Site Loader

Содержание

Конвертер электростатического потенциала и напряжения • Электротехника • Определения единиц • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Электротехника

Электротехника — область технических наук, изучающая получение, распределение, преобразование и использование электрической энергии. Электротехника включает в себя такие области техники как электроэнергетику, электронику, системы управления, обработку сигналов и связь.

Конвертер электростатического потенциала и напряжения

Электростатический потенциал — скалярная характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля. Электрическое напряжение между двумя точками электрической цепи или электрического поля — физическая величина, значение которой равно отношению работы электрического поля, совершаемой при переносе электрического заряда из одной точки в другую, к величине этого заряда. Единицей измерения потенциала, разности потенциалов и напряжения является единица измерения работы, деленная на единицу измерения заряда.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу разности потенциалов принимают вольт (В). Разность потенциалов между двумя точками поля равна одному вольту, если для перемещения между ними заряда в один кулон нужно совершить работу в один джоуль.

Использование конвертера «Конвертер электростатического потенциала и напряжения»

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Пользуйтесь конвертером для преобразования нескольких сотен единиц в 76 категориях или несколько тысяч пар единиц, включая метрические, британские и американские единицы. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие.», то есть «…умножить на десять в степени…». Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Канал Конвертера единиц TranslatorsCafe.com на YouTube

Электрическое напряжение. Единица напряжения. Вольтметр

Одесская специализированная общеобразовательная школа І-ІІІ ступеней № 40, Одесского городского совета, Одесской области

Тема урока:

Электрическое напряжение. Единица напряжения. Вольтметр

Учитель физики высшей категории

Яковлев Юрий Яковлевич

1. Что называют силой тока?

2. По какой формуле определяют

силу тока?

3. Какая единица силы тока?

В честь кого она названа?

4. Какое значение силы тока

безопасное для человека?

5. Какие основные правила безопасности необходимо соблюдать при работе с электротехническими устройствами?

6. Дайте определение кулона

7. Каким прибором измеряют

силу тока?

8. Какие правила необходимо выполнять, измеряя силу тока?

Вы слышали

«Не подходи — там высокое напряжение!»

Вы слышали

«На какое напряжение рассчитан этот прибор?»

Что такое электрическое напряжение?

Электрическое напряжение — это физическая величина, численно равная работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда по этому участку.

 

U — Напряжение

q – Заряд

A – Работа

Единица напряжения в СИ – вольт

 

 

Алессандро Вольта

1745 — 1827

Кратные и дольные единицы электрического напряжения:

 

 

 

Какое напряжение подается в ваш дом?

Какое напряжение подается на аккумулятор вашего мобильного телефона во время его зарядки?

Вольтметр — прибор для измерения напряжения.

V

Условное обозначение вольтметра

«+» Вольтметра соединяют с «+» источника тока,

а «-» вольтметра с

«-» источника тока

Вольтметр присоединяют параллельно

Для измерения напряжения на полюсах источника тока вольтметр присоединяют непосредственно к клеммам источника.

1. Какое напряжение показывают вольтметры?

2. Определите напряжение на участке цепи, если при прохождении по нему заряда в 15 Кл была выполнена работа 6 кДж .

3. Во время свечения лампы накаливания совершается работа 3,96 кДж . Определите электрический заряд, прошедший через лампу, если она включена в сеть 220 В .

4. Напряжение между облаками во время грозы 10000 кВ . Сколько электронов проходит между облаками, если при этом выполняется работа 16 МДж ?

5. Через спираль лампы накаливания течет ток 2 А . Под каким напряжением работает лампа, если за 1,5 мин электрическое поле в нити лампы совершает работу

0,72 кДж ?

6. Определите работу электрического тока в лампе за 1,5 ч , если показания амперметра и вольтметра составляют 3 А и 220 В соответственно.

7. Напряжение на участке цепи равна 36 В . С какой высоты должен упасть груз массой 72 кг , чтобы сила притяжения выполнила такую же работу, какую выполняет электрическое поле, перемещая участком цепи заряд 900 Кл ?

72кг

22

1. Что называют напряжением

на определенном участке цепи?

2. По какой формуле определяют электрическое напряжение?

3. В каких единицах измеряют напряжение?

22

4. Дайте определение единицы напряжения.

5. Какой прибор используют для измерения напряжения?

6. Какие правила необходимо соблюдать при измерении напряжения?

22

Домашнее задание:

читать § 28, решить упр.28,№1-5

22

Физика и труд

Всё перетрут!

22

Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр. Измерение напряжения

План урока

Ход урока

Запасной вариант положения

1) Организационная часть:

— Добрый день, ребята! Меня зовут Ахметова Айзаря Занифовна. Всем хорошего настроения и удачной работы. Присаживайтесь.

 

1 слайд

Девиз урока: «Я слышу – я забываю, я вижу – я запоминаю, я делаю – я понимаю» (Китайская пословица)

 

2) Проверка знаний:

 

2 слайд

 

— Посмотрите внимательно на экран. Что мы видим на картине? (поле). В жизни это поле мы видим, а с точки зрения электричества поле существует? (да, электрическое)

 

3-4 слайд;

 3 анимация «Эл.Ток»

 

А теперь что наблюдаем? (течение воды в трубе). А в электричестве что может протекать? (эл. ток)

 

 

Стихотворение

(работа в парах, дается 3 ученикам)

1 уч. работает у доски,

2 – работа в парах. (одновременно)

«Как вычисляется сила тока?» – стихотворение

Я не зря себя хвалю,
Всем и всюду говорю,
Что я физику люблю,
Что я физику учу.
Как-то раз придумал я
Решить задачу.
Без сомненья,
Мне известно было тут
Время, ровно 5 минут.
Но одно я не пойму,
Что ж такое q ?
Силу тока мне найти
Совсем не трудно:
Нужно заряд на время разделить,
И это будет чудно!

 

Вопрос.

Ответ. 8 А 

5 слайд

Одновременно игра «верю не верю» с остальным классом.

 

Чему равна сила тока в цепи, если заряд равен 2,4 кКл?

Ребята у вас на парте лежат сигнальные карточки зеленого и красного цветов. Я зачитываю предложения, а вы в течении 3 секунд должны поднять красную карточку ,если вы не согласны с утверждением, зеленую – если согласны.

  1. Упорядоченное движение заряженных частиц – этоЭлектрическое поле (эл. ток). кр. карточка
  2. Сила тока обозначается буквой I. зел карточка
  3. Единица силы тока Кл. (А) кр. Карточка
  4. Прибор для измерения силы тока — электроскоп. (Амперметр) кр. Карточка
  5. Тела, которые проводят электрический ток, называются проводники. зел карточка.

 

Проверка. Самооценка.

Проверка у доски задачи.

6 слайд Самооценка.

А сейчас проверим. Кто на все вопросы правильно ответил. Ставит себе 3 балла, если ошиблись 1-2 раза — ставим 2 б, если 3 и более – ставим 1 балл. Отметьте на полях в тетрадях или на листочках у себя.

 

Демонстрация движения груза с динамометром

7 слайд

 

Из курса 7 класса вы знакомы с термином механическая работа.

  1. Чем вызвано Движение тела? (приложенной силой)
  2. Сила совершает…? (А)
  3. Чем вызвано движение заряда в цепи?(ЭП)
  4. Электрическое поле совершает работу

 

Анимация 2

 

– Создадим аналогичную ситуацию с электричеством ?

Т.е. если в механике существует механическая работа, то в электричестве …? (Сущ-ет работа тока)

– И эту работу совершает…. (ЭП)

К какому выводу из сказанного мы можем прийти?

 

Определение

Работу сил электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока.

В процессе такой работы энергия электрического поля превращается в другой вид энергии – КАКУЮ? (механическую, внутреннюю и др.)

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ РАБОТА ТОКА?

(от силы тока, т. е. электрического заряда, протекающего по цепи в 1 с) – в этом вы убедились на предыдущих уроках и при выполнении Л/Р.

 

Исследование

8 слайд

Разделившись на 2 группы , ученики замыкают собранные цепи.

 

Сравнить показания амперметра на рис. 63 и 64

 

Анимация 3

(Демонстрация лампы)

А теперь, ребята, у каждого из вас н парте имеется листочки с надписью «Исследование». На оборотной стороне написано слово. (На листочках написаны Диэлектрики: дистиллированная вода, стекла, пластмассы, бензол, масла, слюда, фарфор, воздух, резина, смолы различные, дерево;

Проводники: растворы солей, растворы кислот, серебро, медь, алюминий, золото, вода, графит, медь, ) На 2 партах надписи ДИЭЛЕКТРИК и ПРОВОДНИК. На слайде прописано группа диэлектриков и проводников. Каждый находит свой слово в группе и идет к тому столу , где стоит карточка с этим названием. Ребята делятся т.о. на 2 группы и проводят исследование: замыкают собранную цепь..

— Ребята, посмотрите на показания амперметра. Озвучьте каждая группа.(Называет каждая группа).

— если в цепи с осветительной лампой амперметр показывает меньшую силу тока , а через цепь с лампой от карманного фонаря проходит больший ток, то почему же яркость лампочек различна? (ответы ребят)

— Идеализированный, частный случай, когда показания амперметров одинаковы.

Значит, работа тока зависит не только от силы тока, но и

от другой величины…. (которую называют электрическим напряжением или просто напряжением)

 

3) Изучение нового материала:

Так вот, сегодня мы узнаем, что такое напряжение, научимся его измерять, познакомимся с его основными характеристиками.

 

Записать число и тему урока в тетради

(На доске)

9 слайд

Тема нашего урока: «Электрическое напряжение. Единицы напряжения»

 

План на доске и 1 один на парту

10 слайд

При знакомстве с новой величиной будем пользоваться уже известным нам планом.

Ребята, найдите в учебнике определение, кто нашел — прочтите классу.(стр.91)

 

Определение

Электрическое напряжение – это физическая величина, характеризующая электрическое поле

 

Определение

Вывод: напряжение показывает, какую работу совершает эл. поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.

 

Обозначение

Прописываю на доске, одновременно со слайдом

 

Обозначается напряжение U;

работа А;

заряд буквой q;

 

 

Исходя из определения напряжения : зная работу тока на данном участке цепи и весь эл. заряд, прошедший по этому участку, мы можем составить уравнение, т. е. работу тока при перемещении единичного эл. заряда:

Карточка с заданием.

Формула для вычисления

Анимация 4

U = A/q → A= Uq; q = A/U

 

(Мини сообщение)

Заранее дать одному ребенку

 

Этот портрет вам знаком? (Да, Алессандро Вольта) Как вы думаете единица электрического напряжения как называется? (Вольт).Обозначение напряжения В.

Обратимся к формуле напряжения и попробуем вывести единицу измерения.

U = A/q; 1 В = 1Дж/Кл

 

Единицы измерения

Слайд 11

За единицу напряжения принимают , такое эл. напряжение на концах проводника , при котором работа по перемещению эл.заряда в 1 Кл по этому проводнику равна 1 Дж: 1 В = 1Дж/Кл

— На следующем уроке вы познакомитесь с прибором для измерения напряжения – вольтметр. Подключается он в цепь параллельно, попробуете собрать цепь с использованием вольтметра.

 

Слайд 12

Прибор для измерения

Обозначение на схеме

Правила подключения

 

— Как понять смысл напряжения?

Электрический ток подобен течению воды в реках и водопадах, т.е. подобен течению воды с более высокого уровня на более низкий. Заряд q соответствует массе воды, а напряжение – разности уровней, напору воды в реке.

 

Слайд 13

 

Работа, совершаемая падающей водой, зависит от её массы и высоты падения, следовательно, зависит от потенциальной энергии. Чем больше разность уровней воды, тем большую работу совершает вода.

Работа силы тока зависит от электрического заряда и напряжения на этом проводнике. Чем больше напряжение на участке цепи, тем больше работа тока при той же величине заряда. В 10 классе мы будем работу электрического поля выражать через разность потенциальной энергии.

Если в цепи нет напряжения, то в ней нет и электрического тока (как нет течения в озере или пруде при отсутствии разности уровней в рельефе).

 

4) Домашнее задание:

записано на доске заранее 

§39-40, пройти тестирование с использованием телефона по теме «Электрическое напряжение».

 

 

Творческий проект.

Слайд 14

Класс работает над творческим проектом.

Попробуем написать свою картину? Ее нужно будет пояснять с точки зрения электричества.

Если не успеваю, тогда

Домашняя работа

Рефлексия (на рисунок лампочки прикрепляют зеленые и красные кружочки при помощи магнитиков). (1 мин)

На доске прикреплен ватман, на котором нарисована лампочка. Перед уходом.

 

 

Технологическая карта по теме «Напряжение. Единица измерения напряжения»

Самоопределение к деятельности

Организационный момент

Ц. Формирование и развитие ценностного отношения к умению оценивать готовность к предстоящей работе.

Р. Готовность к уроку.

Проверьте пожалуйста свои рабочие места. Проверьте готовность товарища по парте к уроку.

Выполняют оценку и самооценку готовности по критериям.

1.Правильность выбора учебных принадлежностей.

2.Самостоятельность подготовки.

Л. Правильно оценивают себя с позиции школьника.

Регулятивные: Осуществляют пошаговый контроль своих действий.

Актуализация знаний

Ц. Определение границ знания и незнаний, воспроизведение знаний и способов действий, необходимых для открытия новых знаний.

Р. осознание необходимости полученных знаний

Групповая работа (работа в парах)

Вопрос-ответ

1Сколько у источника тока полюсов? Какие бывают полюсы?

2. Какие источники тока вы знаете? Что происходит в источниках тока?

3.Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?

 4.Могут ли жидкости быть проводниками? Диэлектриками? Приведите примеры.

5. Что называют силой тока и назовите единицы измерения?

Фронтальная работа

Выберите, по какой формуле можно вычислить силу тока?

Решим задачи:

1.По спирали электролампы проходит 540 Кл электричества за каждые 5 мин. Чему равна сила тока в лампе?

2. При электросварке сила тока достигает 200 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение электрода за 1 мин?

-1Два, положительный и отрицательный

2 Электрофорная машина, галь элементы, аккумуляторы, работа по разделению положит о отриц заряженных частиц.

3.Нет упорядоченного направленного движения электронов.

4.Да могут – это растворы солей и щелочей, да могут – дистиллированная вода.

I = q/t

1.8 А

12000 Кл.= 12 кКл

Л.осознают свои возможности, способны адекватно судить о своих успехах/неуспехах,

П. общеучебные – получают, подтверждают необходимую информацию из рассказа одноклассников, учителя, дополняют и расширяют имеющиеся знания. Коммуникативные- обмениваются мнениями, слушают друг друга, строят свои высказывания.

Постановка учебной задачи. Целеполагание.

Ц. Формирование ценностного отношения к умению определять и формулировать проблему , цель и тему изучения.

Р. Представление обучающихся о том, что нового они узнают на уроке , чему научатся.

Сегодня мы познакомимся ещё с одной физической величиной, но сначала ответьте мне на вопрос: когда тускнеет в лампочках свет, что мы говорим?

Записываем тему урока. Напряжение. Единица измерения. Вольтметр.

Давайте попробуем составить цели нашего урока?

Падает напряжение.

Что называется напряжением? Обозначение, единицы измерения.

Выяснить каким прибором измеряется напряжение и как подключается в электрическую цепь.

Чем отличается от прибора амперметра? Познакомится с величинами напряжения встречающиеся в практике.

Регулятивные: планирование, прогнозирование

Познавательные:самостоятельное выделение и формулирование проблемы.

Личностные6 подтверждение своих знаний/незнаний, ответственность за произнесенное высказывание.

Решение учебной задачи. Построение выхода из затруднения.

Формирование и развитие ценностного отношения к совместной познавательной деятельности по осмыслению нового материала.

Что такое эл. ток?

Чем оно создается?

  Электрическое поле совершает при этом работу.

Работу сил электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока.

В процессе такой работы энергия электрического поля превращается в другой вид энергии – КАКУЮОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ РАБОТА ТОКА?

– в этом мы убедились на предыдущих уроках и при выполнении Л/Р.

НО не только от одной силы тока зависит работа тока. Она зависит ещё и от другой величины, которую называют

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ НАПРЯЖЕНИЕМ или просто напряжением

Откройте учебник на стр 91 и запишите определение и формулу для расчета напряжения.

С чем можно сравнить электрический ток?

Что принимают за единицу напряжения? Стр 92

Опасно ли высокое напряжение?

На столе мы видим приборы с буквой V, что за прибор?

Этот прибор измеряет напряжение на отдельных участках электрической цепи, подключается к участку

— Фронтальная лабораторная работа. Измерить напряжение на лампочке. 1 ученик работает с компьютером, второй на демонстрационном столе.

Чему будет равно полное напряжение?

Теперь давайте измерим напряжение на полюсах источника при разомкнутом ключе и при замкнутом ключе? Какой вывод сделаем?

. -упорядоченное движение заряженных частиц,

-электрическим полем

механическую, внутреннюю и др.

-от силы тока, т. е. электрического заряда, протекающего по цепи в 1 с

Работают с учебником записывают определение и формулу для вычисления напряжения..

Ответ находим в учебнике на стр 91

.

— Прибор который измеряет ток в цепи?

— остальные зарисовывают схему, и записывают показания вольтметра на лампочке и на резисторе. .

Сложить напряжения.

Происходит падение напряжения.

Познавательные: Анализируют, сравнивают, рассуждают, выдвигают гипотезы, практически подтверждают свои высказывания или опровергают.

Регулятивные – ориентируются в учебнике, рабочей тетради и в работе с приборами.

Коммуникативные – обмениваются мнениями, слушают друг друга.

Личностные- проявляется интерес к предмету.

Закрепление опорных знаний и способов действий.

Ц. формирование и развитие ценностного отношения к умению выполнять задания, выявление осознанного восприятия материала, первичное обобщение.

Р. Умение определять уровень овладения новыми знаниями

Давайте вспомним, какие цели поставили и что узнали на уроке.

Продолжите фразы. Мне понятно что напряжение …

Мне понятно как измерять..

Проговаривают вслух

Р. Контроль над усвоением, оценка сво.

Познавательные-самостоятельное применение понятий силы тока, и правил пользования амперметром.их действий.

Рефлексивно – оценочный этап

Ц. формирвание и развитие ценностного отношения к самооценке знаний.Р. Умение соотносить цели и результаты собственной деятельности.

Как вы считаете, справились ли вы с поставленной задачей в начале изучения темы?

Отвечают сопоставляют и делают выводы.

Да, почему, нет – почему.

П. самостоятельная осознанная оценка уровня овладения новыми знаниями. Л. Осознание ответственности за произнесенное .

Р. Прогнозируют результаты уровня усвоения.

К. умение точно выражать свои мысли.

Калькулятор соотношений единиц давления

В технической системе единиц МКГСС (метр, килограммсила, секунда) сила измеряется в килограммах силы (1 кгс ≈ 9.8 Н). Единицы давления в МГКСС — кгс/м2 и кгс/см2; единица кгс/см2 получила название технической, или метрической атмосферы (ат). В случае измерения в единицах технической атмосферы избыточного давления используется обозначение «ати».

В физической системе единиц СГС (сантиметр, грамм, секунда) единицей силы является дина (1 дин = 10-5 Н). В рамках СГС введена единица давления бар (1 бар=1 дин/см2). Существует од­но­и­мен­ная внесистемная, ме­те­о­ро­ло­ги­чес­кая единица бар, или стандартная атмосфера (1 бар = 106 дин/см2; 1 мбар = 10-3 бар = 103 дин/см2), что иногда, вне контекста, вызывает путаницу. Кроме указанных единиц на практике используется такая внесистемная единица, как физическая, или нормальная атмосфера (атм), которая эквивалентна уравновешивающему столбу 760 мм рт. ст.

Паскаль (обозначение: Па, Pa) — единица измерения давления (механического напряжения) в СИ.
Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно рас­пре­де­лённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.
1 Па = 1 Н/м² ≡ 1 Дж/м³ ≡ 1 кг/(м·(с²))
Единица названа в честь французского физика и математика Блеза Паскаля.

1 кПа = 1000 Па
Паскаль (обозначение: Па, Pa) — единица измерения давления (механического напряжения) в СИ.
Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно рас­пре­де­лённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.
1 Па = 1 Н/м² ≡ 1 Дж/м³ ≡ 1 кг/(м·(с²))
Единица названа в честь французского физика и математика Блеза Паскаля.

1 МПа = 1000000 Па
Паскаль (обозначение: Па, Pa) — единица измерения давления (механического напряжения) в СИ.
Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно рас­пре­де­лённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.
1 Па = 1 Н/м² ≡ 1 Дж/м³ ≡ 1 кг/(м·(с²))
Единица названа в честь французского физика и математика Блеза Паскаля.

Техническая атмосфера (ат, at, кгс/см²) — равна давлению, производимому силой 1 кгс, направленной перпендикулярно и равномерно распределённой по плоской поверхности площадью 1 см² (98 066,5 Па).

Стандартная, нормальная или физическая атмосфера (атм, atm) — в точности равна 101325 Па или 760 миллиметрам ртутного столба. Давление, уравновешиваемое столбом ртути высотой 760 мм при 0 °C, плотность ртути 13595.1 кг/м³ и нормальное ускорение свободного падения 9.80665 м/с².

Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg) — внесистемная единица измерения давления, равная 101325 / 760 ≈ 133.3223684 Па; иногда называется «торр» (русское обозначение — торр, международное — Torr) в честь Эванджелиста Торричелли.

Миллиметр водяного столба, внесистемная единица давления, применяемая в ряде отраслей техники (главным образом в гидравлике).
Обозначения: русское: мм вод. ст., международное: mm H2O.
1 мм вод. ст. равен гидростатическому давлению столба воды высотой в 1 мм при наибольшей плотности воды (то есть при температуре около 4 °C) и ускорении свободного падения g = 9.80665 м/сек².

Бар (греч. βαρος — тяжесть) — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере.
Один бар равен 105 Н/м² (ГОСТ 7664-61) или 106 дин/см² (в системе СГС).

Фунт на квадратный дюйм (обозн. Psi или lb.p.sq.in.), точнее, «фунт-сила на квадратный дюйм» (англ. pound-force per square inch, lbf/in²) — внесистемная единица измерения давления. В основном употребляется в США. Численно равна 6894.75729 Па.

Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр

1. Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр

2. Ответить на вопросы.

Чему равна сила тока?
Как называется единица
измерения силы тока?
Как называется прибор для
измерения силы тока?
Как включают амперметр в цепь?

3. Сила тока в цепях одинакова, но лампа, которая включена в городскую сеть дает больше света и тепла, чем лампочка от карманного

фонаря

4. ОБЪЯСНЕНИЕ

Объясняется
это
тем,
что
при
одинаковой силе тока работа при
перемещении электрического заряда,
равного 1Кл, различна.
Эта
работа
тока
определяет
физическую величину, называемую
электрическим напряжением.

5. Что показывает напряжение ?

Напряжение показывает, какую работу
совершает электрическое поле при
перемещении единичного
положительного заряда из одной точки
в другую

6. Чему равно напряжение ?

Напряжение ( U ) равно отношению
работы тока на данном участке цепи к
электрическому заряду, прошедшему
по этому участку цепи.

7. Единицы измерения напряжения

Единица напряжения
названа вольтом (В) в
честь итальянского
ученого Алессандро
Вольта
Единица измерения
напряжения в системе
СИ:
[U]=1B

8. Единицы измерения напряжения

За единицу напряжения
принимают такое электрическое
напряжение на концах
проводника, при котором работа
по перемещению электрического
заряда в 1 Кл по этому
проводнику равна 1Дж.
1В = 1Дж/Кл

9. Дольные и кратные вольту единицы:

милливольт (мВ)
киловольт (кВ).
1мВ = 0,001В
1кВ = 1000В.

10. Вольтметр

Для измерения
напряжения
существуют
специальный
измерительный
прибор —
вольтметр.
Условное
обозначение
вольтметра на
электрической
схеме:

11. Правила при включении вольтметра в цепь

1. Вольтметр подключается
параллельно участку цепи,
на котором будет измеряться
напряжение;
2.Соблюдаем полярность:
«+» вольтметра
подключается к «+»
источника тока,
а «минус» вольтметра — к
«минусу» источника тока.

12. Подключение вольтметра

Для измерения напряжения источника
питания вольтметр
присоединяют непосредственно к его
зажимам.

13. Параллельное соединение

Зажимы
вольтметра
присоединяются к
тем точкам цепи,
между которыми
надо измерить
напряжение.
Такое включение
прибора
называют
параллельным.

14. Схема подключения вольтметра

Схема
подключения
вольтметра в
цепь.
Вольтметр в этой
цепи измеряет
напряжение на
лампе

15. Безопасное напряжение!

Напряжение,
считающееся безопасным для
человека в сухом помещении,
составляет до 36 В. Для
сырого помещения это
значение опускается до 12 В.

16. Физиологическое действие тока

Когда человек касается провода, находящегося под
напряжением выше 240 В,
ток пробивает кожу. Если по проводу течет ток,
величина которого еще не смертельна,
но достаточна для того, чтобы вызвать
непроизвольное сокращение мышц руки
(рука как бы “прилипает” к проводу), то
сопротивление кожи постепенно уменьшается, и в
конце концов ток достигает смертельной для человека
величины в 0,1 А. Человеку, попавшему в такую
опасную ситуацию, нужно как можно скорее помочь,
стараясь “оторвать” его от провода,
не подвергая при этом опасности себя.

17. Ответим на вопросы

Как можно определить напряжение
через работу тока и электрический
заряд?
Какое напряжение используют в
осветительной сети?
Как называют прибор для измерения
напряжения?
Как включают вольтметр для
измерения напряжения на участке
цепи?

18. Домашняя работа

§ 39,40.
Видеоурок по теме:
https://www.youtube.com/watch?v=x3
Xp96mktBY

Прибор для измерения напряжения. Как измерить напряжение мультиметром

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Основной единицей измерения электрического напряжения является вольт. В зависимости от величины напряжение может измеряться в вольтах (В), киловольтах (1 кВ = 1000 В), милливольтах (1 мВ = 0,001 В), микровольтах (1 мкВ = 0,001мВ = 0,000001 В). На практике, чаще всего, приходится сталкиваться с вольтами и милливольтами.

Существует два основных вида напряжений – постоянное и переменное. Источником постоянного напряжения служат батареи, аккумуляторы. Источником переменного напряжения может служить, например, напряжение в электрической сети квартиры или дома.

Для измерения напряжения используют вольтметр. Вольтметры бывают стрелочные (аналоговые) и цифровые.

На сегодняшний день стрелочные вольтметры уступают пальму первенства цифровым, так как вторые более удобны в эксплуатации. Если при измерении стрелочным вольтметром показания напряжения приходится вычислять по шкале, то у цифрового результат измерения сразу высвечивается на индикаторе. Да и по габаритам стрелочный прибор проигрывает цифровому.

Но это не значит, что стрелочные приборы совсем не применяются. Есть некоторые процессы, которые цифровым прибором увидеть нельзя, поэтому стрелочные больше применяются на промышленных предприятиях, лабораториях, ремонтных мастерских и т.п.

На электрических принципиальных схемах вольтметр обозначается кружком с заглавной латинской буквой «V» внутри. Рядом с условным обозначением вольтметра указывается его буквенное обозначение «PU» и порядковый номер в схеме. Например. Если вольтметров в схеме будет два, то около первого пишут «PU 1», а около второго «PU 2».

При измерении постоянного напряжения на схеме указывается полярность подключения вольтметра, если же измеряется переменное напряжение, то полярность подключения не указывается.

Напряжение измеряют между двумя точками схемы: в электронных схемах между плюсовым и минусовым полюсами, в электрических схемах между фазой и нулем. Вольтметр подключают параллельно источнику напряжения или параллельно участку цепи — резистору, лампе или другой нагрузке, на которой необходимо измерить напряжение:

Рассмотрим подключение вольтметра: на верхней схеме напряжение измеряется на лампе HL1 и одновременно на источнике питания GB1. На нижней схеме напряжение измеряется на лампе HL1 и резисторе R1.

Перед тем, как измерить напряжение, определяют его вид и приблизительную величину. Дело в том, что у вольтметров измерительная часть рассчитана только для одного вида напряжения, и от этого результаты измерений получаются разными. Вольтметр для измерения постоянного напряжения не видит переменное, а вольтметр для переменного напряжения наоборот, постоянное напряжение измерить сможет, но его показания будут не точными.

Знать приблизительную величину измеряемого напряжения также необходимо, так как вольтметры работают в строго определенном диапазоне напряжений, и если ошибиться с выбором диапазона или величиной, прибор можно повредить. Например. Диапазон измерения вольтметра составляет 0…100 Вольт, значит, напряжение можно измерять только в этих пределах, так как при измерении напряжения выше 100 Вольт прибор выйдет из строя.

Помимо приборов, измеряющих только один параметр (напряжение, ток, сопротивление, емкость, частота), существуют многофункциональные, в которых заложено измерение всех этих параметров в одном приборе. Такой прибор называется тестер (в основном это стрелочные измерительные приборы) или цифровой мультиметр.

На тестере останавливаться не будем, это тема другой статьи, а сразу перейдем к цифровому мультиметру. В основной своей массе мультиметры могут измерять два вида напряжения в пределах 0…1000 Вольт. Для удобства измерения оба напряжения разделены на два сектора, а в секторах на поддиапазоны: у постоянного напряжения поддиапазонов пять, у переменного — два.

У каждого поддиапазона есть свой максимальный предел измерения, который обозначен цифровым значением: 200m, 2V, 20V, 200V, 600V. Например. На пределе «200V» измеряется напряжение, находящееся в диапазоне 0…200 Вольт.

Теперь сам процесс измерения.

1. Измерение постоянного напряжения.

Вначале определяемся с видом измеряемого напряжения (постоянное или переменное) и переводим переключатель в нужный сектор. Для примера возьмем пальчиковую батарейку, постоянное напряжение которой составляет 1,5 Вольта. Выбираем сектор постоянного напряжения, а в нем предел измерения «2V», диапазон измерения которого составляет 0…2 Вольта.

Измерительные щупы должны быть вставлены в гнезда, как показано на нижнем рисунке:

красный щуп принято называть плюсовым, и вставляется он в гнездо, напротив которого изображены значки измеряемых параметров: «VΩmA»;
черный щуп называют минусовым или общим и вставляется он в гнездо, напротив которого стоит значок «СОМ». Относительно этого щупа производятся все измерения.

Плюсовым щупом касаемся положительного полюса батарейки, а минусовым — отрицательного. Результат измерения 1,59 Вольта сразу виден на индикаторе мультиметра. Как видите, все очень просто.

Теперь еще нюанс. Если на батарейке щупы поменять местами, то перед единицей появится знак минуса, сигнализирующий, что перепутана полярность подключения мультиметра. Знак минуса бывает очень удобен в процессе наладке электронных схем, когда на плате нужно определить плюсовую или минусовую шины.

Ну а теперь рассмотрим вариант, когда величина напряжения неизвестна. В качестве источника напряжения оставим пальчиковую батарейку.

Допустим, мы не знаем напряжение батарейки, и чтобы не сжечь прибор измерение начинаем с самого максимального предела «600V», что соответствует диапазону измерения 0…600 Вольт. Щупами мультиметра касаемся полюсов батарейки и на индикаторе видим результат измерения, равный «001». Эти цифры говорят о том, что напряжения нет или его величина слишком мала, или выбран слишком большой диапазон измерения.

Опускаемся ниже. Переключатель переводим в положение «200V», что соответствует диапазону 0…200 Вольт, и щупами касаемся полюсов батарейки. На индикаторе появились показания равные «01,5». В принципе этих показаний уже достаточно, чтобы сказать, что напряжение пальчиковой батарейки составляет 1,5 Вольта.

Однако нолик, стоящий впереди, предлагает снизиться еще на предел ниже и точнее измерить напряжение. Снижаемся на предел «20V», что соответствует диапазону 0…20 Вольт, и снова производим измерение. На индикаторе высветились показания «1,58». Теперь можно с точностью сказать, что напряжение пальчиковой батарейки составляет 1,58 Вольта.

Вот таким образом, не зная величину напряжения, находят ее, постепенно снижаясь от высокого предела измерения к низкому.

Также бывают ситуации, когда при измерении в левом углу индикатора высвечивается единица «1». Единица сигнализирует о том, что измеряемое напряжение или ток выше выбранного предела измерения. Например. Если на пределе «2V» измерить напряжение равное 3 Вольта, то на индикаторе появится единица, так как диапазон измерения этого предела всего 0…2 Вольта.

Остался еще один предел «200m» с диапазоном измерения 0…200 mV. Этот предел предназначен для измерения совсем маленьких напряжений (милливольт), с которыми иногда приходится сталкиваться при наладке какой-нибудь радиолюбительской конструкции.

2. Измерение переменного напряжения.

Процесс измерения переменного напряжения ни чем не отличается от измерения постоянного. Отличие состоит лишь в том, что для переменного напряжения соблюдать полярность щупов не требуется.

Сектор переменного напряжения разбит на два поддиапазона 200V и 600V.
На пределе «200V» можно измерять, например, выходное напряжение вторичных обмоток понижающих трансформаторов, либо любое другое находящееся в диапазоне 0…200 Вольт. На пределе «600V» можно измерять напряжения 220 В, 380 В, 440 В или любое другое находящееся в диапазоне 0…600 Вольт.

В качестве примера измерим напряжение домашней сети 220 Вольт.
Переводим переключатель в положение «600V» и щупы мультиметра вставляем в розетку. На индикаторе сразу появился результат измерения 229 Вольт. Как видите, все очень просто.

И еще один момент.
Перед измерением высоких напряжений ВСЕГДА лишний раз убеждайтесь в исправности изоляции щупов и проводов вольтметра или мультиметра, а также дополнительно проверяйте выбранный предел измерения. И только после всех этих операций производите измерения. Этим Вы убережете себя и прибор от неожиданных сюрпризов.

А если что осталось не понятно, то посмотрите видеоролик, где показано измерение напряжения и силы тока с помощью мультиметра.

Как Вы убедились, измерить напряжение мультиметром не так уж и сложно. Главное понимать что, где и как. И в заключении хочу предложить Вам прочитать статью прибор для измерения силы тока, как измерить силу тока мультиметром.
Удачи!

Напряжение

Напряжение — это энергия на единицу заряда или разность потенциалов между двумя точками. Правильное название напряжения — разность потенциалов или p.d. . Единицей измерения напряжения S.I. является Вольт [В], но, судя по определению, он также может быть выражен как [Н.м.C -1 ].

Напряжение в электронных схемах

  • Напряжение подается от аккумулятора (или источника питания).
  • Напряжение расходуется в компонентах, но не в проводах.
  • Мы говорим «напряжение на компоненте».
  • Напряжение измеряется вольтметром, включенным параллельно.

Связь между током и напряжением

Связь между током и напряжением следующая: невозможно иметь ток (поток заряда) без разности потенциалов.

Во-вторых, для протекания тока должен быть замкнутый путь или цепь, по которой может течь заряд. В отключенной батарее есть напряжение, но нет тока, потому что нет замкнутого пути для движения электронов.

Гидродинамическая модель напряжения

Часто проводят аналогию между электричеством и водой. Напряжение похоже на давление, а сила тока аналогична потоку воды по трубам.

Легко представить, что, когда мы увеличиваем давление воды, скорость потока увеличивается, и то же самое и с электричеством. Если мы увеличим напряжение, то скорость потока заряда увеличится, то есть ток.

Есть еще один фактор, который важен для связи между током и напряжением, и это сопротивление.Сопротивление — это коэффициент пропорциональности, который определяет ток для данного напряжения.

Например, если у нас есть батарея на 6 В и мы создали схему, которая позволяет току проходить через резистор. Ток, протекающий через резистор, можно измерить с помощью амперметра. Допустим, амперметр показывает 0,02 А. Сопротивление резистора будет 6 В / (0,02 А) = 300 Ом

Это приводит нас к знаменитому уравнению V = IR , которое также известно как закон Ома.

Ток и напряжение в элементах цепи

серии

Для компонентов, соединенных последовательно, ток I одинаков для всех компонентов, но напряжение разное.

Параллельный

Для компонентов, включенных параллельно, это напряжение, которое одинаково во всех компонентах, но токи разные.

напряжение — Calculator.org


Что такое напряжение?

Напряжение также известно как разность электрических потенциалов.Он обозначается символом «V», а единицей измерения напряжения в системе СИ является вольт. Разность напряжений — это сила, известная как электродвижущая сила (или ЭДС), которая перемещает обычный ток из точки с высоким потенциалом в точку с более низким потенциалом. Эта концепция разности напряжений аналогична концепции разницы давлений, которая управляет потоком воды (который был бы аналогичен электрическому току). Обычно, когда мы упоминаем напряжение, мы имеем в виду разницу напряжений; падение напряжения на каком-то устройстве.Таким образом, напряжение или падение напряжения на устройстве означает одно и то же и принимается как разность между двумя потенциалами. Напряжение можно рассчитать по формулам: —

В = I.R

P = I.V

Где V = разность напряжений (вольт), I = электрический ток (амперы), R = сопротивление (Ом), P = мощность (ватты)

Приведенные выше формулы относятся к цепям постоянного тока (DC). Для переменного тока формулы более сложные:

В = P / I.cos (x)

В = I.R / cos (х)

Падение напряжения может быть на резисторе, конденсаторе или катушке индуктивности, поэтому все три имеют разные формулы,

Резистор: —

Vr = IRr

Конденсатор: —

Vc = IXc

Индуктор: —

VL = IXL

Где V = разность напряжений, I = ток, R = сопротивление, X = реактивное сопротивление, Xc указывает реактивное сопротивление конденсатора, а XL означает реактивное сопротивление катушки индуктивности.

Как измеряется напряжение

Вольтметр используется для измерения разности напряжений и обычно работает, пропуская крошечный ток через измеритель с подвижной катушкой (или цифровой эквивалент) последовательно с резистором.Вольтметр фактически измеряет ток, проходящий через этот резистор, поскольку ток прямо пропорционален разности напряжений на резисторе. Номинал резистора выбирается в зависимости от диапазона измеряемых напряжений. Чувствительность измерителя должна быть достаточной, чтобы ток, потребляемый измерителем, был достаточно мал, чтобы он не влиял на измеряемое напряжение. Напряжение также можно измерить с помощью потенциометра или осциллографа. Электронно-лучевой осциллограф использует разность напряжений (обычно после усиления) для отклонения электронного луча, который можно измерить с помощью сетки на дисплее осциллографа, а также визуально интерпретировать как изменение формы волны напряжения во времени.

Напряжение до 50 В при определенных обстоятельствах может привести к летальному исходу, хотя опасность представляет величина возникающего тока, проходящего через тело. Всякий раз, когда есть высокое напряжение, безопасность становится проблемой. В электронно-лучевых трубках, генерации рентгеновских лучей и пучков частиц, вакуумном усилителе высокой мощности или любых научных или промышленных приложениях используются высокие напряжения. Напряжение, превышающее 50 В при приложении к коже человека, может вызвать фибрилляцию сердца, если через ткани тела проходит достаточный ток, например, если кожа влажная или есть какие-либо раны на теле.

Добавьте эту страницу в закладки в своем браузере, используя Ctrl и d или используя одну из следующих служб: (открывается в новом окне)

Разница между напряжением и ЭДС?

Принципиальная разница между ЭДС и напряжением?

Что такое напряжение?

Необходимое количество энергии для перемещения единичного заряда из одной точки в другую известно как напряжение. Другими словами, напряжение определяется как разница между электрическими потенциалами. Он обозначается заглавной буквой «V» и измеряется в вольтах, обозначается буквой «V» и измеряется вольтметром.

  • Один вольт — это разность электрического положения, равная одному амперу тока, который рассеивает один ватт мощности между двумя токопроводящими точками.

Или

  • Вольт — это разность потенциалов, которая перемещает один джоуль энергии на кулоновский заряд между двумя точками.

V = J / C = W / A… вольт

Где:

  • V = напряжение в вольтах
  • J = энергия в джоулях
  • C = заряд в Колумбусе
  • W = работа, выполненная в джоулей
  • A = ток в амперах

Что такое ЭДС?

ЭДС или электродвижущая сила — это подача энергии на заряд аккумуляторной батареей.Другими словами, ЭДС создает и поддерживает напряжение внутри активной ячейки и подает энергию в джоулях на каждую единицу кулоновского заряда. Он обозначается буквой «ε», а единица измерения такая же, как напряжение, то есть вольт.

ЭДС — максимальная разность потенциалов между двумя точками батареи при отсутствии тока от источника в случае разомкнутой цепи. Короче говоря, ЭДС является причиной, а напряжение или разность потенциалов — следствием.

E или ε = W / Q … в вольтах

Где:

  • E или ε = энергия электродвижущей силы в вольтах
  • W = выполненная работа в джоулях
  • Q = заряд в Колумбусе

Связанные Сообщение: Разница между реальной землей и виртуальной землей

Сравнительная таблица между напряжением и ЭДС.
Характеристики Напряжение ЭДС
Представленный символ В E или ε
Определение напряжения , которое вызывает разность потенциалов ток течь. Это количество энергии на единицу заряда при перемещении между двумя точками. ЭДС или электродвижущая сила — это количество энергии, подаваемой на заряд аккумуляторным элементом.Он вырабатывает напряжение внутри активных источников батареи и подает энергию в джоулях на каждый кулон заряда.
Выражение Разность потенциалов или напряжение заставляет ток течь между двумя точками. ЭДС поддерживает разность потенциалов между двумя электродами.
Формулы V = IR

Где

V = напряжение в вольтах

I = ток в амперах

R = сопротивление в омах

E = I (R + r)

E = W / Q

Где:

E или ε = ЭДС в вольтах

W = энергия выполненной работы в джоулях

Q = заряд в кулонах

r = внутреннее сопротивление аккумуляторной ячейки в омах

Выполненная работа Работа, выполняемая при перемещении заряда из одной точки в другую по проводнику. В источнике работают внешние силы, перемещая заряд из одной точки в другую.
Источники Электрическое поле и магнитное поле. Активные устройства, такие как аккумуляторные батареи, солнечные элементы, трансформаторы, электрические генераторы и динамо-машины, фотодиоды и т. Д.
Интенсивность Интенсивность напряжения ниже ЭДС и непостоянна. ЭДС имеет постоянную интенсивность с большей величиной.
Сопротивление Напряжение зависит от сопротивления цепи. ЭДС не зависит от сопротивления цепи.
Силовая операция Напряжение — это некулоновская силовая операция. ЭДС — это действие кулоновской силы.
Причина / следствие Напряжение — это эффект ЭДС. ЭДС является причиной напряжения.
Измерение Напряжение можно измерить между любыми двумя точками. Его можно измерить с помощью вольтметра. ЭДС можно измерить между концевыми выводами, когда через них не протекает ток.Его можно измерить с помощью измерителя ЭДС.

Основные различия между ЭДС и напряжением

Ниже приведены ключевые различия между напряжением и ЭДС.

  • Название EMF на первый взгляд подразумевает, что это сила, которая заставляет ток течь. Но это неверно, потому что это не сила, а энергия, поставляемая для зарядки некоторым активным устройством, например, аккумулятором.
  • ЭДС поддерживает разность потенциалов (P.D или напряжение), в то время как разность потенциалов вызывает протекание тока.
  • Когда мы говорим, что ЭДС устройства (например, элемента) составляет 2 В, это означает, что устройство передает энергию в 2 джоуля на каждый кулон заряда. Когда мы говорим, что разность потенциалов между точками A и B цепи (предположим, что точка A имеет более высокий потенциал) составляет 2 В, это означает, что каждый кулон заряда будет отдавать энергию в 2 джоуля при перемещении из точки A в B.

Похожие сообщения:

Основы реальной мощности | Силовая электроника

Духовка мощностью один киловатт, работающая в течение одного часа, потребляет один киловатт-час энергии.Энергетические единицы так просты? В редких случаях да. Когда это не так, полезно иметь фундаментальное представление о силе и энергии. Не все электрические нагрузки одинаковы. Некоторые используют больше энергии, чем другие, а некоторые используют ту же энергию менее эффективно.

Сегодня в заголовках газет появляется энергоэффективность, и становится все более важным понимать основы измерения мощности и разницу между, казалось бы, двусмысленными терминами мощности и энергии. Более того, людям, не являющимся ЭЭ, может быть трудно понять электрические концепции, потому что электричество обычно нельзя увидеть или потрогать.По этой причине часто бывает полезно передать электрические концепции в терминах физических и механических аналогий.

Единицы электрической энергии
Есть много единиц, используемых для выражения компонентов электрической энергии, включая, как правило, вольты, амперы, ватты, ватт-часы и частоту. Каждый из них представляет собой уникальное выражение, играющее уникальную роль в концепциях электрической энергии.

Электроэнергия — это комбинация двух компонентов: одна выражается в вольтах, а другая — в амперах или амперах.Распространенная аналогия потока электричества в контуре — это поток воды в трубе. В этой физической аналогии давление воды представляет собой напряжение, а объем потока представляет собой ток. Как и в случае с электричеством, высокое значение любого из них может выполнять высокий уровень «работы». Вода под высоким давлением может разрезать сталь с очень небольшим объемом потока, однако большой объем воды, очень медленно движущийся по дороге, может унести большой автомобиль.

Энергия определяется способностью выполнять работу.Работа с точки зрения использования энергии в домашних условиях представляет собой сочетание света, тепла (сушилки, утюги, духовки, воздухонагреватели) и движения (двигатели) от электрических устройств. Счета за электроэнергию показывают, сколько электроэнергии было преобразовано в работу за месяц.

Мощность — это мера скорости преобразования энергии из одной формы в другую. Интегрирование или суммирование мощности во времени определяет энергию, потребленную за этот период времени.

Связь между мощностью и энергией может быть более очевидной при использовании альтернативных единиц, в которых мощность выражается в виде скорости.Один ватт = 1 джоуль / сек. Умножение на время в секундах дает альтернативную единицу измерения энергии, джоуль, где 3600 джоулей = 1 ватт-час (Вт-час).

Если мощность измеряет, как быстро печь, скажем, преобразует электрическую энергию в тепло, энергия измеряет, сколько мощности было приложено за заданное время или сколько тепла было произведено в конечном итоге. Мультиварка на 100 Вт может потреблять столько же энергии, как и духовка на 1 кВт. Но из-за того, что скорость преобразования энергии в ней в десять раз ниже, мультиварка должна работать по десять часов за каждый час работы духовки, чтобы обеспечить такое же количество тепловой энергии.Вот почему кондиционеры обычно составляют большую часть счетов за электроэнергию в летнее время. Они быстро преобразуют энергию (большая мощность) и работают длительное время, особенно в более теплом климате.

Страница 2 из 3

При измерении такими приборами, как осциллографы, сетевое напряжение переменного тока выглядит как синусоидальная волна. Половина синусоидальной волны выше нуля (положительная) означает энергию, переносимую электрическим зарядом в одном направлении, а половина синусоидальной волны ниже нуля (отрицательная) означает энергию, переносимую в противоположном направлении.Это изменение направления в каждом цикле дает название переменному или переменному току. Это вызвано чередованием положительных и отрицательных полюсов магнита, вращающегося в генераторе. Частота является результатом конструкции генератора и зависит от количества содержащихся в нем магнитных полюсов и скорости его вращения.

Чтобы упростить производство и распределение, электрические сети работают на определенных частотах, таких как 60 Гц в большинстве частей Америки и 50 Гц для многих других мест в мире. Все оборудование, добавляющее энергию в сеть (генераторы) или отводящее ее (бытовые приборы), должно работать с одинаковой частотой.Вот почему большинство электрических устройств, продаваемых в США, не будут работать должным образом при подключении к розеткам в Европе; частоты и во много раз превышающие линейные напряжения не совпадают. 50 Гц против 60 Гц — это похоже на любую другую «войну форматов», например, VHS против Betamax, но без реальных преимуществ в любом случае. Большой проблемой является то, что стоимость преобразования всей системы распределения электроэнергии с одной частоты на другую астрономически высока.

Колебательный характер сигналов переменного тока усложняет измерение их значения.Например, среднее значение обычного сетевого напряжения переменного тока равно нулю, потому что волна проводит столько же времени выше нуля, что и ниже нуля. Таким образом, сигналы переменного тока обычно количественно оцениваются как вычисленное среднеквадратическое (RMS) значение. Этот расчет в точности соответствует названию. Во-первых, одиночный сигнал измеряется с высокой скоростью и разбивается с гладкой аналоговой волны на сотни точек данных. Затем точки данных возводятся в квадрат, усредняются вместе и, наконец, вычисляется квадратный корень из этого среднего.Результат — RMS. В США среднеквадратичное значение формы волны напряжения составляет около 120 В. Оно может незначительно колебаться, но обычно находится в пределах 5% от номинала.

Среднеквадратичное значение напряжения используется для расчета мощности переменного тока. Идеальное уравнение мощности, которое обычно преподают в физике средней школы, гласит, что мощность равна произведению напряжения и тока, или P = I × V. Хотя это верно для нагрузок постоянного тока (dc), это редко верно для систем переменного тока. Системы переменного тока имеют коэффициент полезного действия, известный как коэффициент мощности.Это означает, что с учетом номинальных значений среднеквадратичного напряжения и тока электрического устройства переменного тока их умножение не даст реальной мощности. Вот почему электроприборы часто указывают мощность в ваттах, а не в силе тока.

Треугольник мощности: действительная, полная, реактивная мощность и коэффициент мощности
Полная мощность — это произведение среднеквадратичного напряжения на среднеквадратичный ток, составляющий вольт-ампер (ВА). Электрические розетки, удлинители и провода, установленные в домах и коммерческих зданиях, часто имеют номинальную мощность в ВА с учетом как реальной, так и реактивной мощности, которую должна поддерживать система.

Реальная мощность выражается в ваттах и ​​представляет собой фактическую энергию, преобразованную из электрической энергии в полезную работу. Расчет реальной мощности представляет собой произведение полной мощности и косинуса угла между формами волны напряжения и тока. В случае, если ток не является истинной синусоидальной формой волны, альтернативный расчет должен взять среднюю мгновенную мощность за цикл. Другими словами, среднее значение напряжения, умноженное на ток, из каждой дискретной точки данных, измеренной за один цикл.

Реактивная мощность выражается в реактивных вольт-амперах (ВАР) и представляет собой энергию, которая используется для преобразования энергии в полезную работу, но сама не выполняет никакой полезной работы.

Хорошая механическая аналогия для этого — поршневой двигатель, который используется сегодня в большинстве автомобилей. Полезная работа (реальная) от двигателя происходит за счет такта расширения поршня, но необходимо использовать некоторую энергию для «возврата» поршня в исходное положение через такт сжатия. Эта энергия (реактивная) не выполняет никакой полезной работы, поскольку не способствует продвижению автомобиля вперед, но необходима для поддержания работы системы.То же самое и с электроприборами.

Коэффициент мощности — это простое отношение реальной мощности к полной мощности. Коэффициент мощности (PF), равный 1, является наилучшим из возможных и наблюдается на чисто резистивных нагрузках. Большинство электрических устройств представляют собой комбинацию типов электрических нагрузок. Например, электрическая сушилка для одежды использует резистивные элементы для нагрева и индуктивные элементы (двигатели) для опрокидывания. Однако PF обычно учитывается только в промышленных целях, поскольку коммунальные службы не контролируют его для отдельных домов.

Страница 3 из 3

Вместе коэффициент мощности, активная и реактивная мощность указывают на то, насколько эффективно электрическое устройство или нагрузка использует электрическую энергию. Инженеры могут получить «визуальную» индикацию этой эффективности, наложив форму волны измеренного тока на форму измеренного напряжения. Если они синфазны, так что их пики и точки пересечения нуля совпадают, тогда электрическая нагрузка использует всю энергию из сети для выполнения полезной работы. Степень, в которой форма волны тока отстает или опережает форму волны напряжения, указывает на эффективность тестируемого электрического устройства.Электрические нагрузки, которые являются чисто резистивными, такие как лампы накаливания, имеют формы волны тока, которые идеально совпадают с формами волны напряжения. Для этих устройств применяется идеальное уравнение мощности P = I × V.

Еще один способ визуализировать три компонента силы — изобразить их в виде треугольника. Реактивная мощность отображается перпендикулярно реальной мощности, потому что вся часть реактивной мощности дает нулевой вклад в реальную работу. Полная мощность — это векторная сумма реальной и реактивной мощности.Следует отметить, что интегрирование любого из этих значений с течением времени (соответственно) даст энергетические эквиваленты ватт-часов, ВА-часов и VAR-часов.

Измерение мощности
По сути, экономия энергии равна экономии затрат. Одна из самых простых причин контролировать мощность — снизить потребление энергии. Это верно для всего, от объектов стоимостью в несколько миллиардов долларов до жилых домов на одну семью. Исторически сложилось так, что бытовые потребители видели потребление энергии только раз в месяц, когда видели свои счета за коммунальные услуги.Это грубое измерение затрудняет корреляцию энергопотребления с потребляемой мощностью. Цифровые интеллектуальные счетчики, вероятно, улучшат эту ситуацию. Первое поколение этих устройств считывает ежедневное потребление энергии блоками по 15 минут. Такой вид потребления с высоким разрешением упрощает для домовладельцев нацеливание и сокращение конкретных действий, требующих большого количества энергии.

Контролируя мощность и энергию, потребители могут убедиться, что коммунальная компания выставляет им счета правильно. Сегодня стоимость сложного необходимого оборудования для мониторинга не имеет смысла для большинства бытовых потребителей.Но цена вполне оправдана для офисных и производственных помещений с ежемесячными счетами за коммунальные услуги в десятки тысяч долларов. Интеллектуальные измерения также оказываются более ценными в развивающихся странах, где распределение энергии менее регулируется или где энергия с большей вероятностью будет украдена.

Крупные потребители электроэнергии заключают соглашения с коммунальными предприятиями, которые ограничивают объем производимых потерь энергии (VAR). Потраченная впустую энергия является проявлением коэффициента мощности объекта или PF.Двигатели добавляют VAR в электрическую систему, поэтому важно, чтобы крупные предприятия контролировали коэффициент мощности, чтобы избежать штрафов. Чтобы повысить свои коэффициенты мощности, организации могут выборочно запускать тяжелое оборудование VAR, чтобы худшие нарушители не работали одновременно, или они могут установить специальное силовое оборудование, которое поглощает VAR, а не создает их. В этом отношении устройства с запаздывающим током и устройства с опережающим током будут отключаться при подключении к одной и той же цепи.

Большинство людей слышали о затемнениях, отключениях и скачках напряжения.Есть несколько других явлений, связанных с электросетью, которые незаметны для обычных потребителей электроэнергии, но могут нанести вред дорогостоящему производственному, промышленному или компьютерному оборудованию. Контролируя качество электроэнергии, руководители предприятий могут активировать тревогу в случае опасных нарушений и предотвратить дорогостоящий ремонт и простои. Системные проблемы могут потребовать долгосрочных решений, таких как использование независимых генераторов на месте.

Стоимость электроэнергии за последние десять лет выросла на 40%.Если эта тенденция сохранится, процесс принятия обоснованного решения в отношении энергии будет все больше требовать глубокого знания единиц измерения, основных расчетов и использования измерений электрической энергии. EE&T

Расчет на единицу | Примеры систем на единицу

Метод расчета на единицу (PU или P.U.) часто используется в качестве вспомогательного средства при анализе электрических систем, работающих на разных уровнях напряжения. Определение удельной стоимости не является конечной целью исследования.Скорее определяемые на единицу значения служат для помощи в вычислении других значений системы. В частности, при расчете токов короткого замыкания часто используется метод расчета на единицу.

Система расчетов PU была более распространена в последние годы. Однако доступность компьютерных программ для системного анализа в некоторой степени уменьшила потребность в системе вычислений PU. Тем не менее, человеку, имеющему отношение к трехфазному электроснабжению, было бы хорошо посоветовать понять метод PU, его механику и то, как он используется.

Метод на единицу использует так называемые базовые значения. Выбранные значения параметров сравниваются с выбранными базовыми значениями и присваиваются единичным значениям. Номера PU становятся безразмерными.

Значение PU можно легко преобразовать обратно в напряжение, мощность или любое другое значение, если известно базовое значение. Хотя система PU, скорее всего, может быть использована для систем, отличных от электрических систем, она, вероятно, используется в основном с электрическими значениями.

Система PU в первую очередь имеет дело со значениями мощности, напряжения, тока и импеданса.Любые две переменные выбираются в качестве базовых значений. Затем выбор двух базовых значений фиксирует другие значения. Затем величина на единицу становится отношением выбранного параметра к выбранному базовому значению. Обычно

на единицу = (текущее значение) ÷ (базовое значение)

на единицу значения иногда выражаются в процентах, а не в соотношении. Например, если базовое значение напряжения было выбрано 13 800 В, а текущее значение — 11 000 В, значение напряжения на единицу равно

В PU = 11 000 ÷ 13 800 = 0.797 PU или

V PU = 0,797 (100) = 79,7% PU

Часто значения паспортной таблички принимаются как базовые, но это не обязательно. Ниже приведены некоторые основные соотношения, которые отличаются для однофазных систем и трехфазных систем .

Однофазная система на единицу

Обычно

P база = 1 ед. = кажущаяся мощность

Остальные значения могут быть получены из нормальных соотношений

\ [\ begin {array} {* {35} {l}} S \ text {} = \ text {} IV \\ P \ text {} = \ text {} S \ text {} cos \ text {} \ varphi \\ Q \ text {} = \ text {} S \ text {} sin \ text {} \ varphi \\ V \ text { } = \ text {} I \ cdot Z \\ Z \ text {} = \ text {} R \ text {} + \ text {} jX \\ {{I} _ {base}} \ text {} = \ frac {{{S} _ {base}}} {{{V} _ {base}}} \\ ~ {{Z} _ {base}} \ text {} = \ frac {{{V} _ {base }}} {{{I} _ {base}}} \ text {} = \ frac {V_ {base} ^ {2}} {{{S} _ {base}}} \\ {{Y} _ { base}} \ text {} = \ text {} \ frac {1} {{{Z} _ {base}}} \\\ end {array} \]

Трехфазная система на единицу

В трех -фазные цепи, некоторые отношения определены иначе, чем те, которые используют d в однофазных цепях. {2}} \]

Пример трехфазной системы на единицу

Рассмотрим трехфазный трансформатор мощностью 700 МВА и вторичным напряжением 145 кВ.Определите основание I , основание Z и основание Y .

Нет никаких обязательств по выбору номинальных значений трансформатора в качестве базовых значений, но это вариант.

Используя номинальные значения полной мощности и вторичного напряжения трансформатора,

S base = 700 МВА

V base = 145 кВ

Соответствующие значения I base , Z base и Y основание легко определяется.

\ [{{I} _ {base}} = \ frac {{{S} _ {base}}} {{{V} _ {base}} \ times \ sqrt {3}} = \ frac {700MVA } {145кВ \ times \ sqrt {3}} = 2.78kA \]

\ [{{Z} _ {base}} = \ frac {{{V} _ {base}}} {{{I} _ {base}} \ times \ sqrt {3}} = \ гидроразрыв {145 кВ} {2,78 кА \ times \ sqrt {3}} = 30,1 \ Omega \]

\ [{{Y} _ {base}} = \ frac {1} {30.1} = 0,0332S \]

Если, скажем, рассматривается вторичное напряжение 130 кВ, то удельное значение этого напряжения составляет

\ [V = \ frac {V} {{{V} _ {base}}} = \ frac {130kV } {145kV} = 0,89pu \]

Пример системы на единицу 2

Однолинейная схема трехфазной системы показана на рис.1. Используя общую базу S b = 50 МВА, нарисуйте диаграмму импеданса в единицах, включая импеданс нагрузки. Номинальные характеристики изготовителя приведены ниже:

РИСУНОК 1 Однолинейная схема примера 1.

Трехфазная нагрузка на шине 4 поглощает 60 M ВА при коэффициенте мощности 0,75 (с запаздыванием) , а линии 1, 2 и 3 имеют реактивное сопротивление 40 Ом, 32 Ом и 30 Ом соответственно.

Решение Система рис.1 можно разделить на разные секции с разными уровнями напряжения, определяемыми соотношением витков трансформатора. Для системы выбрана общая база питания $ {{S} _ {b}} = 50MVA $, но базы напряжения выбираются отдельно для каждого уровня напряжения:

База напряжения для шин 1, 2 и 3: $ {{V} _ {b}} \ left (1 \ right) = {{V} _ {b}} \ left (2 \ right) = {{V} _ {b}} \ left (3 \ right) = 110кВ $
База напряжения для шины 4: $ {{V} _ {b}} \ left (4 \ right) = 11кВ $
Реактивные сопротивления генераторов и трансформаторов на единицу равны

\ [\ begin {align} & \ begin {matrix} {{G} _ {1}}: & {{X} _ {G1}} = 0. {2}}} {50} = 242 \ Omega \]

Реактивные сопротивления линий 1, 2 и 3 на единицу равны

\ [\ begin { align} & \ begin {matrix} {{L} _ {1}}: & {{X} _ {L1}} = \ frac {40} {242} = 0.{2}}} {50} = 2,42 \ Omega \]

Сопротивление нагрузки на единицу составляет

\ [{{Z} _ {Load}} = \ frac {1.515 + j1.336} {2.42} = 0,626 + j0,552pu \]

Диаграмма импеданса системы со всеми реактивными сопротивлениями в PU показана на рис. 2.

РИСУНОК 2 График эквивалентного импеданса по фазе для системы, показанной на рис. 1.

Для однофазной или трехфазной системы стоимость на единицы становится

$ \ begin {align} & {{V} _ {pu}} = \ frac {V} {{{V} _ {base}}} \\ & {{I} _ {pu}} = \ frac {I} {{{I} _ {base}}} \\ & {{S} _ {pu}} = \ frac { S} {{{S} _ {base}}} \\ & {{Z} _ {pu}} = \ frac {Z} {{{Z} _ {base}}} \\\ end {align} $

Во всех этих выражениях числитель является комплексным вектором, а знаменатель — действительным числом.Для базовых значений часто выбирается значение S base = 50 или 100 МВА. Для внутренних электрических систем больше подходит база S base = 10 МВА, поскольку значения ВА обычно меньше ВА наземных линий электропередачи. Для линий электропередачи часто используется 100 МВА. Тем не менее, можно использовать любое значение S.

Преимущества системы PU

Использование блочной системы в проектировании электрических сетей дает много преимуществ, поскольку такое представление приводит к более коррелированным и значимым данным.Некоторые из этих преимуществ выделяются следующим образом:

  1. Производители обычно предоставляют данные об оборудовании с номинальными данными на паспортной табличке в качестве основы.
  2. Диапазон допустимых значений% или о.е. значения могут быть легко исправлены.
  3. Особенно полезен в сетях с несколькими уровнями напряжения, соединенными через трансформаторы.
  4. PU Импеданс трансформатора не зависит от базы кВ.
  5. Доступны формулы стандартного базового преобразования (масштабирование с помощью MVA Base).
  6. Хотя фактические значения импедансов оборудования энергосистемы, выраженные в омах, могут варьироваться в широком диапазоне, в зависимости от их номинальных значений, их значения на единицу ограничены узким диапазоном, каким бы ни был номинал.
  7. Импедансы трансформаторов на единицу одинаковы, независимо от того, относятся ли они к первичной или вторичной стороне, что значительно упрощает вычисления в системах питания с несколькими уровнями напряжения.
  8. В уравнениях для расчета мощности и напряжения в трехфазных системах факторы $ \ sqrt {3} $ и 3 исключаются с помощью системы PU. Таким образом, меньше шансов спутать линейные и фазные напряжения, а также между одно- и трехфазными энергосистемами.
  9. Система PU очень полезна для компьютерных расчетов, касающихся стационарного и динамического анализа.

Краткое описание системы на единицу

Современные энергосистемы состоят из нескольких линий передачи, соединенных между собой в подсистемы с разными уровнями напряжения через различные повышающие или понижающие трансформаторы. Однако это затрудняет определение различных уровней напряжения и мощности в разных точках сети. Чтобы решить эту проблему, все системные величины преобразуются в единую нормализованную платформу, называемую на единицу .

Единичное представление физических величин состоит в выражении этих величин в виде долей или процентов от некоторых репрезентативных оснований той же физической природы.В системе на единицу каждая системная переменная или количество нормализованы относительно своего собственного базового значения:

\ [{{X} _ {pu}} = \ frac {{{X} _ {actual}}} { {{X} _ {base}}} \]

или

\ [{{X} _ {pu}} = \ frac {{{X} _ {actual}}} {{{X} _ {base }}} \ times 100% \]

Четыре основных параметра , а именно мощность, напряжение, ток и импеданс, необходимы для полного описания системы на единицу. Однако, поскольку они взаимосвязаны, выбор базовых значений для любых двух из них определяет базовые значения для остальных двух.{2}}} {{{S} _ {b \ left (3 \ varphi \ right)}} \ text {in MVA}} \]

Обычно S b (3Φ) является трехфазным кажущимся база питания, которая одинакова для всей сети. V b (L-L) — линейное базовое напряжение, которое не является постоянным для всей сети. Это коэффициент передаточных чисел трансформатора. Номинальные характеристики (номинальные характеристики) оборудования для передачи энергии, например генераторов и трансформаторов, предоставляются производителями в процентах или на единицу количества на основе их собственных оценок.Часто бывает удобно выразить эти ценности в общей системной основе.

Что такое система единиц? — определение и преимущества

Для анализа электрических машин или электрических машинных систем требуются разные значения, таким образом, для каждой единицы система предоставляет значения для напряжения, тока, мощности, сопротивления и проводимости. Система на единицу измерения также упрощает расчет, поскольку все значения берутся в одной единице. Система на единицу в основном используется в цепи, где происходит изменение напряжения.

Состав:


Определение: Единичное значение любой величины определяется как отношение фактического значения в любой единице к базовому или справочному значению в той же единице. Любое количество преобразуется в количество, приходящееся на единицу, путем деления числового значения на выбранное базовое значение того же измерения. Удельная стоимость безразмерна.

Базовые значения можно выбрать произвольно. Обычно используются базовые значения, указанные ниже

.
  • Базовое напряжение = номинальное напряжение машины
  • Базовый ток = номинальный ток машины
  • Базовое сопротивление = базовое напряжение / базовый ток
  • Базовая мощность = базовое напряжение x базовый ток

Сначала выбираются значения базовой мощности и базового напряжения, и их выбор автоматически фиксирует другие базовые значения.
As
Итак, подставив значение тока базы из уравнения (1) в уравнение (2), мы получим

Подставляя значение тока базы из уравнения (1) в уравнение (3), получаем


Теперь,
Подставив значение базового импеданса из уравнения (4) в уравнение (5), мы получим значение импеданса на единицу


Преимущества системы единиц

Использование пометочной системы дает в основном два преимущества.

  • Параметры вращающихся электрических машин и трансформатора лежат примерно в одном и том же диапазоне числовых значений, независимо от их номинальных значений, если они выражены в системе оценок на единицу.
  • Это избавляет аналитика от необходимости относить параметры цепи к той или иной стороне трансформатора, что упрощает вычисления.

Если взять в качестве примера трансформатор, имеющий сопротивление на единицу как R о.е. Ом и реактивное сопротивление как X о.е. в Ом относительно первичной обмотки, то значения на единицу будут равны

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *