оно связано с измерением

Стивен Шефер Стивен — приглашенный автор Центра знаний Peak Demand и редактор журнала Learn Metering на сайте www.learnmetering.com.

Что такое напряжение? Это, безусловно, важный термин в области электричества. Вы слышите это все время. Какое напряжение на машине? Или вы можете проверить напряжение в этой цепи? Мы слышим это, мы говорим это, но что такое напряжение и как оно связано с измерением?

Что такое напряжение?

Наиболее часто используемое определение напряжения гласит, что напряжение — это разность потенциалов между двумя точками в цепи. Какое определение напряжения правильно? Другой способ определения напряжения — это вода.Некоторым легче понять определение напряжения, когда мы говорим о водопроводных трубах. Напряжение — это движущая сила в электрической цепи. Мы можем думать об этом как о давлении в контуре. Итак, что такое напряжение? Это движущая сила в электрической цепи.

Как измеряется напряжение?

Напряжение измеряется с помощью вольтметра. С помощью вольтметра мы можем выбрать две разные точки в цепи, чтобы измерить разницу потенциалов между этими двумя точками.Единица измерения напряжения называется вольт. Вольт назван в честь Алессандро Вольта, который создал первую батарею, известную как гальваническая батарея.

Как напряжение связано с измерением?

Ах да, большой вопрос, как мы используем напряжение при измерении? Что ж, мы должны помнить, что метры измеряют киловатты. Итак, какое отношение это имеет к напряжению? Чтобы найти киловатты, нам сначала нужно найти ватты. Чтобы рассчитать ватт, нам нужно знать ток и, как вы уже догадались, напряжение.Используя закон Ома, мы знаем, что мощность равна напряжению, умноженному на ток, или выражается математически, P = I x E. Есть несколько способов запомнить эту формулу. Один из них — вспомнить слово ПИРОГ. Другой — изменить буквы на W = V x A.

В первом примере P = мощность, измеренная в ваттах, I = ток, измеренный в амперах, и E = напряжение, измеренное в вольтах. Просто краткий факт: буква E используется, потому что она обозначает электродвижущую силу, что является причудливым способом обозначить напряжение.

Во втором примере W = ватты, V = напряжение, A = амперы.Итак, два уравнения равны, они просто используют разные термины. Самый простой способ запомнить W = V x A — это подумать о Западной Вирджинии или W VA. Довольно просто, верно.

Итак, теперь, когда мы знаем термины, нам нужно знать, как они связаны с измерением. Ну, номинальное напряжение в типичной измерительной цепи остается практически постоянным. Обычное бытовое напряжение — 120/240. Таким образом, измеритель измеряет это напряжение, а затем умножает напряжение на ток в цепи, чтобы получить ватты. И тут как по волшебству отсчет идет в киловаттах.

Что?

Посмотрите на уравнения еще раз и вернитесь к алгебре I. Если напряжение остается постоянным, а сила тока возрастает, это означает, что мощность будет расти. Если сила тока падает, мощность падает. Чтобы получить киловатт из ватт, разделите ватты на 1000. В старых электромеханических счетчиках катушка напряжения, также известная как потенциальная катушка, создавала магнитное поле в счетчике. Когда ток течет через счетчик, он также создает магнитное поле.Взаимодействие между этими двумя полями — вот что заставляет диск вращаться. Вот почему важно убедиться, что счетчик, выбранный для каждой установки, имеет решающее значение.

Заключение

Напряжение является движущей силой каждой электрической цепи. Мы можем использовать закон Ома для расчета ватт по формуле мощности. Это взаимодействие напряжения и тока в цепи, которая заставляет измерительный диск вращаться. Чтобы проверить напряжение в цепи, мы используем так называемый вольтметр.

Что такое напряжение? — Основы электричества

В нашем первом руководстве по основам электричества вы узнали, что ток — это просто поток электронов в проводе. Вы узнали о токе и о том, что его единица измерения Ампер означает, сколько электронов проходит через определенную точку в секунду. В этом уроке мы ответим на вопросы, которые вы все задавали: «Что такое напряжение?»! Итак, что такое напряжение и что оно на самом деле делает? Давайте разберемся!

Что такое напряжение?

Проще говоря, напряжение проталкивает ток по электрической цепи.Подумайте о напряжении как о толкающей силе, заставляющей электроны двигаться. Это создает электрический ток. Давайте посмотрим на пример. На картинке ниже у меня есть регулируемый источник питания, подключенный к небольшому двигателю.

По мере увеличения напряжения, поступающего на двигатель, протекает больше тока. Когда у нас установлено нулевое напряжение источника питания, ничего не происходит, и двигатель не вращается.

Если выставить блок питания на выход 1 вольт. Сразу видно, что ток составляет примерно 50 миллиампер.Когда есть ток, энергия может течь от источника питания к двигателю!

ОК! Итак, теперь давайте увеличим напряжение до двух вольт! Теперь, когда у нас больше толкающей силы, течет больше тока. Он достигает чуть более 100 миллиампер. Вы можете видеть, что через двигатель проходит больше энергии, и он вращается намного быстрее. Чем больше мы увеличиваем напряжение, тем больше ток и двигатель разгоняется.

Вы можете использовать источник напряжения для питания двигателей, лампочек, электроники и многого другого.

Напряжение может передавать информацию

Еще один важный пример того, что может делать напряжение, — это передача полезной информации или данных!

Вы можете использовать различные напряжения в качестве электрических сигналов, представляющих данные. В этом примере 0 или 5 вольт представляют двоичные 0 и 1 соответственно на коммуникационной шине. В будущем у нас будет более подробное руководство по этой теме, но я просто хочу, чтобы вы понимали, что иногда напряжение используется для питания устройств, которые потребляют большой ток, но вы также можете использовать напряжение в качестве сигнала и почти не использовать ток. течет вообще.Вы просто создаете изменяющиеся напряжения с помощью передатчика и обнаруживаете изменяющиеся напряжения с помощью подходящего приемника.

Здесь вы можете увидеть пример напряжения, используемого для передачи данных на осциллографе. Нулевое напряжение, сопровождаемое импульсами 5 вольт, создает сигнал, который может быть прочитан другим устройством.

СВЯЗАННЫЙ: Как работают осциллографы

Действительно ли вольт подталкивает ток? Вроде, как бы, что-то вроде.

Теперь мы просто описали, что это «вольт-ампер». Давайте погрузимся глубже! Внутри этих батарей Geek Pub происходит химическая реакция, которая создает напряжение.Нижняя сторона батареи заряжена более отрицательно, чем верхняя часть батареи. Помните из нашего текущего руководства, что отрицательные заряды отталкивают отрицательные заряды, поэтому нижняя сторона батареи отталкивает электроны от нее.

Электроны выталкивают другие электроны. Ток течет, электроны на верхней стороне притягиваются к положительной стороне батареи, и все течет по замкнутой цепи.

Что такое напряжение

Теперь давайте углубимся и поговорим о том, что такое напряжение на самом деле.Напряжение — это разница в электрической потенциальной энергии на единицу заряда между двумя точками.

Давайте разберемся немного подробнее. Понять эти термины очень удобно.

Потенциальная энергия

Начнем с потенциальной энергии. Научное определение энергии — способность выполнять работу . Эта работа может заключаться в перемещении чего-либо, нагревании чего-либо, вращении чего-либо и т. Д. Что-то имеет потенциальную энергию, если имеет потенциал для выполнения работы.Например, растянутая резинка обладает упругой потенциальной энергией. Сейчас он ничего не делает, но может работать. Если вы отпустите его, упругая потенциальная энергия будет преобразована в движение, которое продвигает лист бумаги к вашей цели.

Вернемся к нашим батареям в Geek Pub выше. Они имеют электрическую потенциальной энергии. Когда он не подключен, он ничего не делает, но у него есть потенциал для работы. Внутри него происходит химическая реакция, которая создает электрическую потенциальную энергию, и если мы подключим свет к батарее, мы образуем полную электрическую цепь.Пойдет ток, и лампочка загорится.

Объяснение джоулей и кулонов

Мы почти закончили отвечать на наш вопрос «Что такое напряжение?» Но также важно знать, что мы измеряем энергию с помощью единиц, называемых джоулями. Джоули можно использовать для описания количества энергии, необходимого для выполнения множества разных действий. Энергии 1 джоуля достаточно, чтобы проработать фонарик примерно на 1 секунду. Энергии 3 джоулей достаточно, чтобы проработать фонарик примерно на 3 секунды. 90 000 джоулей — это энергия, необходимая для работы микроволновой печи в течение 1 минуты, чтобы заварить чашку горячего чая.18 электронов равны 1 кулону заряда. А поскольку электроны имеют отрицательный заряд, этот заряд будет отрицательным. Гораздо проще просто сказать, что 1 ампер равен 1 кулону заряда, протекающего в секунду. А 2 ампера — это 2 кулона в секунду.

Когда мы говорим об электрической потенциальной энергии на единицу заряда, мы имеем в виду, что определенное количество джоулей энергии передается на каждую единицу протекающего заряда. Например, у нас есть аккумулятор на 1,5 В. Это означает, что на каждый кулон заряда, вытекающего из аккумулятора, 1.Передается 5 джоулей энергии. 1,5 джоуля химической энергии преобразуются в потенциальную электрическую энергию. Затем эта электрическая потенциальная энергия или «напряжение» толкает электроны по цепи, и на каждый кулон протекающих электронов 1,5 джоуля энергии доставляются лампочке и преобразуются в свет и тепло.

Вернемся к примеру с двигателем. Если источник питания настроен на нулевое напряжение, ток не может течь. Но одним щелчком переключателя теперь источник питания выдает 1 вольт или 1 джоуль на кулон.Было примерно 50 миллиампер. 50 миллиампер означает, что каждую секунду от источника питания поступает 0,05 кулонов, и на каждый кулон передается 1 джоуль энергии. Таким образом, 1 вольт, умноженный на 50 миллиампер, означает, что через двигатель каждую секунду проходит 0,05 джоулей энергии.

Теперь, когда вы понимаете энергию на кулон, давайте вернемся к нашему определению напряжения и поговорим об этой части. Напряжение — это разница в электрической потенциальной энергии между двумя точками. Другими словами, напряжение всегда относительно.Мы все говорим, что это батарея на 9 вольт, но это действительно так! Мы должны сказать, что между этой отрицательной клеммой существует разность электрических потенциалов 9 вольт! Разница в 9 джоулей на каждый кулон, вытекающий из батареи, и это то, что на самом деле делает батарею на 9 вольт!

Я использую низкое или высокое напряжение?

Вы обнаружите, что работа с электрическими проводами и цепями открывает для вас множество новых терминов. Наиболее распространенными являются такие компоненты, как сопротивление, ток и напряжение.Но иногда вы обнаружите, что напряжение разделено на две категории: низкое — и высокое напряжение проводка. Это может сбивать с толку многих людей, поскольку, к сожалению, точка отсечки для так называемой высоковольтной проводки основан на контексте, а не на жестком стандарте того, что такое высокое напряжение.

Отличия

Напряжение — это просто разность электрических потенциалов между двумя точками . Это одно из многих измерений, которые мы используем для оценки различных устройств, и это самый распространенный термин, известный неспециалистам, когда дело касается электроники. Сказать, что электрическая линия является «линией высокого напряжения», большинство понимает как опасный провод, к которому нельзя прикасаться. Таким образом, с точки зрения контекста, высокое напряжение — это все, что может причинить серьезный вред или травму. .

Стандарт IEC для высокого и низкого напряжения в США:

.

Высокое напряжение: Электрические устройства и линии более 1000 В для цепей переменного тока и 1500 В для цепей постоянного тока

Низкое напряжение: Электрические устройства и линии от 50 до 1000 вольт для переменного тока и от 120 до 1500 вольт для цепей постоянного тока

Согласно рейтинговой системе IEC, вся домашняя проводка является проводкой низкого напряжения (при этом проводка с очень низким напряжением используется в большинстве электронных устройств и простых схем).Фактически, с увеличением числа домов, устанавливающих розетки USB, ландшафтное освещение и распределенные кабельные сети по всему дому, проводка с очень низким напряжением стала более распространенной, чем стандартное напряжение. Многие домовладельцы имеют тенденцию называть 120–240 -вольт переменного тока и электропроводка прибора «высокое напряжение», когда на самом деле это не так. Лучшим термином (и используемым электриками) является линия или напряжение сети .

Как они используются?

Лучший способ проиллюстрировать различия — показать, как они используются в вашем доме.Настоящая высоковольтная проводка обычно существует только в одной части вашего дома, межсоединении между электрической системой вашего дома и городской электросетью. Высокопроводные линии, проходящие через ваш город, работают при напряжении 33 кВ (33 000 вольт). мала по сравнению с линиями 110 кВ (и выше), используемыми для передачи за пределы городов. Все остальное в вашем доме, вероятно, будет иметь маркировку низкого или крайне низкого напряжения.

Электросистема вашего дома состоит из низковольтной проводки. Здесь, в США, в наших домах используется простая электрическая система на 110–120 вольт.  Специальные цепи для бытовых приборов, а в некоторых гаражных или мастерских есть розетки на 220 или 240 вольт для специальных устройств, но это все еще в пределах нормы. эксплуатационные требования к низковольтной проводке. Даже освещение в вашем доме работает на этой простой низковольтной проводке. Каким бы мощным ни было 100-ваттное освещение, оно все равно использует 120-вольтовое электричество переменного тока для своего питания.

Наиболее интересны системы в области экстремально низких напряжений. Наружное и ландшафтное освещение являются лучшим примером этого. лучший пример низковольтной проводки вокруг. Прожекторы, прожекторы и колодцы обычно работают от 12–24 вольт постоянного тока. Это сделано из соображений безопасности, так как наружные кабели обычно оголены, поэтому более низкое напряжение повышает безопасность от поражения электрическим током или случайного повреждения электрического кабеля во время стрижки газона или работы в саду.

Итак, в конце концов, разница проста в том, какое напряжение используется. Большинство людей никогда не столкнутся с высоким напряжением в течение своей жизни. Если вы это сделаете, держитесь подальше. Все, что помечено как «высокое напряжение», чрезвычайно опасно. . Позвоните в свою коммунальную компанию, если вы подозреваете повреждение, и всегда держитесь подальше от любых линий высокого напряжения, даже если они выглядят мертвыми.

---

Hickerson Electrical — это ваш поставщик всех домашних электрических услуг.  Мы готовы предоставить вам высококачественные услуги в любой момент. Звоните сегодня по телефону (703) 594-3913.

И не забывайте подписываться на нас в Facebook, Twitter и Google+, чтобы получать обновления, руководства и полезную информацию каждую неделю!

Что такое высокое напряжение

Высоковольтное соединение

Ваш источник высоковольтной продукции, плюс

Что такое Высокое напряжение?

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ:

Нет универсального принятое определение, хотя в некоторых отраслевых стандартах указываются различные минимальные напряжения, выше которых считается высокое напряжение.Эти определения как правило, исходя из соображений безопасности или напряжения, при котором возникнет дуга. происходить. Было бы удобно, если бы повсеместно применялось высокое напряжение для запуска. под красивым круглым номером, например, 1кВ. Вместо этого мы видели, что напряжение очень низкое. как 5V называется высоким напряжением. Напротив, согласно Bonneville Энергетическая администрация, чтобы считаться высоковольтной, она должна быть 100 кВ и выше! Мы хотели бы определить этот относительный термин с более практической точки зрения. вместо:

Высокое напряжение начинается при момент, когда дизайнеры должны учитывать дополнительные технические вопросы, а где поставщиков компонентов на выбор значительно меньше.

Технические проблемы : Конечно, для большинства инженеров высокое напряжение разное напряжение. Это больше не обычная инженерия. Введите другие переменные в процессы проектирования и производства. Вам нужно принять во внимание учитывать длину пути утечки, толщину изоляции, коронный разряд и геометрические параметры. договоренность. Уже не рекомендуется использовать палец, чтобы увидеть, какой компонент нагревается. Компоненты проявляют неожиданное поведение, например резисторы которые изменяют значение в зависимости от приложенного напряжения.

Проблемы поставщика компонентов : Дизайнерам нужно быть более осторожными с поставщиками выбор. Это потому, что поставщиков не так много, а технологии не так хорошо известно. Таким образом, есть большие различия в качестве и надежность среди производителей высокого напряжения. Например, если вам нужен 5V блоки питания, есть сотни компаний, которые их производят. Но если ты нужно, скажем, 100 В или 10 000 В, их всего несколько. И из этой горстки, Есть только пара, которая производит качественные и надежные расходные материалы.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО ОПРЕДЕЛЕНИЯ:

Любое напряжение выше 40 вольт вообще считается потенциально (!) опасным.

Напряжение 208В и выше.

Высокое напряжение определяется Директивы по электробезопасности Министерства энергетики США более 600 вольт.

Обычно считается провод или кабель с рабочим напряжением более 600 вольт.

Любой электрический потенциал способен вызвать пробой в воздухе на STP, или около 600 вольт.

Напряжение выше, чем используемое для распределения энергии. Нижний предел обычно принимается равным 5000 В (звонок) или 8700 В (Национальный кодекс электробезопасности).

10 кВ, потому что это примерно где вам нужно начать беспокоиться о короне, и становится все труднее найти компоненты полки. [ Примечание редактора: это хороший практический Однако при более низких напряжениях возникают другие проблемы, помимо короны.]

Обычно провод или кабель с рабочим напряжением более 25 000 вольт.

Электрическая система или кабель, рассчитанный на работу от 46 кВ до 230 кВ.

Описание трансмиссии линии и электрооборудование с уровнями напряжения от 100 кВ до 287 кВ.

Наименее полезное определение? : Прил. 1. высоковольтные — работающие от или питается от высокого напряжения; «генератор высокого напряжения»

Среднее напряжение : Возможно, альтернативный способ определения высокого напряжения Напряжение было бы добавить новый термин, среднее напряжение.Затем высокое напряжение может быть 1 кВ и выше, а среднее напряжение может быть более низким до 999V. (Спасибо Полу Оранджес из Huettinger, который предложил использовать этот срок.)

Высоковольтное соединение

Контактная информация

Эван Майерхофф

Разработка приложений

High Voltage Connection, Inc.

516-466-9379

www.highvoltageconnection.com

evan@highvoltageconnection.