Site Loader

Содержание

Напряжение в 1 Вольт, физический смыл, простое определение

Что такое напряжение в 1 вольт?

Напряжение электрического тока – это величина, характеризующая разность зарядов (потенциалов) между полюсами либо участками цепи, по которой идет ток. Классическое определение: напряжение это величина, которая показывает разность потенциалов между двумя точками. Оно равно 1 вольту (это единица измерения напряжения), когда необходимо переместить единичный заряд в 1 кулон, приложив для этого усилие всего в 1 джоуль выполненной работы.

Наиболее простое сравнение

Для понимания данной величины, можно описать на примере работы водопровода или резервуара с водой, где напряжение соответствует давлению воды в емкости, трубе. Вода в нашем примере – это заряд, а скорость потока, который возникает под давлением – и есть электрический ток. Чем больше давление воды – напряжение, тем больше скорость струи в трубе – больше тока получает потребитель.

Как в водопроводе, так и в электрических сетях важное значение имеет диаметр проводника. При большом диаметре трубы и достаточном давлении через нее проходит много воды. Так и в электрической сети: при требуемом сечении проводника и высоком напряжении ваши электроприборы будут получать достаточно электроэнергии для работы. Если не рассчитать сеть и перегрузить ее, то на примере водопровода это закончится аварией: трубу от избыточного давления может разорвать. Так и с электрической сетью: если ваши провода и приборы рассчитанные на 10 ампер и внезапно по ним начнет протекать ток в 30А, то они могут элементарно оплавиться или сгореть.

Исходя из этого становится понятно, почему одни напряжения неопасны для человека, а другие – смертельны? Сравним снова водой. Например, вода в океане – это огромный источник давления. Если человека поместить на глубину больше 5 метров, то ему становится плохо от давления воды на его ткани. Так же и с током: когда источник тока мощный, а человек содержит в себе незначительный заряд, то между источником тока и человеком возникает огромное напряжение, способное человека травмировать или убить.

А кто это все придумал?

Изучение электричества, согласно историческим данным, началось в 15 веке, хотя о действии данных сил люди знали давно: кто-то находил намагниченные куски металла, кто-то наблюдал и задумывался, откуда берутся молнии, а кто-то не мог избавиться от пыли, которую удерживает на поверхности статическое электричество. После было три столетия опытов, споров, разработки различных теорий. Прорыв в изучении темы случился в конце 16 века, когда был изобретен первый конденсатор. Это время и выпало на молодость и взросление талантливого ученого из Италии — Алессандро Вольты (1745—1827).

Вольт был химиком, физиком и физиологом, основательно знал математику, с трудами Ньютона он познакомился в 13 лет, а к своим 55 годам изобрёл первую электрическую батарею в мире. Этот простейший гальванический элемент произвел переворот в мире электричества: так людям открылись электролиз, который сегодня повсеместно применяется при производстве и обработке металлов и электрическая дуга. В честь заслуг Алессандро Вольты в изучении электричества, и было присвоено его имя единице измерения напряжения.

напряжение, сопротивление, ток и мощность

Основные электрические величины: напряжение, сопротивление, ток и мощность

В этой статье рассмотрим основные электрические величины: напряжение, сопротивление, ток и мощность.

В электротехнике не имеет смысла говорить просто «электричество». Здесь всегда необходимо конкретизировать, о чем именно идет речь. Мы можем иметь ввиду электрический заряд конденсатора, напряжение в розетке, ток текущий по проводам, либо например мощность, которую намотал за месяц электросчетчик в нашей квартире.

В любом случае, нет такой величины как электричество, есть величина «количество электричества», правильно называемая электрическим зарядом, который измеряется в кулонах. Это электрический заряд — движется по проводам, накапливается на пластинах конденсатора, периодически присутствует на клеммах (минимум — на фазном проводе) розетки, движется в форме тока при совершении электрической сетью работы. Основные электрические величины так или иначе связаны с зарядом. Об этих величинах мы сегодня и поговорим.

Напряжение

Электрическое напряжение U измеряется между двумя точками цепи. Чтобы в замкнутой цепи начало присутствовать устойчивое переменное или постоянное напряжение, необходим источник тока, который смог бы обеспечить поддержание этого напряжения на концах цепи. Данный источник будет служить источником ЭДС — электродвижущей силы, которая так же как и напряжение измеряется в вольтах.

Если к замкнутой цепи присоединен такой источник, то, во-первых, напряжение будет присутствовать между клеммами источника, то есть на концах цепи, а во-вторых, на концах всех участков данной цепи, если ее условно поделить на части.

В каждый момент времени электрическое напряжение, действующее на том или ином участке цепи, может иметь другую величину, нежели в предыдущий момент, если цепь питается от источника переменной ЭДС, либо ту же величину, если это — источник постоянной ЭДС, а цепь, соответственно, является цепью постоянного тока.

Напряжение на концах цепи постоянного тока подобно разности высот на склоне горы, а заряд в данных условиях — словно поднятая на высоту вода, только применительно к электрическому полю эта разность называется разностью (электрических) потенциалов, поскольку здесь не идет речи о гравитационном поле.

Разность потенциалов между двумя точками равна 1 вольту, если для перемещения заряда величиной 1 кулон из одной точки в другую над ним надо совершить работу величиной 1 джоуль. Вольт также равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток величиной в 1 ампер при мощности в 1 ватт, но об этом далее.

Ток

Когда на концах участка цепи (проводника) присутствует электрическое напряжение, то есть когда имеет место разность электрических потенциалов, — это значит, что в проводнике (по длине рассматриваемого участка) действует электрическое поле. Электрическое поле действует силовым образом на заряженные частицы.

В металлах, например, свободные электроны являются носителями отрицательного заряда, и могут приходить в поступательное движение, если вдруг оказываются во внешнем электрическом поле, источником которого служит в данном случае источник ЭДС. Когда электроны приходят в движение под действием электрического поля, они становятся движущимся зарядом, то есть электрическим током I.

Количество заряда измеряется в кулонах, а ток характеризует скорость перемещения заряда через поперечное сечение проводника (за единицу времени). Когда через поперечное сечение проводника за одну секунду проходит электрический заряд в один кулон, ток в проводнике равен 1 амперу. В аналогии с водой — чем больше воды проходит через сечение трубы за секунду — тем больше ток.

Сопротивление

Под действием электрического напряжения, заряд движется через поперечное сечение проводника, образуя ток, но движется он не беспрепятственно. Поскольку мы начали рассматривать металлический проводник, то с ним и продолжим.

Электроны в проводнике, двигаясь под действием электрического поля, натыкаются на препятствия внутри проводника — на атомы кристаллической решетки, а также друг на друга, из-за хаотической составляющей (тепловой) движения электронов и колебаний атомов.

Эти препятствия оказывают своего рода сопротивление, замедляют электроны, уменьшают ток по сравнению с тем, до какой величины он мог бы развиться если бы этих препятствий не было. Но такого рода сопротивление R в реальных проводниках (цепях) всегда есть.

Данная величина называется в электротехнике электрическим сопротивлением. Электрическое сопротивление измеряется в омах. Один Ом равен электрическому сопротивлению участка электрической цепи, между концами которого протекает постоянный электрический ток величиной в 1 ампер при напряжении на концах 1 вольт.

Чем больше сопротивление, характеризующее данный проводник, тем меньшим будет ток при одном и том же напряжении на концах этого проводника. Данная зависимость называется законом Ома для участка электрической цепи: величина тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Мощность

Говоря об электрической цепи, напряжении, сопротивлении и токе, нельзя не завершить тему основных электрических величин рассказом об электрической мощности P. Когда под действием напряжения в цепи устанавливается и продолжает течь ток, источник ЭДС совершает работу A над цепью.

По сути, работа совершается электрическим полем над электрическим зарядом, который в этом поле перемещается. Количество совершенной работы зависит от разности потенциалов, которую преодолел заряд и от величины этого заряда. Чем быстрее выполнялась работа — тем выше мощность процесса.

В случае с током мы говорим обычно о мощности источника, выполнившего работу, а также о мощности потребителя (цепи). Электрическая мощность, потраченная на совершение полезной работы, измеряется в ваттах. Для любого вида энергии, не только для электрической, 1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль.

Ранее ЭлектроВести писали, что количество энергетического угля, сжигаемого в Индии для производства электроэнергии, резко сократилось в сентябре и октябре.

По материалам: electrik.info.

Вольт это единица измерения

При изучении в школе закона Ома, ученики частенько сталкиваются со следующими вопросами: как называется единица измерения напряжения или в чем измеряется электрическое напряжение? Данная статья поможет вам разобраться в этой теме, и вы сможете узнать ответ на указанный вопрос.

Вольт — единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов, электрического напряжения и электродвижущей силы.

Единица измерения напряжения – вольт, в России обозначается буквой – В, международное обозначение – V.

Вольт является единицей измерения электрического напряжения, получившей свое название в честь известного итальянского физика Алессандро Вольта, именно ему мы должны быть благодарны за изобретение в 1799 году первого в мире химического источника тока, т.е. первой электрической батареи («Вольтов столб»), результаты эксперимента были опубликованы только в 1800 году.

В 1861 году единица измерения вольт была принята комитетом электрических эталонов, учрежденного Уильямом Томсоном.

Свое международное признание, вольт в качестве единицы измерения напряжения, получил в 1960 году, когда вольт был утвержден решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам, в качестве, производной единицы международной системы единиц.

1 В=1 Дж/1 Кл (1 Вольт равен электрическому напряжению на участке цепи, где при протекании заряда, равного 1 кулон(Кл), совершается работа, равная 1 Дж)

В Российской Федерации допускаются к применению основные единицы СИ, производные единицы СИ и отдельные внесистемные единицы величин.

В частности, действует ГОСТ 8.417-2002, который устанавливает единицы физических единиц, применяемых в нашей стране, их наименование, обозначение и определение, в данном государственном стандарте также указана единица измерения напряжения – вольт.

Каким прибором измеряется напряжение?

Напряжение измеряется прибором, который носит название – вольтметр.

Вольтметр — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или электродвижущей силы ( ЭДС) в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

Чем отличается Вольт от Ватт, в чем разница?

Очень часто люди путают вольты и ваты, и не знают в чем в них разница.

Вольт (русское обозначение: В; международное обозначение: V) — в системе СИ единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов, электрического напряжения и электродвижущей силы.

Ватт (русское обозначение: Вт; международное обозначение: W) — в системе СИ единица измерения мощности

Т.е. это единицы измерения для разных электротехнических параметров.

Вольт в кроссвордах и сканвордах

Очень часто в кроссворде или сканворде можно встретить такой вопрос: «Единица измерения напряжения 5 букв». Правильный ответ, естественно: «Вольт».

Вольт
В, V
Величинаэлектрический потенциал электрическое напряжение электродвижущая сила
СистемаСИ
Типпроизводная

Разность потенциалов между двумя точками равна 1 вольту, если для перемещения заряда величиной 1 кулон из одной точки в другую над ним надо совершить работу величиной 1 джоуль. Вольт также равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы вольт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с прописной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием вольта. Например, обозначение единицы измерения напряжённости электрического поля «вольт на метр» записывается как В/м.

1 В = (1/300) ед. потенциала СГСЭ [1] .

Содержание

Определение [ править | править код ]

Вольт (В, V) может быть определён либо как электрическое напряжение на концах проводника, необходимое для выделения в нём теплоты мощностью в один ватт (Вт, W) при силе протекающего через этот проводник постоянного тока в один ампер (A), либо как разность потенциалов между двумя точками электростатического поля, при прохождении которой над зарядом величиной 1 кулон (Кл, C) совершается работа величиной 1 джоуль (Дж, J), либо как разность потенциалов на резисторе в 1 Ом (Ω) при протекании через него тока в 1 ампер [2] . Выраженный через основные единицы системы СИ, один вольт равен м² · кг · с −3 · A −1 .

V = W A = J C = m 2 ⋅ kg s 3 ⋅ A = A ⋅ Ω .<3>cdot <mbox>>>=<mbox>cdot <mbox<Ω>>.>

Определение на основе эффекта Джозефсона [ править | править код ]

С 1990 года вольт стандартизирован посредством измерения с использованием нестационарного эффекта Джозефсона, при котором для привязки к эталону используется константа Джозефсона, зафиксированная 18-й Генеральной конференцией по мерам и весам как [3] :

K J − 90 = 2 e h = <displaystyle K_=<frac <2e>>=> 0,4835979 ГГц/мкВ,

Этим методом величина вольта однозначно связывается с эталоном частоты, задаваемым цезиевыми часами: при облучении матрицы, состоящей из нескольких тысяч джозефсоновских переходов, микроволновым излучением на частотах от 10 ГГц до 80 ГГц, возникает вполне определённое электрическое напряжение, с помощью которого калибруются вольтметры [4] . Эксперименты показали, что этот метод нечувствителен к конкретной реализации установки и не требует введения поправочных коэффициентов [5] .

Шкала напряжений [ править | править код ]

  • Наименьшее измеряемое напряжение — порядка 10 нВ. [источник не указан 2167 дней]
  • Чувствительность связной аппаратуры при работе голосом — 1…1,5 мкВ (одни из самых слабых сигналов, массово применяемых в настоящее время) [источник не указан 2167 дней]
  • Выходное напряжение на обмотке магнитной головки кассетного магнитофона — 0,3 мВ [6] .
  • Разность потенциалов на мембране нейрона — 70 мВ.
  • NiCd аккумулятор — 1,2 В.
  • Щелочной элемент — 1,5 В.
  • Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) — 3,3 В.
  • Зарядное устройство для мобильных телефонов — 5.0 В.
  • Батарейка «Крона» — 9 В.
  • Автомобильный аккумулятор — 12 В (для тяжёлых грузовиков — 24 В).
  • Напряжение бытовой сети в России — 230 В (межфазное), 400 В (фаза-нейтраль) [7] .
  • Напряжение в некоторых промышленных сетях — 400 В (трёхфазное), 400 В (однофазное), 690 В (трёхфазное)
  • Напряжение в контактной сетитрамвая, троллейбуса — 600 В (660 В) (постоянный ток).
  • Напряжение контактного рельса в метрополитене — 825 В (постоянный ток) [источник не указан 2154 дня] .
  • Электрифицированные железные дороги — 3 кВ (контактная сеть постоянного тока), 25 кВ (контактная сеть переменного тока).
  • Магистральные ЛЭП — 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ.
  • Самое высокое постоянное напряжение, полученное в лаборатории на пеллетроне — 25 МВ.
  • Молния — от 100 МВ и выше.

Исторический экскурс [ править | править код ]

Единица измерения «вольт» была введена в 1861 году комитетом электрических эталонов, созданным Уильямом Томсоном. Её введение было связано с текущими нуждами инженерной физики. 1 июня 1898 года имперским законом в Германии 1 вольт был установлен как «законная» единица измерения ЭДС, равная ЭДС, возбуждающей в проводнике сопротивлением 1 ом ток силой 1 ампер [8] . В Международную систему единиц (СИ) вольт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом [9] .

Впоследствии 1 вольт обычно определялся через единицу энергии джоуль и единицу заряда кулон.

Кратные и дольные единицы [ править | править код ]

Десятичные кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Вольт (обозначение: В, V) — единица измерения электрического напряжения в системе СИ.

1 Вольт равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт .

Вольт (В, V) может быть определён либо как электрическое напряжение на концах проводника, необходимое для выделения в нём тепла мощностью в один ватт (Вт, W) при силе протекающего через этот проводник постоянного тока в один ампер (A), либо как разность потенциалов между двумя точками электростатического поля, при прохождении которой над зарядом величиной 1 кулон (Кл, C) совершается работа величиной 1 джоуль (Дж, J). Выраженный через основные единицы системы СИ, один вольт равен м 2 · кг · с −3 · A −1 .

Единица названа в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта.

Этим методом величина вольта однозначно связывается с эталоном частоты, задаваемым цезиевыми часами: при облучении матрицы, состоящей из нескольких тысяч джозефсоновских переходов, микроволновым излучением на частотах от 10 до 80 ГГц, возникает вполне определённое электрическое напряжение, с помощью которого калибруются вольтметры. Эксперименты показали, что этот метод нечувствителен к конкретной реализации установки и не требует введения поправочных коэффициентов.

1 В = 1/300 ед. потенциала СГСЭ .

Что такое Вольт. Определение

Вольт определён как разница потенциалов на концах проводника, рассеивающего мощность в один ватт при силе тока через этот проводник в один ампер.

Отсюда, базируясь на единицах СИ, получим м² · кг · с-3 · A-1, что эквивалентно джоулю энергии на кулон заряда, J/C.

Определение на основе эффекта Джозефсона

Напряжение электрического тока – это величина, характеризующая разность зарядов (потенциалов) между полюсами либо участками цепи, по которой идет ток.

С 1990 года вольт стандартизирован посредством измерения с использованием нестационарного эффекта Джозефсона, при котором используется в качестве привязки к эталону константа Джозефсона, зафиксированная 18-ой Генеральной конференцией по весам и измерениям как:

K = 0,4835979 ГГц/мкВ .

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы вольт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с прописной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием вольта. Например, обозначение единицы измерения напряжённости электрического поля «вольт на метр» записывается как В/м.

1.01. Напряжение и ток

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Напряжение, ток и сопротивление



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

3 В), милливольтах (1 мВ = 10-3 В) или микровольтах (1 мкВ = 10-6 В) (см. раздел «Приставки для образования кратных и дольных единиц измерения», мелким шрифтом). Для того чтобы переместить заряд величиной 1 кулон между точками, имеющими разность потенциалов величиной 1 вольт, необходимо совершить работу в 1 джоуль. (Кулон служит единицей измерения электрического заряда и равен заряду приблизительно 6 — 1018 электронов.) Напряжение, измеряемое в нановольтах (1 нВ = 10-9 В) или в мегавольтах (1 МВ = 106 B) встречается редко; вы убедитесь в этом, прочитав всю книгу.

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 = 10-3 А), микроамперах (1 мкА = 10-6 А), наноамперах (1 нА = 10-9 А) и иногда в пикоамперах (1 пкА = 10-12 А). Ток величиной 1 ампер создаётся перемещением заряда величиной 1 кулон за время, равное 1 с. Условились считать, что ток в цепи протекает от точки с более положительным потенциалом к точке с более отрицательным потенциалом, хотя электрон перемещается в противоположном направлении.

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 какой-либо точке схемы. При этом всегда подразумевают напряжение между этой точкой и «землёй», то есть такой точкой схемы, потенциал которой всем известен. Скоро вы привыкнете к такому способу измерения напряжения.

Напряжение создаётся путём 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. Мы будем прибегать к показаниям осциллографов, а также вольтметров для характеристики сигналов. Для начала советуем посмотреть приложение А, в котором идёт речь об осциллографе, и раздел «Универсальные измерительные приборы», мелким шрифтом.

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, и в своё время мы обсудим этот вопрос. Сейчас же примем это допущение на веру. Мы упомянули об этом для того, чтобы вы поняли, что реальная схема не обязательно должна выглядеть как её схематическое изображение, так как провода можно соединять по-разному.


Рис. 1.1 Закон Кирхгофа для напряжений

Запомните несколько простых правил, касающихся тока и напряжения:

1. Сумма токов, втекающих в точку, равна сумме токов, вытекающих из неё (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 соединённых этими концами один с другим) ток во всех точках одинаков.

2. При параллельном соединении элементов (рис. 1.1) 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.

3. Мощность (работа, совершенная за единицу времени), потребляемая схемой, определяется следующим образом: P = U I. 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, передатчики) или накапливается (батареи, конденсаторы). При разработке сложной системы одним из основных является вопрос определения её тепловой нагрузки (возьмём, 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 P = UI. В таком виде оно справедливо для определения мгновенного значения мощности.

Кстати, запомните, что не нужно называть ток силой тока — это неграмотно. Нельзя также называть резистор сопротивлением. О резисторах речь пойдёт в следующем разделе.


Сигналы


Чем измерить напряжение в сети

Прибор для измерения напряжения. Как измерить напряжение мультиметром

03 Ноя 2016г | Раздел: Электрика

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!

Всегда ли показывает напряжение в розетке при измерении мультиметром, и как лучше всего проверить силу тока?

Умение проверять напряжение при помощи тестеров – важный навык для любого пользователя электричества. Без него невозможно самостоятельно починить розетку, найти проблему, по которой не работает бытовой прибор. Если дома фиксируются чрезмерные скачки напряжения, придется устанавливать стабилизаторы, чтобы не вышли из строя бытовые устройства.

Зачем знать напряжение в розетке

В розетке протекает переменный ток. Это значит, что происходят отклонения от номинального значения в большую или меньшую сторону. Номинальным напряжением в России считается 220 Вольт, но фактически значение равняется 230 Вольт. Современные бытовые приборы создаются с учетом допустимых отклонений, превышение характеристики способно вызвать поломку устройств. Особенно подвержены влиянию устройства с электромоторами (кондиционер, холодильники). Для снижения риска поломки нужно уметь определять напряжение при помощи специальных тестеров.

Многие считают, что данный навык обычному пользователю не обязателен и нужен только специалистам. Это не так, ведь с определения силы напряжения начинается починка розетки, проверка наличия сети в квартире и другие работы, связанные с проводкой.

Как измерить напряжение в розетке тестером

Если дома нет мультиметра, можно проверить наличие электричества при помощи пробника, который также называется индикаторной отверткой. Измерить величину таким способом не получится, а лишь проверить его наличие.

Чтобы измерить напряжение, нужно дотронуться пальцем до пятака на индикаторе, затем жало поочередно вставить в отверстия розетки. Если засветился индикатор, электричество в сети есть.

Проверить напряжение можно при помощи вольтметра, включенного параллельно. Его электрическое сопротивление не окажет влияния на само напряжение, и на экране будет указано значение в розетке. Подключать вольтметр нужно следующим образом:

  • От первого разъема розетки провод идет к началу шунта, к нему же и подключают один из щупов вольтметра.
  • Другой щуп нужно подсоединить к концу шунта, от которого провод идет к первому контакту цоколя лампы, используемой в качестве нагрузки.
  • От цоколя лампы провод идет ко второму разъему розетки.

На вольтметре должен быть установлен режим переменного напряжения.

Как измерить 220 в мультиметром

Для измерения используются мультиметры. Они бывают двух видов:

  • Стрелочные или аналоговые. Такие модели использовались до появления электронных. Стоят недорого, не требовательны при работе и не требуют источника постоянного тока. Недостатком устройства является неудобство снятия показаний из-за размеров шкалы.
  • Электронные или цифровые. Это современные удобные устройства с большим количеством функций. Стоят дороже, но точность показания выше. Большинство специалистов используют данный вид устройств.

  • постоянное и переменное напряжение;
  • сопротивление;
  • емкостные и частотные характеристики;
  • силу постоянного и переменного тока;
  • параметры диодов и транзисторов;
  • температурный режим.

Переключение режимов производится при помощи ручки на панели устройства.

Алгоритм работы:

  • Перед началом работы устройство собирается. В разъем с надписью COM всегда вставляется черный щуп. Красный нужно подключить к разъему с надписью VΩmA. Существует третий выход 10 А – это значит, что мультитестер способен измерять силу тока до указанного значения.
  • После подключения выбирается режим измерения. Его нужно выставлять внимательно, так как при неправильных настройках устройство может выйти из строя. Менять положение переключателя во время работы запрещено. Поворотный выключатель устанавливается в поле ACV или V в положение 750.
  • Теперь щупы можно вставлять в гнезда розетки и смотреть результат. Значение в 220 В будет иметь отклонения, по ГОСТу погрешность достигает 10%. Если значение выходит за рамки погрешности, рекомендуется установить дома стабилизатор напряжения.

Что покажет при неисправности розетки

Если сеть отсутствует, на мультиметре будет значение 0 Вольт. Причина – неисправность розетки или отсутствие электричества. Чтобы установить причину, нужно прозвонить другие розетки в помещении. Если не работает только одна, проверяются ее контакты и по необходимости производится замена на новую.

При скачках напряжения значения на мультитестере будут сильно отличаться от номинальных 220 Вольт. По ГОСТу допустимо отклонение в 10%, больший разброс может привести к поломке электроприборов. Если зафиксирован сильный скачок напряжения, стоит установить в квартире дополнительно устройство для стабилизации.
Домашняя сеть работает на напряжение в 220 Вольт, однако в розетке оно может отличаться от номинала. Напряжение, находящееся в пределах установленной ГОСТом нормы, является залогом качественной и стабильной работы бытовых приборов. Важно уметь проверять напряжение при помощи мультитестера, чтобы предотвратить риск поломки электроустройств. При значительном отклонении от установленных значений следует позаботиться о стабилизации напряжения в помещении.

Полезное видео

Как измерить напряжение ?

Как измерить напряжение в домашней сети.

Всем привет, и это простенький урок от Компьютер76, где я вам покажу, как определить величину напряжения в сети квартирыдома, то есть как измерить напряжение . Пользоваться мы будем исключительно мультиметром, так замер напряжения сети будет проводиться под эгидой постановки вопроса о качестве электроэнергии в вашем жилище на предмет выявления неисправности блока питания компьютера. Качество энергии – вопрос конкретный, и потому никакие самопальные контрольные лампы и однополюсные индикаторы нам не в помощь. В одной из статей я уже показал, какой мультиметр можно приобрести за небольшие деньги и желательно бы иметь в арсенале постоянно присутствующих в доме инструментов. Он пригодится не раз, использовать мультиметр при ремонте, в том числе компьютера, мы также будем не единожды.

Как правильно измерить напряжение в сети квартиры или дома?

Внимание! Убедительная просьба, если собираетесь прочитать статью до конца с целью получения навыков в электрических измерениях, почитайте введение, написанное мною в этой статье.

Верхний абзац вами прочитан и со статьёй по ссылке в нём вы также ознакомились? Приступаем.

Перед тем, как непосредственно измерить напряжение , проверьте его работоспособность. Проверьте целостность изоляции проводов щупов мультиметра визуально. Будет сюрприз, если вы получите удар током через повреждённую изоляцию. Целостность щупов можно также проверить замыканием на себя, предварительно установив переключатель прибора в режим “прозвонка”. Это подробно описывается в статье Мультиметр для чайников.

Устанавливаем щупы в гнёзда, как показано на фото:

Чёрный щуп установлен в разъём с обозначением COM, красный – с обозначениями V/Ώ. Цветность можно не сохранять, но почему так делается, прочтите также в статье Мультиметр для чайников.

Проверьте работоспособность прибора и целостность проводов щупов. Для этого переведите поворотный переключатель в положение “прозвонка” и замкните щупы между собой. Индикатор мультиметра покажет число, состоящее из трёх нолей или числа 001-002. Если Вы купили мультиметр с функцией сигнала, вы услышите непрерывный звук высокой тональности (в простонародье – писк). Если этого не произошло, проверьте, надёжно ли установлены разъёмы щупов в контактные полости мультиметра. Может быть и обрыв провода, скрытый под невредимой изоляцией. Особенно подвержен обрыву проводник у основания открытого контактного штырька на месте спайки штырька и провода.

Если всё в порядке, приступаем к измерению. Установите поворотный контакт в зону AC (Alternative Current – переменный ток) V

– переменное, электроэнергия именно такой характеристики поступает в вашу квартиру или дом). В этой зоне мультиметра, как и любой другой, несколько значений измеряемых величин. Числа, которые вы видите по кругу переключателя, это верхние пределы измерений. Так как напряжение в розетках составляет не более 220-230 В, нужно выставить значение переключателем на число, превышающее наше напряжение (обычно это числа 500, 700 или 1000 В), чтобы прибор понял эту величину. Ничего страшного не будет, если вы немного не угадаете. Индикатор в противном случае выйдет в положение превышение допустимых измерений. Это значение 1 на индикаторе.

Основная задача – не перепутать сами измеряемые единицы на мультиметре. Дешёвый выйдет из строя, более дорогой откажется работать или сработает по защите. Измерить напряжение в домашней сети можно лишь установив переключатель только в положении AC V

Итак, у меня мультиметр в положении 700 в секторе измерения переменного напряжения AC V

. Теперь можно измерить напряжение и остаётся направить контакты щупов в гнёзда розетки. Цветность проводов, повторюсь, значения не имеет никакого.

Обратите внимание, что на индикаторе напряжение не 220 В. Идеального напряжения в домовой сети добиться практически невозможно. Оптимальный вариант – если оно будет немного превышать значение 220В. Технически правильное напряжение: 400/√3 . И это обусловлено, прежде всего, законами электротехники и принципом выработки и передачи электроэнергии по сети, которая проделывает путь от электростанции до домашней розетки. Об этом в другой статье. МЫ же с вами убедились, что розетка “работает”. Напряжение к блоку питания компьютера соответствует нормальным значениям.

{SOURCE}

Напряжение в вольтах или ваттах

Вольт
В, V
Величинаэлектрический потенциал электрическое напряжение электродвижущая сила
СистемаСИ
Типпроизводная

Разность потенциалов между двумя точками равна 1 вольту, если для перемещения заряда величиной 1 кулон из одной точки в другую над ним надо совершить работу величиной 1 джоуль. Вольт также равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы вольт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с прописной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием вольта. Например, обозначение единицы измерения напряжённости электрического поля «вольт на метр» записывается как В/м.

1 В = (1/300) ед. потенциала СГСЭ [1] .

Содержание

Определение [ править | править код ]

Вольт (В, V) может быть определён либо как электрическое напряжение на концах проводника, необходимое для выделения в нём теплоты мощностью в один ватт (Вт, W) при силе протекающего через этот проводник постоянного тока в один ампер (A), либо как разность потенциалов между двумя точками электростатического поля, при прохождении которой над зарядом величиной 1 кулон (Кл, C) совершается работа величиной 1 джоуль (Дж, J), либо как разность потенциалов на резисторе в 1 Ом (Ω) при протекании через него тока в 1 ампер [2] .<3>cdot <mbox>>>=<mbox>cdot <mbox<Ω>>.>

Определение на основе эффекта Джозефсона [ править | править код ]

С 1990 года вольт стандартизирован посредством измерения с использованием нестационарного эффекта Джозефсона, при котором для привязки к эталону используется константа Джозефсона, зафиксированная 18-й Генеральной конференцией по мерам и весам как [3] :

K J − 90 = 2 e h = <displaystyle K_=<frac <2e>>=> 0,4835979 ГГц/мкВ,

Этим методом величина вольта однозначно связывается с эталоном частоты, задаваемым цезиевыми часами: при облучении матрицы, состоящей из нескольких тысяч джозефсоновских переходов, микроволновым излучением на частотах от 10 ГГц до 80 ГГц, возникает вполне определённое электрическое напряжение, с помощью которого калибруются вольтметры [4] . Эксперименты показали, что этот метод нечувствителен к конкретной реализации установки и не требует введения поправочных коэффициентов [5] .

Шкала напряжений [ править | править код ]

  • Наименьшее измеряемое напряжение — порядка 10 нВ. [источник не указан 2178 дней]
  • Чувствительность связной аппаратуры при работе голосом — 1…1,5 мкВ (одни из самых слабых сигналов, массово применяемых в настоящее время) [источник не указан 2178 дней]
  • Выходное напряжение на обмотке магнитной головки кассетного магнитофона — 0,3 мВ [6] .
  • Разность потенциалов на мембране нейрона — 70 мВ.
  • NiCd аккумулятор — 1,2 В.
  • Щелочной элемент — 1,5 В.
  • Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4) — 3,3 В.
  • Зарядное устройство для мобильных телефонов — 5.0 В.
  • Батарейка «Крона» — 9 В.
  • Автомобильный аккумулятор — 12 В (для тяжёлых грузовиков — 24 В).
  • Напряжение бытовой сети в России — 230 В (фаза-нейтраль), 400 В (межфазное) [7] .
  • Напряжение в некоторых промышленных сетях — 400 В (трёхфазное), 400 В (однофазное), 690 В (трёхфазное)
  • Напряжение в контактной сетитрамвая, троллейбуса — 600 В (660 В) (постоянный ток).
  • Напряжение контактного рельса в метрополитене — 825 В (постоянный ток) [источник не указан 2165 дней] .
  • Электрифицированные железные дороги — 3 кВ (контактная сеть постоянного тока), 25 кВ (контактная сеть переменного тока).
  • Магистральные ЛЭП — 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ.
  • Самое высокое постоянное напряжение, полученное в лаборатории на пеллетроне — 25 МВ.
  • Молния — от 100 МВ и выше.

Исторический экскурс [ править | править код ]

Единица измерения «вольт» была введена в 1861 году комитетом электрических эталонов, созданным Уильямом Томсоном. Её введение было связано с текущими нуждами инженерной физики. 1 июня 1898 года имперским законом в Германии 1 вольт был установлен как «законная» единица измерения ЭДС, равная ЭДС, возбуждающей в проводнике сопротивлением 1 ом ток силой 1 ампер [8] . В Международную систему единиц (СИ) вольт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом [9] .

Впоследствии 1 вольт обычно определялся через единицу энергии джоуль и единицу заряда кулон.

Кратные и дольные единицы [ править | править код ]

Десятичные кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Одними из основных характеристик любого электрооборудования является напряжение и потребляемая мощность, в связи, с чем на любом приборе (или в паспорте к нему) имеется информация о мощности (Ватт) и напряжении (Вольт).

Определение

Ватт (Вт или W) — это единица измерения мощности.

Вольт (В или V) — это единица измерения электрического потенциала, напряжения, разности потенциалов и электродвижущей силы.

Сравнение

Вольт и Ватт — это единицы измерения для разных электротехнических параметров.

1 Вольт — это величина электрического напряжения на концах проводника, необходимая для выделения теплоты мощностью равной 1 Ватт при силе постоянного электрического тока, протекающего через данный проводник, равной одному Амперу. Также 1 Вольт можно охарактеризовать как разность электрических потенциалов между двумя имеющимися точками в случае, когда для перемещения электрического заряда величиной в 1 Кулон из точки в точку требуется произвести работу, равную 1 Джоулю.

1 Ватт — величина мощности, при которой за одну секунду совершается работа равная одному Джоулю. Следовательно, Ватт — это производная от других величин единица. Так, например, мощность соотносится с напряжением следующим образом: Вт = В•А, где В – показатель величины напряжения, а А – показатель величины силы тока. Кроме механической мощности различают ещё электрическую и тепловую мощность.

Вольт-ампер имеет русское обозначение — (В•А), а международное — (V•A) Это измерение мощности (P) в электрической цепи постоянного тока. Спецификация V•A также используется в цепях переменного тока, но она менее точна в этом приложении, потому представляет кажущуюся мощность, которая часто отличается от истинной, в связи с чем перед тем как правильно выбрать электрооборудование, нужно понимать, что измеряется в вольт амперах.

Суть явления

В цепи постоянного тока 1 VA является эквивалентом одного ватта (1 Вт). Мощность (P) (в ваттах) в цепи постоянного тока равна произведению напряжения (V) в вольтах и тока (I) в амперах:
P = VI

В цепи переменного тока мощность и V•A означают одно и то же, когда нет реактивного сопротивления. Оно вводится, когда цепь содержит индуктор или конденсатор. Поскольку большинство цепей переменного тока содержат реактивное сопротивление, значение V•A превышает фактическую рассеиваемую или подаваемую мощность в ваттах. Это может вызвать путаницу в спецификациях для блоков питания.

Например, источник питания может быть рассчитан на 600 V•A. Это не означает, что оно может выдавать 600 Вт, если оборудование не имеет реактивного сопротивления. В реальной жизни номинальная P источника питания составляет от 1/2 до 2/3 реального показателя V•A.

Важно! При покупке источника бесперебойного питания, для использования с электронным оборудованием, включая компьютеры, мониторы и другие периферийные устройства, нужно убедиться, что спецификации V•A для оборудования используются при определении минимальных номинальных значений для него. Показатель V•A номинально в 1,67 раза (167 %) больше потребляет мощности в ваттах.

Объект измерений

Для определения вольт-ампер (V•A) потребуется выполнить следующие измерения:

  1. Вначале потребуется измерить силу тока в амперах (A). Это единица I в системе СИ.
  2. Далее должно измеряться напряжение в единицах СИ — вольтах. Оно покажет силу, необходимую для протекания электрического тока в вольтах (V).
  3. Рассчитать P — количество энергии, произведенной током и вольтами вместе. Умножение ампер (A) на вольт (V) дает результирующую или энергию.

Постоянный ток (—) или DC, присущ процессу, когда он течет в одном направлении, например, фонарик с аккумулятором использует постоянный показатель. Переменный ток (

) или AC относится к процессам с переменным направлением движения электронов, в связи с чем он периодически меняет свое направление. В Северной Америке и Западной Японии это происходит 60 раз в секунду с частотой 60 Гц. В России, ЕС, в большей части Австралии, Южной Америки, Африки и Азии частота составляет 50 Гц.

Для преобразования этих величин используется формула закона Ватта:

Мощность (P) = Ток (I) х Напряжение (V),
то же в единицах измерения: ватт = ампер х вольт.
Чтобы найти усилители, используют формулу Ватта в обратном порядке и делят мощность на напряжение:
Ток (I) = Мощность (P) ÷ Напряжение (V)
I = 600 Вт : 120 В, тогда значение I = 5А

Обратите внимание! Когда специалисты оперируют большими размерностями P, они используют киловатты (кВт), 1 кВт=1000 Вт.

Как измерять в вольт-амперах мощность

Прежде чем преобразовывать вольтампер (V•A) в усилители, нужно понять, что это за измерения. Вольт-амперная характеристика является кажущейся мерой мощности, в то время как ампер является мерой тока.

Таким образом, для преобразования между ними нужно использовать формулу:

Мощность = Напряжение × Ток
Используя формулу P в качестве отправной точки и изменив ее, можно выполнить перевод мощности в V•A:
I (A) = мощность (V•A) : напряжение (V)
Например, нужно рассчитать усилители для однофазной электрической цепи с P = 1800 V•A при 120 вольт.
I (А) = 1800 V•A : 120 вольтов
I (А) = 15 А

Таким образом, схема с 1800 VA кажущейся мощности при 120 вольт имеет номинальный I в 15 ампер.

Преобразование VA в ток для трехфазной электрической цепи немного отличается. Для расчета используют измененную трехфазную формулу.

I (А) = Мощность (V•A) : (√3 × Напряжение (V))

Для трехфазной электрической цепи I в амперах равен мощности в вольт-амперах, деленной на квадратный корень из трех.

Например, нужно найти усилители для трехфазной электрической цепи с P=33 255 В при напряжении 480 В.

I (A) = 33 255 V•A : (√3 × 480 V)
I (A) = 33 255 V•A : 831,38 V
I (A) = 40 А
Можно увидеть, что цепь с кажущейся мощностью 33 255 V•A при 480 V будет иметь номинальный I = 40 А.

Перевод V•A в Ватты

Для правильного определения размера, например, источника питания важно понимать отличие ватт от вольт ампер. Реальная мощность, измеряемая в ваттах — это часть потребляемого потока энергии и связана с сопротивлением в электрической цепи. Примером этого является нить накала в лампочке.

Реактивная мощность, измеряемая в VAR или «вольт ампер реактивный» — это часть потока P накопленной энергии. Накопленная энергия связана с наличием индуктивности и емкости в электрической цепи. Кажущаяся мощность измеряется в V•A, представляет собой математическую комбинацию реальной и реактивной P.

Геометрическое соотношение между кажущейся, реактивной и реальной мощностью определяется треугольником P. Математически реальная мощность (Вт) связана с кажущейся (V•A) с использованием числового отношения, называемого коэффициентом мощности (PF), который выражается в десятичной форме и имеет значение от 0 до 1,0. Для многих новых типов ИТ-оборудования, таких как компьютерные серверы, PF составляет 0,9 и выше. Для устаревших персональных компьютеров (ПК) — это значение может быть 0,60 — 0,75.

Поскольку многие типы оборудования рассчитаны на P в ваттах, важно учитывать PF при выборе размера ИБП. Если не принимать PF во внимание, можно уменьшить размер необходимого ИБП. Например, единица оборудования с мощностью 525 Вт и коэффициентом мощности 0.7, который нужно умножать на мощность, определяет минимальную мощность с нагрузкой 750 V•A.

750 V•A = 525 Вт / 0,7

Если ИБП рассчитан на 75%, то получится ИБП с номиналом 1000 V•A (750 ВА / 0,75 = 1000 V•A).

Ошибки при расчете V•A

Соотношения вольт ампер и ватт для определенных видов электроприборов и устройств, например, лампочки — идентично. Но когда разговор идет о компьютерах, показатели в ваттах и V•A будут отличаться, при этом V•A всегда будет большим или равным показателю в ваттах. Разрыв связан с коэффициентом мощности (PF), который разнится для устройств. Если его не учитывать, то при подборе элементов оборудования будет сделана ошибка и они не подойдут к основному устройству.

Если рассматривать выбор ИБП для персонального компьютера, а на паспортных данных номинал указан в voltamper — это затруднит подбор номинала во Вт. Когда нет точных показателей P, выполняют следующее — указанные на паспортной табличке данные по нагрузке принимают равными 60% от V•A показателя ИБП.

Дополнительная информация. Для того чтобы точнее установить данные, можно воспользоваться онлайн-калькулятором. Некоторые веб-сайты предоставляют пользователю необходимую P, если нажать на тип устройства, например, телевизор или настольный компьютер. На таких сайтах часто показаны графические диаграммы, по которым легко измерить V•A различных приборов, от холодильников до компьютеров.

Можно сделать вывод, что V•A важная характеристика для современных электрических приборов и оборудования. Если при покупке электроустройств этот показатель учитываться не будет, они будут работать в режиме перегруза, что приведет к преждевременному выходу их из строя.

секунда — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Вольт-секунда

Cтраница 1

Вольт-секунды крирой этого напряжения в точности равны перепаду потокосцепления. Это напряжение может быть и несинусоидальным, но его мгновенные значения строго пропорциональны скорости изменения потока в сердечнике. Оно индуктируется и в рабочей обмотке, что приводит только к снижению обратного напряжения, которое должен выдерживать выпрямитель.  [1]

Единица вольт-секунда ( В с) называется вебер ( Вб), это единица измерения магнитного потока. Таким образом, в системе СИ магнитная индукция измеряется в веберах на квадратный метр, или теслах.  [3]

Между вольт-секундой и максвеллом существует зависимость: 1 в-сек 108 максвелл.  [4]

Вебер или вольт-секунда — крупная единица измерения, поэтому часто применяется более мелкая единица — максвелл: 1 мкс 0 — & вб.  [5]

Базисное потокосцепление выражается в вольт-секундах или веберах.  [6]

Магнитный поток измеряется в вольт-секундах. Он является скалярной величиной.  [7]

Здесь WL выражено в вольт-секундах, L — в генри, / — в амперах.  [8]

Базисное потокосцепление измеряется в вольт-секундах.  [9]

Коэффициент М представляет собой долю вольт-секунд полуволны напряжения питания, которая приходится на перемагничивающиися дроссель и которая определяет полный перепад индукции в дросселе и расчет его рабочей обмотки. Уравнение трансформатора связывает действующее значение напряжения питания с полным приращением индукции и параметрами дросселя лишь в том случае, когда все вольт-секунды за полупериод воздействуют на изменения индукции.  [10]

Эту практическую единицу магнитного потока ( вольт-секунду) называют также вебер.  [12]

Единица магнитного потока называется вебером или вольт-секундой.  [14]

В этой формуле W выражается в вольт-секундах, выделенное тепло Q в калориях.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Напряжение и ток | Клуб электроники

Напряжение и ток | Клуб электроники

Следующая страница: Метры

См. Также: Мультиметры | Закон Ома

Напряжение и ток жизненно важны для понимания электроники, но их довольно сложно понять, потому что мы не можем видеть их напрямую.


Напряжение — это причина, ток — это следствие

Напряжение пытается заставить ток течь, и ток будет течь, если цепь замкнута. Напряжение иногда называют «толчком» или «силой» электричества, на самом деле это не сила, но это может помочь вам представить, что происходит.Возможно наличие напряжения без тока, но ток не может течь без напряжения.

Напряжение и ток
Переключатель замкнут, образуя цепь
, поэтому ток
может течь.

Напряжение, но без тока
Переключатель разомкнут, поэтому
цепь разорвана и ток
не может течь.

Нет напряжения и нет тока
Без элемента
нет источника напряжения, поэтому ток
не может течь.


Напряжение, В

  • Напряжение — это мера энергии , переносимой зарядом .
    Строго говоря: напряжение — это «энергия на единицу заряда».
  • Собственное название напряжения — разность потенциалов или p.d. кратко, но в электронике этот термин используется редко.
  • Напряжение подается от аккумулятора (или источника питания).
  • Напряжение используется в компонентах , но не в проводах.
  • Мы говорим, что напряжение на компоненте.
  • Напряжение измеряется в В , В .
  • Напряжение измеряется с помощью вольтметра , подключенного по параллельно .
  • Обозначение В используется для напряжения в уравнениях.


Подключение вольтметра параллельно


Напряжение в точке и 0 В (ноль вольт)

Напряжение — это разница между двумя точками , но в электронике мы часто ссылаемся на напряжение в точке означает разность напряжений между этой точкой и контрольной точкой 0 В (ноль вольт).

Нулевое напряжение может быть любой точкой в ​​цепи, но для согласованности обычно это отрицательная клемма аккумулятора или источника питания . Вы часто будете видеть принципиальные схемы помечен как 0V в качестве напоминания.

Возможно, вам будет полезно думать о напряжении как о высоте в географии. Ориентир нулевой высоты — это средний (средний) уровень моря, и все высоты отсчитываются от этой точки. Ноль вольт в электронной схеме подобен среднему географическому уровню моря.

Нулевое напряжение для цепей с двойным питанием

Для некоторых цепей требуется двойной источник питания с тремя соединениями питания , как показано на диаграмма. Для этих цепей опорной точкой нулевого напряжения является средний вывод между две части поставки.

На сложных принципиальных схемах, использующих двойное питание, символ заземления часто используется для обозначения подключение к 0В, это помогает уменьшить количество проводов, нарисованных на схеме.

На схеме показано двойное питание ± 9 В, средний вывод — 0 В.



Ток, I

  • Current — это скорость потока заряда .
  • Текущий не израсходован , то, что течет в компонент, должно вытекать.
  • Мы говорим, что ток проходит через компонент.
  • Ток измеряется в ампер (ампер) , A .
  • Ток измеряется амперметром , подключенным к серии .
    Для последовательного подключения необходимо разорвать цепь и поставить амперметр восполните зазор, как показано на схеме.
  • Символ I используется для тока в уравнениях.
    Почему я использовал текущую букву? … см. FAQ.

1А (1 ампер) — довольно большой ток для электроники, поэтому часто используется мА (миллиампер). м (милли) означает тысячную:

1 мА = 0,001 А или 1000 мА = 1 А

Необходимость разрыва цепи для последовательного подключения означает, что амперметры затруднены для использования в паяных схемах. Большинство испытаний электроники проводится с помощью вольтметров, которые могут быть легко подключенным без мешающих цепей.


Последовательное подключение амперметра


Напряжение и ток для компонентов серии

  • Сумма напряжений для компонентов, соединенных последовательно.
  • Токи одинаковы во всех компонентах, соединенных последовательно.

В этой схеме 4 В на резисторе и 2 В на светодиоде складываются. к напряжению батареи: 2В + 4В = 6В.

Ток через все части (аккумулятор, резистор и светодиод) составляет 20 мА.


Напряжение и ток для компонентов, подключенных параллельно

  • Напряжения одинаковы. на всех компонентах, подключенных параллельно.
  • Сумма токов для компонентов, соединенных параллельно.

В этой схеме батарея, резистор и лампа имеют напряжение 6 В.

Суммируются ток 30 мА через резистор и ток 60 мА через лампу. к току 90мА через аккумулятор.


Следующая страница: Метры | Исследование


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

Что такое вольт и почему они имеют значение?

Клинт Демеритт 10 марта 2021 г.

Мы все используем электричество каждый день (и ночь!) Для многих предметов первой необходимости, предметов роскоши и предметов комфорта.Тем не менее, большинство из нас относительно незнакомы с вольтами, амперами и ваттами, основными единицами измерения электричества.

Вольт — это только одна часть уравнения, но понимание их места в уравнении поможет нам продвинуться по пути понимания мощности, которую мы используем каждый день. Давайте копаться!

Что такое вольт?

Вольт — это разность потенциалов на проводнике, когда ток в один ампер (Ампер) рассеивает один ватт мощности. Вероятно, это мало что значит для тех из нас, у кого нет диплома электрика.Итак, давайте разберемся с этим.

Напряжение — это давление источника питания, которое проталкивает заряженные электроны (ток) через проводящую петлю (между двумя точками), позволяя им питать что-то, например свет. Это можно представить как давление в водопроводе.

Итак, напряжение — это электрическое давление, которое измеряется в вольтах. Таким образом, вольт (В) — это просто единица измерения напряжения.

Напряжение создается из-за скопления электронов в одной области больше, чем в другой.Это происходит естественным образом в облаках до удара молнии и даже в вашем теле перед разрядом статической электрической искры. Что происходит, так это то, что в облаке или в вашем теле нарастает электрическое давление, пока оно не станет достаточно высоким, чтобы вытекать в точку с более низким напряжением.

Облако и земля образуют электрическую цепь, для завершения которой требуется очень высокое напряжение.

Какое напряжение в электрической цепи?

Давайте посмотрим, что это означает с точки зрения электроэнергии, которую мы используем каждый день.Начнем с рассмотрения освещения лампы в нашем доме.

На лампочке будет указано номинальное напряжение, в Северной Америке лампы, используемые в вашем доме, будут рассчитаны на 120 вольт. Лампочка не создает это напряжение, но предназначена для подключения к цепи с таким напряжением.

Указанное число вольт относится к силе электричества, поступающего в лампочку от батареи или электрической розетки.

Некоторые стандартные напряжения составляют 120 В, 130 В или лампы очень низкого напряжения, такие как светодиодные фонари 12 В постоянного тока (постоянного тока), которые многие из нас используют в своих домах на колесах или лодках.

В отличие от высокого напряжения в нашем примере освещения выше (120 В), полностью заряженный аккумулятор имеет напряжение от 12,6 до 12,8 вольт, для сравнения — очень низкое напряжение.

Опасно ли напряжение?

Простой ответ — НЕТ. Напряжение — это просто давление и не представляет опасности. Фактически, когда вы получаете искру от статического электричества на пальце, напряжение этой искры обычно составляет около 25000 вольт!

Мы все видели эту наклейку, но это неправильное название.Высокое напряжение не опасно, но в цепи также присутствует большой ток, который опасен. Чтобы быть опасным, вам нужно как высокое напряжение, так и ток.

Поскольку напряжение — это всего лишь мера давления, электронов должно быть достаточно, чтобы течь, чтобы быть опасным. При достаточном давлении и расходе (в амперах) электрическая цепь может стать опасной. Любая цепь ниже 50 вольт не будет иметь достаточного электрического давления, чтобы протолкнуть ток через ваше тело, чтобы причинить вред.

Как измерить напряжение?

Когда мы измеряем напряжение, мы измеряем потенциальную электрическую энергию между двумя точками.Как мы установили ранее, напряжение измеряется в вольтах.

Мы использовали бы мультиметр или вольтметр для измерения напряжения бытовой цепи или батареи. Вольтметр может измерять только напряжение, но мультиметр может выполнять множество других измерений.

Давайте посмотрим, как мы будем измерять напряжение с помощью цифрового мультиметра, поскольку он считается самым простым инструментом для измерения напряжения (а также измеряет амперы и омы).

Как пользоваться мультиметром

Цифровой мультиметр имеет красный провод (провод) и черный провод (провод).

Сначала подключите красный провод к входу мультиметра с маркировкой «V», а черный провод — к входу мультиметра с маркировкой «COM». (Вот как вы проверяете, что вы измеряете напряжение, а не токи или омы.)

Примечание. Не перепутайте красный и черный провода (провода), иначе вы можете повредить или разрушить мультиметр.

Затем, в зависимости от того, что вы измеряете, выберите режим AC (переменного тока) или DC (постоянного тока) с помощью шкалы в центре мультиметра.(Примечание: постоянный ток обозначает прямую линию с тремя точками под ней, а символ волны обозначает переменный ток. Кроме того, некоторые мультиметры могут использовать «DCV» для постоянного напряжения и «ACV» для переменного напряжения.)

DC используется для измерения напряжения в батареях или небольших электронных устройствах, а переменный ток измеряет напряжение в бытовых розетках и более крупной бытовой электронике или приборах.

Многие цифровые мультиметры автоматически выбирают диапазон для измерения. Если вам нужен другой диапазон, проверьте нормальное напряжение измеряемого устройства в руководстве пользователя или напечатано непосредственно на устройстве, приборе или аккумуляторе.Установите диапазон на один уровень выше измеряемого напряжения. Например, если вы измеряете напряжение 12-вольтовой батареи, вам нужно повернуть шкалу на 20 В (что на один уровень выше 12).

Как проверить мультиметр на батарее

Чтобы проверить мультиметр на батарее, дотроньтесь до металлического щупа от красного провода на положительной клемме и щупа от черного провода на отрицательной клемме, держа в руках только пластиковые крышки щупа. При необходимости выберите диапазон напряжения батареи с помощью центрального диска.Проверьте значение напряжения на дисплее. Вы только что измерили напряжение (в вольтах)!

Примечание. Если ваше значение равно «1» или отрицательное число, проверьте диапазон и убедитесь, что у вас есть провода в правильных входах.

Высокое напряжение против. Низкое напряжение

Высокое напряжение

Высокое напряжение доставляет электричество на большие расстояния. В некоторых приложениях (например, когда в наши дома подается электричество по высоковольтным линиям электропередач) большое количество энергии передается на большие расстояния.

Самым значительным преимуществом передачи высокого напряжения является большая эффективность. При передаче электроэнергии на большие расстояния энергия теряется по пути. Передача высокого напряжения сводит к минимуму потери энергии из одного места в другое.

Самым существенным недостатком высоковольтной передачи является вероятность аварии. Высокое напряжение может причинить вред или травму из-за более высокой мощности, протекающей по линиям. Хотя высокое напряжение само по себе не опасно, электрический ток, протекающий по линиям, опасен.Хорошим примером этого может быть обрушенная линия электропередачи. Опасно даже приближаться к линии электропередачи, находящейся под напряжением, потому что электричество высокого напряжения может пройти через воздух, вызывая серьезные травмы или даже смерть.

Низкое напряжение

Низким напряжением считается напряжение ниже 50 В (вольт). Стандартные низкие напряжения — 12 В, 24 В и 48 В. Низковольтная проводка не пропускает такой же ток, как электрические розетки. Например, он используется для дверных звонков, устройств открывания гаражных ворот, термостатов, датчиков систем сигнализации, аудиовизуальных систем и светодиодного освещения для жилых домов!

Батареи Battle Born считаются низковольтными батареями на 12 В, но могут быть подключены последовательно до 48 В.

Существенным преимуществом систем низкого напряжения является то, что они питаются от батарей.Дополнительные преимущества низковольтной проводки заключаются в том, что ее легко установить и не требуется профессионального электрика. Это намного безопаснее, чем проводка высокого напряжения, и для проводки требуется меньше изоляции. Наконец, низкое напряжение обычно означает меньшее потребление энергии.

Недостатком низковольтной проводки является возможность потери энергии в проводах.

Какое напряжение у батареи?

Напряжение батареи — это величина электрического потенциала, который удерживает батарея, измеренная в вольтах.Батареи различаются от нескольких сотых до многих сотен вольт, в зависимости от размера и конструкции батареи.

Для упрощения представьте батарею как трубу. Напряжение этой батареи — это давление воды в трубе. Именно это давление заставляет ток течь, обеспечивая питание вашего устройства. Давайте посмотрим на напряжения некоторых стандартных батарей.

Напряжение бытовой щелочной батареи 1,5 Вольт. Когда нам нужны более высокие напряжения для питания устройства, мы можем сложить несколько 1.5-вольтовые батареи последовательно. (Подумайте, например, о том, чтобы вставить в детскую игрушечную машинку четыре батарейки, чтобы привести ее в действие.)

Эти аккумуляторы только 1,5 вольта каждый.

Напряжение обычного автомобильного аккумулятора составляет 12 вольт. Опять же, мы можем соединить батареи 12 В последовательно, чтобы добиться более высоких напряжений.

Аккумулятор электромобиля может работать от 300-700 вольт. Это высоковольтные аккумуляторные батареи.

Батареи систем резервного питания обычно работают от 48 В до 110 В, но системы электросетей могут работать до тысяч вольт.

Это аккумуляторный модуль от автомобиля Tesla, его 21,6 вольт. Аккумулятор всего автомобиля составляет 375 вольт.

Что произойдет, если оборудование подключится к неправильному напряжению?

Устройства и оборудование предназначены для правильной работы при определенном номинальном напряжении. Оборудование, подключенное к неправильному напряжению, может вызвать проблемы, от неработоспособности до серьезных последствий, таких как пожар. Давайте посмотрим на пару примеров:

Если прибор, рассчитанный на 110 В (110 В), подключен к источнику питания 220 В (220 В), то при включении он будет находиться в ситуации перенапряжения.Это приведет к расплавлению предохранителя и повреждению прибора.

Если устройство на 220 В (220 В) подключено к источнику питания на 110 В (110 В), мощность будет меньше той, что должна быть при включенном устройстве. Например, лампа может быть тусклой, двигатель не вращается или вращается очень медленно, или нагревательный элемент едва нагревается. Скорее всего, техника вообще не заработает.

Вольт необходим для современной жизни

Как мы видели, вольты имеют значение! Однако больше всего они имеют значение в сочетании с их компадерами, усилителями и ваттами.Вольт — это только часть уравнения. Амперы и Ватты, соединенные с Вольтами, рассказывают остальную часть истории.

Эти «Три мушкетера», работая вместе, приносят нам радости, предметы роскоши и предметы первой необходимости, связанные с электричеством.

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь. Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Также присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти на рынок и остаться там.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления в свой почтовый ящик.

Измерение тока и напряжения — Электрические цепи — WJEC — GCSE Physics (Single Science) Revision — WJEC

Вам необходимо знать, как измерять ток, протекающий через компонент в цепи, и напряжение на нем.

Амперметр включен последовательно с лампой

Измерительный ток

Ток измеряется в амперах . Ампер часто сокращается до ампер или A . Ток, протекающий через компонент в цепи, измеряется с помощью амперметра. Амперметр можно разместить в любом месте цепи. Помните, что ток одинаков во всех частях последовательной цепи.

Амперметр должен быть подключен последовательно, с компонентом — помните, что в последовательной цепи электрические устройства помещаются одно за другим в непрерывную линию в цепи между положительным и отрицательным полюсами батареи.

Напряжение

Напряжение (или разность потенциалов) на электрическом компоненте, таком как лампа, необходимо для протекания тока через него. Элементы или батареи часто обеспечивают необходимое напряжение.

Измерение напряжения

Напряжение измеряется в вольт , часто сокращенно В .

Вольтметр включен параллельно лампе

Напряжение на компоненте в цепи измеряется с помощью вольтметра.

Вольтметр должен быть подключен параллельно компоненту.

Измеренное напряжение — обзор

4.01.4.2 Электрохимическая серия

Напряжение, измеренное между электродами цинк / медной ячейки, показанное на Рисунок 27 , на разомкнутой цепи, было измерено как 1,1 В. Если электроды из обоих материалов были изменены, то весьма вероятно, что будет измерено другое напряжение, хотя будет нелегко легко сравнить характеристики этих двух электрохимических ячеек, поскольку между ними нет общего эталона.Действительно, необходимость позволить проводить сравнительные измерения электрохимических характеристик различных материалов привела к разработке «стандартного водородного электрода» (SHE), которому дается произвольный потенциал 0,00 В ( Рисунок 29, ).

Рисунок 29. Пример стандартного водородного электрода. http://www.chemguide.co.uk/physical/redoxeqia/introduction.html

SHE получает потенциал 0 В только при определенных условиях: давление газообразного водорода 1 бар, барботаж над фольгой платинового электрода, погружают в раствор 1 молярных ионов H + (т.е.е., кислота), при температуре 25 ° С (298 К). Это воплощено в уравнении [12]:

[12] 2H (вод. Например, магний, как показано на Рисунок 30 . Вольтметр на , рис. 30, будет измерять потенциал холостого хода 2,37 В, при этом магниевый электрод определяется (согласно экспериментам с использованием прибора на , рис. 27, ) как электрод, подвергающийся окислению, то есть магний, высвобождает электроны и является анодом согласно уравнению [13]:

Рисунок 30.Использование SHE в электрохимической ячейке для определения потенциала магния. http://www.chemguide.co.uk/physical/redoxeqia/introduction.html

[13] Mg⇔Mg2 ++ 2e −− 2.37V

Если в качестве батареи используется электрохимический элемент , рис. 30, , тогда общие электродные реакции будут такими, как показано в уравнении [14]:

[14] Mg⇒Mg2 ++ 2e −− 2.37V2H (aq) ++ 2e − ⇒h3 (g) 0.00V

Испытание диапазон различных электродных материалов был взят и определен в таблицах электрохимических потенциалов, см. Таблица 2 .

Таблица 2. Серия электрохимических потенциалов

Таблица 2 показана со всеми реакциями при разомкнутой цепи; однако предпочтительное направление каждой реакции по сравнению с SHE указано при чтении каждого уравнения слева направо. Кроме того, реакции в верхней части таблицы указывают на материалы, наиболее подходящие для окисления, то есть самые сильные окислители, в то время как материалы в нижней части таблицы лучше всего подходят для восстановления, то есть самые сильные восстановители.

Эту таблицу также можно использовать для определения потенциала холостого хода, а также анода и катода любой данной электрохимической ячейки. Например, снова беря цинк и медь (согласно Рисунок 27, ), Таблица 2 показывает, что цинк будет окисляться (т. Е. Образует анод ячейки) со стандартным потенциалом –0,76 В, в то время как медь будет восстанавливать и образуют катод со стандартным потенциалом +0,34 В. Следовательно, в целом, электрохимический элемент цинк / медь будет создавать потенциал холостого хода +0.34 — (–0,76) = 1,1 В (как отмечалось ранее).

Аналогично, если взять алюминиево-цинковую ячейку, на этот раз алюминий будет окисляться и образовывать анод при стандартном потенциале –1,66 В, в то время как на этот раз цинк восстанавливается и образует катод при стандартном потенциале –0,76 В. Следовательно, в целом алюминиево-цинковый электрохимический элемент будет производить потенциал холостого хода –0,76 — (–1,66) = 0,9 В.

Измерение напряжения на макетной плате

Измерение напряжения на макетной плате


Рисунок 1. Измерение падения напряжения на резисторе в цепи.

Измерение напряжения в цепи аналогично измерению давление в водопроводе. В то время как манометр показывает давление разница между внутренней и внешней стороной трубы, вольтметр указывает на «давление» разность между его красным датчиком и черный зонд. Мы называем эту разницу «электрического давления» «Напряжение.»

Каждый резистор в электрической цепи «израсходован» Некоторое напряжение, подаваемое батареей или другим источником.Чтобы измерить это падение напряжения, используйте цифровой мультиметр (DMM), как показано на рисунке, поместив измеритель щупы на каждом конце резистора. См. Рисунок 1.

Ручка цифрового мультиметра должна быть установлена ​​на диапазон постоянного напряжения для измерения постоянного тока. напряжения. Используйте курсор мыши, чтобы щелкнуть и повернуть ручку в желаемый диапазон. На рисунке 2 ручка установлена ​​на « 20 DCV ». Это означает Цифровой мультиметр может отображать измерения до 20 вольт. Значит, цифровой мультиметр считывает На рисунке 2 предполагается, что напряжение составляет 5,79 вольт.


Рисунок 2. Ручка цифрового мультиметра установите диапазон 20 вольт, показав 5,79 вольт.

Если ручка повернута на «2000 м», цифровой мультиметр может считывать значения от до 2000 милливольт. При этой настройке цифровой мультиметр не будет показывать десятичные разряды. Например, отображение «652» будет понятным как 652 милливольта. Если на дисплее отображается «755» с ручкой, установленной в положение «1000 DCV», что это за измерение? (ответ: 755 вольт!)

Примечание: Будьте осторожны при работе с агрегатами.Наиболее формулы, такие как закон Ома, ожидают измерения в вольтах. Но вы часто встретите меры в милливольтах (то есть 1/1000 вольт). Итак, вы можете преобразовать меру 652 милливольта в вольты:

Как видите, преобразование милливольт в вольт на самом деле так же просто, как перемещение десятичной запятой на три позиции влево, что приводит к делению числа на 1000.

Электричество и аналогия с водопадом

Для содержательного обсуждения электрохимии необходимо определить фундаментальные свойства электричества.

Введение

Напряжение между двумя точками — это краткое название электрической силы, которая будет управлять электрическим током между этими точками. В случае статических электрических полей напряжение между двумя точками равно разности электрических потенциалов между этими точками. В более общем случае с электрическими и магнитными полями, которые меняются со временем, эти термины больше не являются синонимами. Электрический потенциал — это энергия, необходимая для перемещения единичного электрического заряда в определенное место в статическом электрическом поле.Первое — это напряжение , обычно сокращенно «В» и измеряемое в вольт. (также сокращенно «В»). Напряжение, также иногда называемое разностью потенциалов , или электродвижущая сила (ЭДС) , относится к величине потенциала. энергия, которую электроны имеют в объекте или цепи. В некотором смысле вы можете думать об этом как о количестве «толчка», которое электроны совершают, пытаясь приблизиться к положительному заряду. Чем больше энергии у электронов, тем сильнее напряжение.

Ток означает скорость протекания электрического заряда. Этот текущий электрический заряд обычно переносится движущимися электронами в проводнике, таком как провод; в электролите он переносится ионами. Единицей измерения скорости потока электрического заряда в системе СИ является ампер. Электрический ток измеряется амперметром. Ток обычно обозначается сокращением «I» («C» зарезервирован для принципа заряда , самого фундаментального строительного блока электричества.) Ток измеряется в ампер или ампер , сокращение «А». Ток относится к тому, сколько электричества течет — сколько электронов движется по цепи за единицу времени.

Сопротивление объекта является мерой его сопротивления прохождению постоянного электрического тока. Объект с однородным поперечным сечением будет иметь сопротивление, пропорциональное его длине, обратно пропорциональное его площади поперечного сечения и пропорциональное удельному сопротивлению материала.Обнаруженное Георгом Омом в 1827 году электрическое сопротивление имеет некоторые концептуальные параллели с механическим понятием трения. Единица измерения электрического сопротивления в системе СИ — ом (Ом). Сопротивление означает, насколько материал, проводящий электричество, противодействует потоку электронов. Чем выше сопротивление, тем труднее электронам протолкнуться.

Аналогия с водопадом

Если мы проведем аналогию с водопадом, напряжение будет представлять высоту водопада: чем оно выше, тем больше потенциальной энергии имеет вода в силу своего расстояния от дна водопада, и тем больше энергии она будет отдавать. владеть, когда он падает на дно.Затем ток показывает, сколько воды проходит через край водопада каждую секунду. Сопротивление относится к любым препятствиям, которые замедляют поток воды через край водопада (например, камни в реке перед краем).

Водопад Водопад Анхель в Венесуэле Падение Бридалвейл в долине Йосемити (Калифорния) Ниагарский водопад (Нью-Йорк и Канада)
Высота (напряжение) Впечатляюще большой
979 м (3212 футов) в Венесуэле
Средний
188 м (617 футов)
Малый
52 м (167 футов)
Расход (ток) Средний? Средняя
1800 м 3 в минуту при высоком расходе
Впечатляюще Большой
168000 м 3 воды падает за линию гребня каждую минуту при большом потоке
Сопротивление Незначительная Незначительная Незначительная

Закон Ома

Эти напряжение, ток и сопротивление связаны с помощью принципа, известного как закон Ома:

\ [V = I * R \]

, в котором указано, что напряжение в цепи равно току в цепи, умноженному на ее сопротивление.Другой способ формулировки закона Ома, который часто легче понять, это:

\ [I = V / R \]

, что означает, что ток в цепи равен напряжению, деленному на сопротивление. Это имеет смысл, если вы подумаете о нашем примере с водопадом: чем выше водопад, тем больше воды захочет пройти через него, но это возможно только в той степени, в которой это возможно, в результате любых противостоящих сил. Если вы попытаетесь протянуть Ниагарский водопад через садовый шланг, вы получите столько воды каждую секунду, независимо от того, насколько высок водопад и сколько воды ждало, чтобы пройти! А если вы замените этот шланг на шланг большего диаметра, вы получите больше воды за то же время.

Вольт | Единицы измерения Wiki

На этой странице используется контент из английской Википедии . Оригинальная статья была в Volt. Список авторов можно увидеть на страницах истории . Как и в случае с Вики-сайтом «Единицы измерения», текст Википедии доступен по лицензии Creative Commons, см. Wikia: Licensing.

Микросхема матрицы Джозефсоновских переходов, разработанная NIST в качестве стандартного напряжения

Вольт (обозначение: В ) — производная единица СИ для электрического потенциала, разности электрических потенциалов и электродвижущей силы. [1] Вольт назван в честь итальянского физика Алессандро Вольта (1745–1827), который изобрел гальваническую батарею, возможно, первую химическую батарею.

Определение []

Один вольт определяется как разность электрического потенциала на проводе, когда электрический ток в один ампер рассеивает один ватт мощности. [2] Она также равна разности потенциалов между двумя параллельными бесконечными плоскостями, расположенными на расстоянии 1 метра друг от друга, которые создают электрическое поле силой 1 ньютон на кулон.Кроме того, разность потенциалов между двумя точками будет передавать один джоуль энергии на каждый кулон заряда, который проходит через нее. Его можно выразить в единицах СИ следующим образом:

Его также можно записать, используя только базовые единицы СИ m, кг, с и A как:

Определение перехода Джозефсона []

В период с 1990 по 1997 год вольт был откалиброван с использованием эффекта Джозефсона для точного преобразования напряжения в частоту в сочетании с эталонным временем цезием-133, как было решено 18-й Генеральной конференцией по мерам и весам.Используется следующее значение постоянной Джозефсона:

K {J-90} = 2 e / h = 0,4835979 ГГц / мкВ.

Обычно используется с решеткой из нескольких тысяч или десятков тысяч переходов, возбуждаемых микроволновыми сигналами в диапазоне от 10 до 80 ГГц (в зависимости от конструкции решетки). [3] Эмпирическим путем несколько экспериментов показали, что метод не зависит от конструкции устройства, материала, измерительной установки и т. Д., и при практической реализации никаких поправочных членов не требуется. [4] Однако, по состоянию на июль 2007 г., это не официальное определение BIPM для Volt. [5]

Аналогия с потоком воды []

В аналоге потока воды , который иногда используется для объяснения электрических цепей путем сравнения их с заполненными водой трубами, разность напряжений сравнивается с разницей давления воды — разница определяет, как быстро электроны будут перемещаться по цепи. Ток (в амперах), по той же аналогии, является мерой объема воды, которая проходит через заданную точку в единицу времени (объемный расход).Скорость потока определяется шириной трубы (аналогично электропроводности) и перепадом давления между передним концом трубы и выходом (аналогично напряжению). Аналогия распространяется на рассеивание мощности: мощность, отдаваемая потоком воды, равна скорости потока, умноженной на давление, точно так же, как мощность, рассеиваемая в резисторе, равна току, умноженному на падение напряжения на резисторе.

Соотношение между напряжением и током (в омических устройствах) определяется законом Ома.

Общие напряжения []

Мультиметр

можно использовать для измерения напряжения между двумя положениями.]]

Батареи C-cell 1,5 В

Номинальные напряжения известных источников:

  • Потенциал покоя нервных клеток: около -75 мВ [6]
  • Одноэлементный перезаряжаемый NiMH или NiCd аккумулятор: 1,2 В
  • Батарея Mercury: 1,355 В
  • Одноэлементная неперезаряжаемая щелочная батарея (например, элементы AAA, AA, C и D): 1.5 В
  • LiFePO 4 аккумулятор: 3,3 В
  • Литий-полимерный аккумулятор: 3,75 В (см. Перезаряжаемый аккумулятор № Таблица технологий аккумуляторов)
  • Источник питания транзисторно-транзисторной логики / CMOS (TTL): 5 В
  • Батарея PP3: 9 В
  • Автомобильная электросистема: номинальное напряжение 12 В, около 11,8 В в разряженном состоянии, 12,8 В в заряженном состоянии и 13,8–14,4 В во время зарядки (при работающем автомобиле).
  • Электроэнергия бытовой сети: 230 В RMS в Европе, Азии и Африке, 120 V RMS в Северной Америке, 100 V RMS в Японии (см. Список стран, в которых имеются вилки сетевого питания, напряжения и частоты)
  • Грузовые автомобили: 24 В постоянного тока
  • Скоростной третий рельс: 600–750 В (см. Перечень действующих систем для тяги электрельсов)
  • Воздушные линии электропередачи для высокоскоростных поездов: 25 кВ действующее значение при 50 Гц, но см. Перечень действующих систем для тяги электрических рельсов и 25 кВ при 60 Гц для исключений.
  • Высоковольтные линии электропередачи: среднеквадратичное значение 110 кВ и выше (1,15 МВ — рекорд 2005 г.).
  • Lightning: сильно различается, часто около 100 МВ.

Примечание. Если выше указано RMS (среднеквадратичное значение), пиковое напряжение в несколько раз больше, чем RMS-напряжение для синусоидального сигнала с центром вокруг нулевого напряжения.

История напряжения []

Файл: Alessandro Volta.jpeg

Алессандро Вольта

В 1800 году в результате профессиональных разногласий по поводу гальванической реакции, которую пропагандировал Луиджи Гальвани, Алессандро Вольта разработал так называемую гальваническую батарею, предшественницу батареи, которая произвела устойчивый электрический ток.Вольта определил, что наиболее эффективная пара разнородных металлов для производства электричества — это цинк и серебро. В 1880-х годах Международный электротехнический конгресс, ныне Международная электротехническая комиссия (МЭК), одобрил вольт как единицу электродвижущей силы. В то время вольт определялся как разность потенциалов [то есть то, что сейчас называется «напряжением (разностью)»] на проводнике, когда ток в один ампер рассеивает один ватт мощности.

Международный вольт был определен в 1893 году как 1/1.434 ЭДС ячейки Кларка. От этого определения отказались в 1908 году в пользу определения, основанного на международном оме и международном амперах, пока в 1948 году не отказались от всего набора «воспроизводимых единиц».

До разработки стандарта напряжения на переходе Джозефсона в национальных лабораториях поддерживалось напряжение, используя специально сконструированные батареи, называемые стандартными элементами . Соединенные Штаты использовали конструкцию, названную ячейкой Вестона, с 1905 по 1972 год.

См. Также []

Список литературы []

  1. ↑ «Брошюра SI, Таблица 3 (Раздел 2.2.2) «. BIPM. 2006. http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/table3.html. Дата обращения 29 июля 2007.
  2. ↑ Брошюра BIPM SI: Приложение 1, стр. 144
  3. ↑ Берроуз, Чарльз Дж .; Бенц, Сэмюэл П. (1999-06-01), «Программируемый стандарт напряжения Джозефсона на 1 вольт постоянного тока», Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости 9 (3): 4145–4149, ISSN 1051-8223, http: // www.nist.gov/cgi-bin/view_pub.cgi?pub_id=15238
  4. ↑ Келлер, Марк В. (18 января 2008 г.), «Текущее состояние треугольника квантовой метрологии», Metrologia 45 (1): 102–109, wikipedia: Bibcode 2008Metro..45..102K, DOI: 10.1088 / 0026-1394 / 45/1/014, ISSN 0026-1394, http://qdev.boulder.nist.gov/817.03/pubs/downloads/set/Metrologia%2045,% 20102.pdf, «Теоретически нет текущих прогнозов для каких-либо поправочных членов. Эмпирически несколько экспериментов показали, что K J и R K не зависят от конструкции устройства, материала, измерительной установки и т. Д. Эта демонстрация универсальности согласуется с точностью соотношений, но не доказывает ее прямо.»
  5. ↑ http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/
  6. ↑ Баллок, Орканд и Гриннелл, стр. 150–151; Юнге, стр. 89–90; Шмидт-Нильсен, стр. 484

Внешние ссылки []

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.