Что такое напряжение и ток | Начинающим
Что такое напряжение и ток
Напряжение и ток — это количественные понятия, о которых следует помнить всегда, когда дело касается электронной схемы. Обычно они изменяются во времени, в противном случае работа схемы не представляет интереса.
Напряжение (условное обозначение: U, иногда Е). Напряжение между двумя точками — это энергия (или работа), которая затрачивается на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом (т. е. первая точка имеет более отрицательный потенциал по сравнению со второй). Иначе говоря, это энергия, которая высвобождается, когда единичный заряд «сползает» от высокого потенциала к низкому. Напряжение называют также разностью потенциалов или электродвижущей силой (э. д. с). Единицей измерения напряжения служит вольт. Обычно напряжение измеряют в вольтах (В), киловольтах (1 кВ = 10
Ток (условное обозначение: I). Ток — это скорость перемещения электрического заряда в точке. Единицей измерения тока служит ампер. Обычно ток измеряют в амперах (А), миллиамперах (1 мА = 10
Запомните: напряжение всегда измеряется между двумя точками схемы, ток всегда протекает через точку в схеме или через какой-либо элемент схемы.
Говорить «напряжение в резисторе» нельзя — это неграмотно. Однако часто говорят о напряжении в какойлибо точке схемы. При этом всегда подразумевают напряжение между этой точкой и «землей», то есть такой точкой схемы, потенциал которой всем известен. Скоро вы привыкнете к такому способу измерения напряжения.
Напряжение создается путем воздействия на электрические заряды в таких устройствах, как батареи (электрохимические реакции), генераторы (взаимодействие магнитных сил), солнечные батареи (фотогальванический эффект энергии фотонов) и т. п. Ток мы получаем, прикладывая напряжение между точками схемы.
Здесь, пожалуй, может возникнуть вопрос: а что же такое напряжение и ток на самом деле, как они выглядят? Для того чтобы ответить на этот вопрос, лучше всего воспользоваться таким электронным прибором, как осциллограф. С его помощью можно наблюдать напряжение (а иногда и ток) как функцию, изменяющуюся во времени.
В реальных схемах мы соединяем элементы между собой с помощью проводов, металлических проводников, каждый из которых в каждой своей точке обладает одним и тем же напряжением (по отношению, скажем, к земле). В области высоких частот или низких полных сопротивлений это утверждение не совсем справедливо. Сейчас же примем это допущение на веру. Мы упомянули об этом для того, чтобы вы поняли, что реальная схема не обязательно должна выглядеть как ее схематическое изображение, так как провода можно соединять поразному.
Запомните несколько простых правил, касающихся тока и напряжения:
-
Сумма токов, втекающих в точку, равна сумме токов, вытекающих из нее (сохранение заряда). Иногда это правило называют законом Кирхгофа для токов. Инженеры любят называть такую точку схемы узлом. Из этого правила вытекает следствие: в последовательной цепи (представляющей собой группу элементов, имеющих по два конца и соединенных этими концами один с другим) ток во всех точках одинаков.
-
При параллельном соединении элементов (рис. 1) напряжение на каждом из элементов одинаково. Иначе говоря, сумма падений напряжения между точками А и В, измеренная по любой ветви схемы, соединяющей эти точки, одинакова и равна напряжению между точками А и В. Иногда это правило формулируется так: сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре схемы равна нулю. Это закон Кирхгофа для напряжений.
-
Мощность (работа, совершенная за единицу времени), потребляемая схемой, определяется следующим образом:
P = UI
Вспомним, как мы определили напряжение и ток, и получим, что мощность равна: (работа/заряд)*(заряд/ед. времени). Если напряжение U измерено в вольтах, а ток I — в амперах, то мощность Р будет выражена в ваттах. Мощность величиной 1 ватт — это работа в 1 джоуль, совершенная за 1 с (1 Вт=1 Дж/с).
Мощность рассеивается в виде тепла (как правило) или иногда затрачивается на механическую работу (моторы), переходит в энергию излучения (лампы, нередатчики) или накапливается (батареи, конденсаторы). При разработке сложной системы одним из основных является вопрос определения ее тепловой нагрузки (возьмем, например, вычислительную машину, в которой побочным продуктом нескольких страниц результатов решения задачи становятся многие киловатты электрической энергии, рассеиваемой в пространство в виде тепла).
В дальнейшем при изучении периодически изменяющихся токов и напряжений мы обобщим простое выражение Р=UI. В таком виде оно справедливо для определения мгновенного значения мощности. Кстати, запомните, что не нужно называть ток силой тока — это неграмотно.
Что такое напряжение | Практическая электроника
Напряжение с точки зрения гидравлики
Все вы видели и представляете, как выглядит водонапорная башня или просто водобашня. Грубо говоря, это большой высокий “бокал”, внутри которого плещется вода.
Так вот, представим себе, что башня доверху наполнена водой. Получается, в данный момент на дне башни ого-го какое давление!
А что, если слить из башни воду хотя бы наполовину? Давление на дно башни уменьшится. То есть давление на дне башни сразу стало меньше, чем оно было бы при полной башне. А давайте-ка нальем в пустую башню одно ведро воды! Давление на дно башни будет ну очень слабенькое.
Это давление на дно и есть то самое напряжение (по аналогии с гидравликой). В данном случае, дно башни – это ноль, начальный уровень отсчёта. За начальный уровень отсчёта в электронике берут вывод батарейки или аккумулятора со знаком “минус”. Можно даже сказать, что уровень “воды в башне” у 12-вольтового автомобильного аккумулятора выше, чем уровень воды полуторавольтовой пальчиковой батарейки.
Постоянное и переменное напряжение
Оно бывает бывает постоянным и переменным. На примере выше мы с вами рассмотрели постоянное напряжение. То есть давление воды на дно башни в течение времени постоянно. Пока в башне есть вода, она оказывает давление на дно башни. Вроде бы все элементарно и просто. Но какое же напряжение называют переменным?
Все любят качаться на качелях:
Сначала вы летите в одном направлении, потом происходит торможение, а потом уже летите обратно спиной и весь процесс снова повторяется. Переменное напряжение ведёт себя точно так же. Сначала “электрическое давление” давит в одну сторону, потом происходит процесс торможения, потом оно давит в другую сторону, снова происходит торможение и весь процесс снова повторяется, как на качелях.
Значит, переменное напряжение меняет своё значение с течением времени, точно так же, как вы меняете свое положение в пространстве, когда качаетесь на качелях.
Тяжко для понимания? Тогда вот вам еще один пример из знаменитой книжки “Первые шаги в электронике” Шишкова. Берем замкнутую систему труб с водой и поршень. Поршень у нас находится в движении. Следовательно, молекулы воды у нас отклоняются то в одну сторону:
то в другую:
Так же ведут себя и электроны. В вашей домашней розетке они колеблются 50 раз в секунду. Туда-сюда, туда-сюда. Столько-то колебаний в секунду называется Герцем. В литературе пишется просто “Гц”. Тогда получается, что колебания напряжения в наших розетках 50 Гц, а в Америке 60 Гц. Это связано со скоростью вращения генератора на электростанциях.
Вывод
Напряжение – это “давление” относительно нуля. Не стоит путать его с электрическим током. Если есть напряжение, то не обязательно должен быть электрический ток. Например, когда вы замеряете напряжение в розетке вашего дома, то вы просто его значение, но если вы подключите лампочку накаливания, либо какой-нибудь бытовой прибор, то уже по проводам потребителя побежит электрический ток. Об этом стоит помнить.
Более подробно про напряжение вы можете прочитать также в этой статье.
НАПРЯЖЕНИЕ — это… Что такое НАПРЯЖЕНИЕ?
Напряжение — Напряжение: В Викисловаре есть статья «напряжение» Электрическое напряжение между точками A и B отношение работы электрического поля при переносе пробного заряда из точки A в B к величине этого пробного заряда. Номинальное напряжение… … Википедия
напряжение — См … Словарь синонимов
НАПРЯЖЕНИЕ — НАПРЯЖЕНИЕ, напряжения, ср. 1. только ед. Действие по гл. напрячь напрягать. Напряжение мышц. Напряжение внимания. 2. только ед. Состояние подъема, повышенных усилий в осуществлении чего нибудь, сосредоточение всех сил, внимания на чем нибудь. С… … Толковый словарь Ушакова
Напряжение — – характеристика силового воздействия на элемент, определяемого как доля усилия на единицу площади поверхности. [Полякова, Т.Ю. Автодорожные мосты: учебный англо русский и русско английский терминологический словарь минимум / Т.Ю. Полякова … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
НАПРЯЖЕНИЕ — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации … Современная энциклопедия
НАПРЯЖЕНИЕ — НАПРЯЖЕНИЕ, измерение РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ между двумя точками цепи. Разность потенциалов составляет 1 вольт, если ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД в 1 кулон, протекая между двумя точками, производит работу в 1 джоуль. Напряжение также вычисляется умножением… … Научно-технический энциклопедический словарь
Напряжение s — Напряжение, определяемое отношением осевого растягивающего усилия Р к начальной площади поперечного сечения рабочей части образца F0 Источник: ГОСТ 1497 84: Металлы. Методы испытаний на растяжение оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Напряжение — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
НАПРЯЖЕНИЕ — механическое внутренние силы, возникающие в деформируемом теле под влиянием внешних воздействий … Большой Энциклопедический словарь
НАПРЯЖЕНИЕ — электрическое то же, что разность потенциалов между 2 точками электрической цепи; на участке цепи, не содержащей электродвижущую силу, равно произведению силы тока на сопротивление участка … Большой Энциклопедический словарь
Напряжение — ситуация в управлении, характеризуемая повышенной психической или физиологической напряженностью … Словарь терминов антикризисного управления
напряжение — это… Что такое напряжение?
Морфология: (нет) чего? напряже́ния, чему? напряже́нию, (вижу) что? напряже́ние, чем? напряже́нием, о чём? о напряже́нии; мн. что? напряже́ния, (нет) чего? напряже́ний, чему? напряже́ниям, (вижу) что? напряже́ния, чем? напряже́ниями, о чём? о напряже́ниях
1. Напряжением мышц, связок и т. д., физическим напряжением вы называете такое состояние вашего тела или органов, когда вы не можете их расслабить, привести в спокойное состояние.При овладении навыками письма ребёнок испытывает сильное физическое напряжение, производя огромные затраты мышечной энергии. | Лекарство нужно принимать при напряжении кишечника.
2. Напряжением вы называете такое состояние, когда вы внутренне сосредотачиваете свои физические и умственные возможности для какой-либо цели.Эта профессия требует напряжения всех сил и воображения. | Игра на бирже требует полной сосредоточенности и напряжения мозгов.
3. Когда вы говорите о напряжении в отношениях между людьми, странами, народом и властью и т. д., вы имеете в виду неспокойную, недружелюбную атмосферу, которая может грозит ссорой, конфликтом.Нарастает напряжение политических отношений между двумя странами. | В стране чувствуется спад социального напряжения. | Мне горько, что они вынуждены жить в состоянии напряжения.
4. В физике напряжением в электрической сети называют разность потенциалов между двумя её точками.Ток высокого напряжения. | При покупке импортной бытовой техники обязательно справьтесь о напряжении.
5. Если что-либо держит вас в напряжении, значит, вы испытываете из-за этого такие эмоции, как, например, страх, беспокойство и т. д.Фильм держит в напряжении, заставляет мыслить.
НАПРЯЖЕНИЕ — это… Что такое НАПРЯЖЕНИЕ?
Напряжение — Напряжение: В Викисловаре есть статья «напряжение» Электрическое напряжение между точками A и B отношение работы электрического поля при переносе пробного заряда из точки A в B к величине этого пробного заряда. Номинальное напряжение… … Википедия
напряжение — См … Словарь синонимов
НАПРЯЖЕНИЕ — НАПРЯЖЕНИЕ, напряжения, ср. 1. только ед. Действие по гл. напрячь напрягать. Напряжение мышц. Напряжение внимания. 2. только ед. Состояние подъема, повышенных усилий в осуществлении чего нибудь, сосредоточение всех сил, внимания на чем нибудь. С… … Толковый словарь Ушакова
Напряжение — – характеристика силового воздействия на элемент, определяемого как доля усилия на единицу площади поверхности. [Полякова, Т.Ю. Автодорожные мосты: учебный англо русский и русско английский терминологический словарь минимум / Т.Ю. Полякова … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
НАПРЯЖЕНИЕ — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации … Современная энциклопедия
Напряжение s — Напряжение, определяемое отношением осевого растягивающего усилия Р к начальной площади поперечного сечения рабочей части образца F0 Источник: ГОСТ 1497 84: Металлы. Методы испытаний на растяжение оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Напряжение — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
НАПРЯЖЕНИЕ — механическое внутренние силы, возникающие в деформируемом теле под влиянием внешних воздействий … Большой Энциклопедический словарь
НАПРЯЖЕНИЕ — электрическое то же, что разность потенциалов между 2 точками электрической цепи; на участке цепи, не содержащей электродвижущую силу, равно произведению силы тока на сопротивление участка … Большой Энциклопедический словарь
Напряжение — ситуация в управлении, характеризуемая повышенной психической или физиологической напряженностью … Словарь терминов антикризисного управления
НАПРЯЖЕНИЕ — это… Что такое НАПРЯЖЕНИЕ?
Напряжение — Напряжение: В Викисловаре есть статья «напряжение» Электрическое напряжение между точками A и B отношение работы электрического поля при переносе пробного заряда из точки A в B к величине этого пробного заряда. Номинальное напряжение… … Википедия
напряжение — См … Словарь синонимов
НАПРЯЖЕНИЕ — НАПРЯЖЕНИЕ, напряжения, ср. 1. только ед. Действие по гл. напрячь напрягать. Напряжение мышц. Напряжение внимания. 2. только ед. Состояние подъема, повышенных усилий в осуществлении чего нибудь, сосредоточение всех сил, внимания на чем нибудь. С… … Толковый словарь Ушакова
Напряжение — – характеристика силового воздействия на элемент, определяемого как доля усилия на единицу площади поверхности. [Полякова, Т.Ю. Автодорожные мосты: учебный англо русский и русско английский терминологический словарь минимум / Т.Ю. Полякова … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
НАПРЯЖЕНИЕ — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации … Современная энциклопедия
НАПРЯЖЕНИЕ — НАПРЯЖЕНИЕ, измерение РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ между двумя точками цепи. Разность потенциалов составляет 1 вольт, если ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД в 1 кулон, протекая между двумя точками, производит работу в 1 джоуль. Напряжение также вычисляется умножением… … Научно-технический энциклопедический словарь
Напряжение s — Напряжение, определяемое отношением осевого растягивающего усилия Р к начальной площади поперечного сечения рабочей части образца F0 Источник: ГОСТ 1497 84: Металлы. Методы испытаний на растяжение оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Напряжение — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
НАПРЯЖЕНИЕ — механическое внутренние силы, возникающие в деформируемом теле под влиянием внешних воздействий … Большой Энциклопедический словарь
НАПРЯЖЕНИЕ — электрическое то же, что разность потенциалов между 2 точками электрической цепи; на участке цепи, не содержащей электродвижущую силу, равно произведению силы тока на сопротивление участка … Большой Энциклопедический словарь
Напряжение — ситуация в управлении, характеризуемая повышенной психической или физиологической напряженностью … Словарь терминов антикризисного управления
НАПРЯЖЕНИЕ — это… Что такое НАПРЯЖЕНИЕ?
Напряжение — Напряжение: В Викисловаре есть статья «напряжение» Электрическое напряжение между точками A и B отношение работы электрического поля при переносе пробного заряда из точки A в B к величине этого пробного заряда. Номинальное напряжение… … Википедия
напряжение — См … Словарь синонимов
Напряжение — – характеристика силового воздействия на элемент, определяемого как доля усилия на единицу площади поверхности. [Полякова, Т.Ю. Автодорожные мосты: учебный англо русский и русско английский терминологический словарь минимум / Т.Ю. Полякова … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
НАПРЯЖЕНИЕ — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации … Современная энциклопедия
НАПРЯЖЕНИЕ — НАПРЯЖЕНИЕ, измерение РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ между двумя точками цепи. Разность потенциалов составляет 1 вольт, если ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД в 1 кулон, протекая между двумя точками, производит работу в 1 джоуль. Напряжение также вычисляется умножением… … Научно-технический энциклопедический словарь
Напряжение s — Напряжение, определяемое отношением осевого растягивающего усилия Р к начальной площади поперечного сечения рабочей части образца F0 Источник: ГОСТ 1497 84: Металлы. Методы испытаний на растяжение оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Напряжение — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
НАПРЯЖЕНИЕ — механическое внутренние силы, возникающие в деформируемом теле под влиянием внешних воздействий … Большой Энциклопедический словарь
НАПРЯЖЕНИЕ — электрическое то же, что разность потенциалов между 2 точками электрической цепи; на участке цепи, не содержащей электродвижущую силу, равно произведению силы тока на сопротивление участка … Большой Энциклопедический словарь
Напряжение — ситуация в управлении, характеризуемая повышенной психической или физиологической напряженностью … Словарь терминов антикризисного управления
