Единица измерения напряжения тока. Электрическое напряжение. Определение, виды, единицы измерения. Определение величины напряжения
Под электрическим напряжением понимают работу, совершаемую электрическим полем для перемещения заряда напряженностью в 1 Кл (кулон) из одной точки проводника в другую.
Как возникает напряжение?
Все вещества состоят из атомов, представляющих собой положительно заряженное ядро, вокруг которого с большой скоростью кружатся более мелкие отрицательные электроны. В общем случае атомы нейтральны, так как количество электронов совпадает с числом протонов в ядре.
Однако если некоторое количество электронов отнять из атомов, то они будут стремиться притянуть такое же их количество, формируя вокруг себя плюсовое поле. Если же добавить электронов, то возникнет их избыток, и отрицательное поле. Формируются потенциалы – положительный и отрицательный.
При их взаимодействии возникнет взаимное притяжение.
Чем больше будет величина различия – разность потенциалов – тем сильнее электроны из материала с их избыточным содержанием будут перетягиваться к материалу с их недостатком.
Тем сильнее будет электрическое поле и его напряжение.
Если соединить потенциалы с различными зарядами проводников, то возникнет электрический – направленное движение носителей заряда, стремящееся устранить разницу потенциалов. Для перемещения по проводнику зарядов силы электрического поля совершают работу, которая и характеризуется понятием электрического напряжения.
В чем измеряется
Температуры;
Виды напряжения
Постоянное напряжение
Напряжение в электрической сети постоянно, когда с одной ее стороны всегда положительный потенциал, а с другой – отрицательный. Электрический в этом случае имеет одно направление и является постоянным.
Напряжение в цепи постоянного тока определяется как разность потенциалов на его концах.
При подключении нагрузки в цепь постоянного тока важно не перепутать контакты, иначе устройство может выйти из строя. Классическим примером источника постоянного напряжения являются батарейки.
Применяют сети , когда не требуется передавать энергию на большие расстояния: во всех видах транспорта – от мотоциклов до космических аппаратов, в военной технике, электроэнергетике и телекоммуникациях, при аварийном электрообеспечении, в промышленности (электролиз, выплавка в дуговых электропечах и т.д.).
Переменное напряжение
Если периодически менять полярность потенциалов, либо перемещать их в пространстве, то и электрический устремится в обратном направлении. Количество таких изменений направления за определенное время показывает характеристика, называемая частотой. Например, стандартные 50 означают, что полярность напряжения в сети меняется за секунду 50 раз.
Напряжение в электрических сетях переменного тока является временной функцией.
Чаще всего используется закон синусоидальных колебаний.
Так получается за счет того, что возникает в катушке асинхронных двигателей за счет вращения вокруг нее электромагнита. Если развернуть вращение по времени, то получается синусоида.
Состоит из четырех проводов – трех фазных и одного нулевого. напряжение между проводами нулевым и фазным равно 220 В и называется фазным. Между фазными напряжение также существует, называется линейным и равно 380 В (разность потенциалов между двумя фазными проводами). В зависимости от вида подключения в трехфазной сети можно получить или фазное напряжение, или линейное.
Напряжение — известная величина, используемая во всех световых и аккумуляторных источниках. Что оно собой представляет, какие разновидности существуют, чем измеряют напряжение, в каких единицах измеряется электрическое напряжение и многое другое далее.
Напряжением называется электрическая движущая сила, которая призвана толкать свободные виды электронов от одного атома к другому в определенном направлении. Обязательное требование для протекания зарядов это наличие цепи с замкнутым контуром, который создает условия, для того чтобы их передвигать. Если имеется обрыв электроцепи, то процесс направленного перемещения частиц прекращается.
Обратите внимание! Стоит отметить, что единица напряжения электрической цепи зависит от того, какой проводник имеет материал, как подключена нагрузка, какая есть температура.
Что это такое
Разновидности
Бывает двух видов: постоянным и переменным. Первое есть в электростатических видах цепей и тех, которые имеют постоянный ток. Переменный встречается там, где есть синусоидальная энергия. Важно, что синусоидальная энергия делится на действующее, мгновенное со средневыпрямленным. Единица измерения напряжения электрического тока вольт.
Стоит также отметить, что величина энергии между фазами называется линейной фазой, а показатель тока земли и фаз — фазным. Подобное правило используется во всех воздушных линиях. На территории Российской Федерации в электрической бытовой сети стандартное — 380 вольт, а фазное — 220 вольт.
Основные разновидности
Постоянное напряжение
Постоянным называется разность между электрическими потенциалами, при которой остается такой же величина с перепадами полярности на протяжении конкретного периода.
Что касается недостатков, есть сложность повышения со снижением энергии, то есть в моменте преобразования ее из-за конструкции преобразователей и отсутствия мощных полупроводниковых ключей. К тому же сложно развязывается высокая и низкая энергия.
Обратите внимание! Используется постоянная энергия в электронных схемах, гальванических элементах, аккумуляторах, электролизных установках, сварочных инструментах, инверторных преобразователях и многих других приборах.
Постоянный ток
Переменное напряжение
Переменным называется ток, изменяющийся по величине и направлению периодически, но при этом сохраняющий свое направление в электроцепи неизменно. Нередко его называют синусоидальным.
Одно направление, в котором движется энергия, называется положительным, а другое — отрицательным. Поэтому получающаяся величина называется положительной и отрицательной. Такой показатель является алгебраической величиной. В ответ на вопрос, как называется единица измерения напряжения, необходимо отметить, что это вольт. Значение его определяется по направлению. Максимальное значение — амплитуда. Бывает он:
- двухфазным;
Двухфазный
- трехфазным;
Трехфазный
- многофазным.
Многофазный
Используется активно в промышленности, на электрической станции, на трансформаторной подстанции и передается в каждый дом при помощи линий электрических передач. Больше всего используется три фазы для подключения. Подобная электрификация распространена на многих железных дорогах.
Обратите внимание! Стоит отметить, что имеются также некоторые виды двухсистемных электровозов, которые работают во многих случаях на переменном показателе.
Переменный ток
Единицы измерения
Измеряется напряженье в вольтах. Обозначается В или Вольт. Одно значение выражено в разности нескольких точек на электрическом поле. Значение 220 вольт говорит о том, что электрическое поле призвано тратить энергию, чтобы протаскивать заряды через всю электрическую цепь с нагрузкой.
Измерительные приборы
Чтобы измерить силу, используется стрелочный или аналоговый, цифровой или электронный вольтметр. Благодаря этим приборам можно измерять и контролировать характеристики сигналов. Также сделать измерения можно осциллографами. Они работают благодаря тому, что энергия отклоняется электронным лучом и поступает на прибор, выдающий показатель переменной величины.
Вольтметр как основной прибор измерения
Напряжение это физическая величина, показывающая размер тока в цепи и оборудовании в вольтах. Ток бывает постоянным и переменным. Отличие в том, что первое понятие обозначает, что ток постоянно меняет свою полярность и протекает в сети переменно.
Во втором же случае ток проходит по электроцепи без перерывов. Измеряется вольтметром.
Единица напряжения названа вольтом (В) в честь итальянского учёного Алессандро Вольта, создавшего первый гальванический элемент.
За единицу напряжения принимают такое электрическое напряжение на концах проводника, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1 Кл по этому проводнику равна 1 Дж.
1 В = 1 Дж / Кл
Кроме вольта применяют дольные и кратные ему единицы: милливольт (мВ) и киловольт (кВ).
1 мВ = 0,001 В;
1 кВ = 1000 В.
Высокое (большое) напряжение опасно для жизни. Допустим, что напряжение между одним проводом высоковольтной линии передачи и землёй 100 000 В. Если этот провод соединить каким-нибудь проводником с землёй, то при прохождении через него электрического заряда в 1 Кл будет совершена работа, равная 100 000 Дж. Примерно такую же работу совершит груз массой 1000 кг при падении с высоты 10 м. Он может произвести большие разрушения. Этот пример показывает, почему так опасен ток высокого напряжения.
Вольта Алессандро (1745-1827)
Итальянский физик, один из основателей учения об электрическом токе, создал первый гальванический элемент.
Но осторожность надо соблюдать и в работе с более низкими напряжениями. В зависимости от условий напряжение даже в несколько десятков вольт может оказаться опасным. Для работы в помещении безопасным считают напряжение не более 42 В.
Гальванические элементы создают невысокое напряжение. Поэтому в осветительной сети используется электрический ток от генераторов, создающих напряжение 127 и 220 В, т. е. вырабатывающих значительно большую энергию.
Вопросы
- Что принимают за единицу напряжения?
- Какое напряжение используют в осветительной сети?
- Чему равно напряжение на полюсах сухого элемента и кислотного аккумулятора?
- Какие единицы напряжения, кроме вольта, применяют на практике?
То
есть электрическое поле должно было
«протащить» электроны через нагрузку,
и энергия, которая при этом израсходовалась,
характеризуется величиной, называемой
электрическим напряжением.
Эта же
энергия потратилась на какое-то изменение
состояния вещества нагрузки. Энергия,
как мы знаем, не пропадает в никуда и не
появляется из ниоткуда. Об этом
гласит Закон
сохранения энергии .
То есть, если ток потратил энергию на
прохождение через нагрузку, эту энергию
приобрела нагрузка и, например, нагрелась.
То есть, приходим к определению: напряжение электрического тока – это величина, показывающая, какую работу совершило поле при перемещении заряда от одной точки до другой. Напряжение в разных участках цепи будет различным. Напряжение на участке пустого провода будет совсем небольшим, а напряжение на участке с какой-либо нагрузкой будет гораздо большим, и зависеть величина напряжения будет от величины работы, произведенной током. Измеряют напряжение в вольтах (1 В). Для определения напряжения существует формула:
где U — напряжение, A – работа, совершенная током по перемещению заряда q на некий участок цепи.
Напряжение на полюсах источника тока
Что
касается напряжения на участке цепи –
все понятно.
А что же тогда означает
напряжение на полюсах источника
тока ?
В данном случае это напряжение означает
потенциальную величину энергии, которую
может источник придать току. Это как
давление воды в трубах. Эта величина
энергии, которая будет израсходована,
если к источнику подключить некую
нагрузку. Поэтому, чем большее напряжение
у источника тока, тем большую работу
может совершить ток.
2) Диэлектрики в электрическом поле
В отличие от проводников, в диэлектриках нет свободных зарядов. Все заряды являются
связанными: электроны принадлежат своим атомам, а ионы твёрдых диэлектриков колеблются
вблизи узлов кристаллической решётки.
Соответственно, при помещении диэлектрика в электрическое поле не возникает направлен-ного движения зарядов
Поэтому для диэлектриков не проходят наши доказательства свойств
проводников — ведь все эти рассуждения опирались на возможность появления тока. И дей-ствительно, ни одно из четырёх свойств проводников, сформулированных в предыдущей статье,
не
распростаняется на диэлектрики.
2. Объёмная плотность заряда в диэлектрике может быть отличной от нуля.
3. Линии напряжённости могут быть не перпендикулярны поверхности диэлектрика.
4. Различные точки диэлектрика могут иметь разный потенциал. Стало быть, говорить о
«потенциале диэлектрика» не приходится.
Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно.
Поляризацию диэлектриков характеризует вектор электрической поляризации . Физический смысл вектора электрической поляризации — это дипольный момент, отнесенный к единице объема диэлектрика. Иногда вектор поляризации коротко называют просто поляризацией.
Вектор
поляризации применим для описания
макроскопического состояния поляризации
не только обычных диэлектриков, но
и сегнетоэлектриков,
и, в принципе, любых сред, обладающих
сходными свойствами.
Он применим не
только для описания индуцированной
поляризации, но и спонтанной поляризации
(у сегнетоэлектриков).
Поляризация — состояние диэлектрика, которое характеризуется наличием электрического дипольного момента у любого (или почти любого) элемента его объема.
Различают поляризацию, наведенную в диэлектрике под действием внешнего электрического поля, и спонтанную (самопроизвольную) поляризацию, которая возникает в сегнетоэлектриках в отсутствие внешнего поля. В некоторых случаях поляризация диэлектрика (сегнетоэлектрика) происходит под действием механических напряжений, сил трения или вследствие изменения температуры.
Поляризация
не изменяет суммарного заряда в любом
макроскопическом объеме внутри
однородного диэлектрика. Однако она
сопровождается появлением на его
поверхности связанных электрических
зарядов с некоторой поверхностной
плотностью σ. Эти связанные заряды
создают в диэлектрике дополнительное
макроскопическое поле c напряжённостью ,
направленное против внешнего поля с
напряжённостью .
В результате напряжённость поля внутри
диэлектрика будет выражаться равенством:
В зависимости от механизма поляризации, поляризацию диэлектриков можно подразделить на следующие типы:
Электронная — смещение электронных оболочек атомов под действием внешнего электрического поля. Самая быстрая поляризация (до 10 −15 с). Не связана с потерями.
Ионная — смещение узлов кристаллической структуры под действием внешнего электрического поля, причем смещение на величину, меньшую, чем величина постоянной решетки. Время протекания 10 −13 с, без потерь.
Дипольная (Ориентационная) — протекает с потерями на преодоление сил связи и внутреннего трения. Связана с ориентацией диполей во внешнем электрическом поле.
Электронно-релаксационная — ориентация дефектных электронов во внешнем электрическом поле.
Ионно-релаксационная — смещение ионов, слабо закрепленных в узлах кристаллической структуры, либо находящихся в междуузлие.
Структурная —
ориентация примесей и неоднородных
макроскопических включений в диэлектрике.
Самый медленный тип.
Самопроизвольная (спонтанная) — благодаря этому типу поляризации у диэлектриков, у которых он наблюдается, поляризация проявляет существенно нелинейные свойства даже при малых значениях внешнего поля, наблюдается явление гистерезиса. Такие диэлектрики (сегнетоэлектрики) отличаются очень высокими значениями диэлектрической проницаемости (от 900 до 7500 у некоторых видов конденсаторной керамики). Введение спонтанной поляризации, как правило, увеличивает тангенс угла потерь материала (до 10 −2)
Резонансная — ориентация частиц, собственные частоты которых совпадают с частотами внешнего электрического поля.
Миграционная поляризация обусловлена наличием в материале слоев с различной проводимостью, образованию объемных зарядов, особенно при высоких градиентах напряжения, имеет большие потери и является поляризацией замедленного действия.
Поляризация
диэлектриков (за исключением резонансной)
максимальна в статических электрических
полях.
В переменных полях, в связи с
наличием инерции электронов, ионов и
электрических диполей, вектор электрической
поляризации зависит от частоты.
Электричество воспринимается нами как данность и вряд ли кто задумывается над тем, что такое электрическое напряжение и какова его физическая сущность, когда включает свет, компьютер или стиральную машину. На самом же деле оно заслуживает гораздо большего внимания, и не только потому, что может быть смертельно опасным, но и из-за того, что Человечество, овладев этим видом энергии, совершило качественный цивилизационный скачок.
Вспомним один из наиболее интересных моментов на школьном уроке физики, когда преподаватель вращал диск электрической машины, а между металлическими шариками проскакивала искра. Это и есть видимое отражение природного феномена под названием электрический ток. Он возникает из-за того, что на одном шарике отрицательно заряженных ионов больше, а на другом меньше, из-за чего возникает разность потенциалов, то есть факт, нарушающий основной закон Природы – сохранения энергии.
Отрицательно заряженные частицы стремятся переместиться туда, где их меньше, тем самым обнулив разницу. Конечно же, электроны не проходят весь путь между заряженными шариками, называемых полюсами. Их пробег ограничивает кристаллическая решетка, узлов которой они не могут покинуть. Зато способны удариться о соседние частицы и передать импульс по цепочке дальше, создавая эффект домино. Каждое такое соударение порождает выплеск энергии, из-за чего система переходит из состояния покоя в возбужденное, которое и принято называть электрическим напряжением.
Сила, движущая заряженные частицы
Чтобы поставить себе на службу электрическое напряжение и ток, человеку надо было найти силу, которая могла возобновлять разницу потенциалов между полюсами, порождая непрерывное соударение частиц кристаллической решетки. Их оказалось целых три:
- Электромагнитная индукция – возникновение тока в результате взаимозависимого перемещения металлов в магнитном поле. Используется в генераторах постоянного и переменного тока.
- Электрохимическое взаимодействие, порождаемая разностью потенциалов кристаллических решеток веществ. Используется в аккумуляторах, батареях питания постоянного тока.
- Термохимическая реакция, повышающая активность электронов в результате нагрева.
Сила, порождающее движение заряженных частиц, получила наименование «электродвижущая» (аббревиатура ЭДС) и обозначается на схемах буквой «Е», обычно сопутствующей мнемосимволам разъемов, к которым подключается источник питания.
Вольты и амперы
ЭДС и напряжение измеряются в вольтах – условной единице, названной в честь итальянца Алессандро Вольты, официально признанного изобретателя гальванической батареи – источника постоянного тока. Это количество работы, которая совершается при перемещении единицы заряда (кулона), если при этом был потрачен 1 джоуль условной энергии.
Однако существует и вторая единица измерения электрического тока – ампер, названная в честь французского физика Андре-Мари Ампера.
Традиционно ее называют силой тока, хотя правильнее применять термин «магнитодвижущая сила», что наиболее полно отражает двуединую физическую сущность заряженной частицы.
Магнитное и электрическое поля электрона стремятся к взаимной компенсации, а их зависимость определяется законом Ома, описываемого формулой I = U / R. Если сопротивление среды резко падает (например, при коротком замыкании), то сила тока растет по экспоненте. Это вызывает ответное падение напряжения, в результате чего система приходит в равновесное состояние. Подобный эффект можно заметить во время работы сварочного трансформатора, когда при возникновении дуги лампы накаливания почти гаснут.
Существует и другой эффект: при большом сопротивлении среды заряд одного знака копится на какой-либо поверхности до тех пор, пока напряжение не достигнет критического уровня, после чего происходит пробой (возникновение тока) в направлении поверхности с наибольшей разницей потенциала. Статическое напряжение чрезвычайно опасно, поскольку в момент разряда оно может порождать токи силой в сотни ампер.
Поэтому металлические конструкции, длительное время находящиеся в магнитном поле, обязательно заземляются.
Постоянный или переменный?
Напряжение – это статическая составляющая электричества, а сила тока – динамическая, ведь его направление меняется вместе с полярностью на концах проводника. И это свойство оказалось очень полезным для распространения электричества по Миру. Дело в том, что любой ток затухает из-за внутреннего сопротивления среды, согласно всё тому же закону сохранения энергии. Но оказалось, что двигающийся в одну сторону поток электронов усилить очень сложно, а циклически изменяющий направление – просто, для этого применяется трансформатор с двумя обмотками на одном сердечнике.
Чтобы получить переменный ток, надо вывернуть наизнанку принцип, открытый Фарадеем, который в своем прообразе электрического генератора вращал медный диск в поле действия постоянного магнита. Никола Тесла сделал наоборот – поместил вращающийся электромагнит внутрь неподвижной обмотки, получив неожиданный эффект: в момент прохождения полюсов через нейтраль магнитного поля амплитуда напряжения падает до нуля, а потом снова растет, но уже с другим знаком.
За один оборот направление движения электронов в проводнике меняется два раза, составляя рабочую фазу. Поэтому переменный ток называют еще и фазным. А порождающее его напряжение – синусоидальным.
Никола Тесла создал генератор с двумя обмотками, расположенными под углом в 90 0 друг к другу, а русский инженер М.О. Доливо-Добровольский усовершенствовал его, расположив на статоре три, что увеличило стабильность работы электрической машины. В результате этого промышленный переменный ток стал трехфазным.
Почему 220 вольт 50 Гц?
В нашей стране бытовая однофазная сеть имеет номиналы 220 вольт и 50 герц. Причина появления именно этих цифр весьма интересна.
Пальма первенства в бытовом освоении электричества принадлежит Томасу Эдисону. Он использовал исключительно постоянный ток, поскольку гениального изобретения Николой Тесла переменного еще не произошло.
Первым электрическим прибором оказалась лампа накаливания с угольной нитью. Опытным путем было установлено, что лучше всего она работает при напряжении в 45 вольт и включенном в цепь балластном сопротивлении, обеспечивающим рассеивание еще двадцати.
Приемлемая длительность работы обеспечивалась последовательным включением двух ламп. Итого в бытовой сети, по мнению Эдисона, должно было быть 110 вольт.
Однако передача постоянного тока от электростанций к потребителям сопровождалась большими трудностями: через одну-две мили он затухал полностью. По Закон Джоуля — Ленца количество тепла, рассеиваемое проводником при прохождении тока, вычисляется по следующей формуле: Q = R . I 2 . Чтобы снизить потери вчетверо, напряжение увеличили до 220 вольт, а силовую линию построили из трех проводников – с двумя «плюсами» и одним «минусом». Потребитель получал все те же 110 вольт.
Противостояние Николы Теслы и Томаса Эдисона, названное «Войной токов», решилось в пользу переменного, поскольку его можно было передавать на большие расстояния с минимальными потерями. Тем не менее напряжение между силовыми проводниками осталось 220, а линейное, поступающее к потребителю – 127 вольт, поскольку из-за сдвига фаз на 120 градусов амплитуды напряжения не складываются арифметически, а умножаются на 1,73 – корень квадратный из трех.
В СССР сетевым номиналом 127 вольт в одной фазе пользовались до начала 60-х годов. В ходе усовершенствования электрических линий, проводимого с целью увеличения передаваемой мощности, конструкторы пошли по тому же пути, что и Эдисон – повысили напряжение.
За точку отсчета приняли 220 вольт, которые измерялись между фазами. Оно стало бытовым. А промышленное межфазное напряжение 380 вольт получилось умножением 220 на 1,73. Частота 50 Гц – это 3 тыс. колебаний в минуту, то есть, оптимальное количество оборотов коленвала дизеля или другого двигателя внутреннего сгорания, который приводит в действие машину переменного тока.
Теперь вы знаете, что такое напряжение и электрический ток, в каких единицах они измеряются и как зависят друг от друга, а также почему в вашей розетке именно 220 вольт. Приведенные факты не носят академического характера и не претендуют на истину в последней инстанции. Более подробно ознакомиться с природой этого феномена вы можете в учебниках по электротехнике.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 … 24 Bog’liq
1 2 3 4 5 6 7 8 9 … 24 Ma’lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2022 | Bosh sahifa |
Источники механической возобновляемой энергии являются
Какой символ и единица измерения используются для напряжения?
Главная » Единицы и измерения » Какой символ и единица измерения используются для напряжения?Изображение сделано с помощью canva.
comНапряжение или разность электрических потенциалов — это разница электрических потенциалов между двумя точками. Напряжение определяется как работа, совершаемая на единицу заряда для перемещения пробного заряда между двумя точками электрического поля.
Математически,
В = φ2 – φ1
В — напряжение между точками 2 и 1 в вольтах (В).
φ2 — электрический потенциал в точке 2 в вольтах (В).
φ1 — электрический потенциал в точке №1 в вольтах (В).
Кроме того,
Разность электрических потенциалов = выполненная работа (в джоулях) / заряд (в кулонах)
Аналогия с потоком воды
Напряжение обеспечивает потенциал для движения энергии (электронов); чем выше напряжение, тем больше будет поток электронов (энергии).
Это аналогично протеканию воды по трубе через верхний резервуар. Чем выше давление воды в баке, тем быстрее будет течь вода в трубе.
Какая единица используется для измерения разности электрических потенциалов? Как это представлено?
Вольт — производная единица СИ для измерения электрического потенциала и разности электрических потенциалов (напряжения).
Один вольт определяется как разность потенциалов между двумя точками, которая передает один джоуль энергии на кулон проходящего через нее заряда. Вольт обозначается буквой v.
1 Вольт = 1 Джоуль/1 Кулон = [кг 1 ·м 2 ·с −3 ·A −1 ]
, который изобрел гальваническую батарею, вероятно, первую химическую батарею.
В таблице приведены ниже обычно используемые SI -мультипликации Volt (V)
| Имя | Символ | Значение | ||||
| NANOVOLT | NV | 9 9999 | NV | 9 999999999999999999999 | NV | −9 V |
| Microvolt | µV | 10 −6 V | ||||
| Millivolt | mV | 10 −3 V | ||||
| Kilovolt | kV | 10 3 V | ||||
| Megavolt | MV | 10 6 V | ||||
| Gigavolt | GV | 10 9 V |
Кроме того, единица Вольт также может быть определена как электрический потенциал вдоль провода, когда электрический ток в один ампер (А) рассеивает один ватт (Вт) мощности.
1 Вольт = 1Вт/1А
Приборы для измерения напряжения
Вольтметр
Вольтметр измеряет ток, протекающий через резистор постоянной емкости. По закону Ома этот ток должен быть пропорционален напряжению. Это устройство с высоким сопротивлением, поэтому оно потребляет незначительный ток из цепи. Вольтметр подключен параллельно цепи.
На схемах вольтметр обозначается буквой V в круге с двумя выступающими линиями, представляющими две точки измерения.
Математически,
V = I * R
, где,
- V — напряжение в Volts
- I — ток в Amperes
- R — сопротивление в OHMS
333334 -й. балансируя неизвестное напряжение с известным эталонным напряжением в мостовой схеме. Опорное напряжение создается калиброванным делителем напряжения. По этой причине потенциометрические устройства могут обеспечить высокую точность измерения напряжения.
Использование и работа потенциометра были впервые описаны Иоганном Кристианом Поггендорфом примерно в 1841 году.
С тех пор он стал стандартным лабораторным методом измерения.
Осциллограф
Осциллограф измеряет напряжение путем отклонения электронного луча от прямого пути с помощью усиленного напряжения. Так что степень отклонения прямо пропорциональна напряжению.
Связанная статья
- Единицы и измерения в физике
Что такое напряжение? (Определение, единицы измерения и часто задаваемые вопросы)
| , Liam Cope
На этой странице:
Прежде чем разбираться в электрических цепях, системах и принципах работы устройств, необходимо хорошо понимать, что такое напряжение, ток и сопротивление. Большинство людей знакомы с этими фразами, но плохо понимают, что они собой представляют на самом деле и какую роль играют в электрических системах и цепях.
В этой статье мы рассмотрим, что такое напряжение, в чем мы измеряем напряжение, а также некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о напряжении.
Давайте начнем с того, что на самом деле представляет собой напряжение:
Что такое напряжение?
Напряжение определяется как давление, которое присутствует для проталкивания электричества по цепи или системе. Напряжение измеряется единицей вольт (В). Чем выше напряжение, тем больше электричества может проходить по цепи или устройству, чем меньше напряжение означает, что меньше электричества может течь по цепи или электрическому устройству. Иногда мы называем напряжение разностью потенциалов.
Электрические цепи и системы предназначены для работы при определенных рабочих напряжениях. Напряжения выше этого могут привести к отказу компонентов и, в конечном итоге, к повреждению схемы. Низкое напряжение также может привести к повреждению цепи и, в конечном итоге, к выходу из строя цепи или устройства.
При объяснении роли напряжения в электрической цепи или системе мы обычно используем аналогию с текущей водой, чтобы показать, что делает напряжение. О напряжении можно думать как о давлении, которое проталкивает воду по шлангу. Он делает то же самое, но с электронами через провод или компонент.
Пример того, как представить себе напряжениеКак вы можете видеть на изображении выше, чем больше воды в резервуаре, тем больше давление будет толкать воду вниз. То же самое и с напряжением: чем больше напряжение, тем больше давление для проталкивания тока по цепи. Чем выше напряжение = тем больше ток может протекать.
Напряжение — это фактически сила, управляющая током в цепи. Чем выше напряжение, тем сильнее ток с потоком.
Напряжение может быть в форме переменного тока, который представляет собой напряжение переменного тока, или постоянного тока, который представляет собой напряжение постоянного тока.
Напряжение — это компонент, который передает давление от источника питания электрической цепи на заряженные электроны, позволяя им выполнять работу, например, включать свет.
Обычно мы измеряем напряжение с помощью мультиметра или вольтметра. Чтобы измерить напряжение, мы должны подключиться к цепи параллельно через две точки того, что мы хотим измерить.
Пример влияния напряжения в цепи
Теперь мы рассмотрим, какое влияние более высокое напряжение оказывает на компоненты электрической цепи или системы. Первая схема, которую мы рассмотрим ниже, имеет одну батарею с разностью потенциалов 2 В между положительной и отрицательной клеммами.
Разность потенциалов на батарееКогда мы соединяем провод между двумя клеммами батареи, напряжение заставляет электроны течь по цепи в одном направлении. Затем мы можем подключить компоненты, такие как лампы, в цепь, чтобы они выполняли работу за нас. Когда электроны проходят через лампу, она загорается.
Напряжение, протекающее через цепь – 2 вольта Если мы добавим еще одну батарею в цепь последовательно, электроны будут течь быстрее, так как было добавлено больше энергии. Как вы можете видеть на изображении ниже, добавив еще одну 2-вольтовую батарею, мы теперь получим 4-вольтовый ток через цепь.
Это сделало бы лампу ярче.
Большее напряжение = большее давление или поток
Большее давление или поток = больше сила
Больше сила = ярче лампа
Если бы мы подключили параллельно другую батарею, лампа была бы тусклее, но оставалась бы включенной в течение более длительного периода времени. Нагрузка распределяется между двумя батареями, соединенными параллельно.
В каких единицах измеряется напряжение?
Стандартной единицей измерения напряжения является вольт (В) . Когда вы смотрите документацию по компонентам, номинальное, рабочее и номинальное напряжение системы будет указано в вольтах (v). Также, когда вы используете электрическое испытательное оборудование для измерения напряжения, вы увидите, что оно отображается в вольтах (v).
Термин «вольт» принадлежит итальянскому физику Алессандро Вольта. Вольта создал первую батарею, способную обеспечить постоянный и стабильный ток.
Что такое символ напряжения?
Напряжение переменного тока обозначается заглавной буквой V с волнистой линией наверху.
Напряжение постоянного тока обозначается заглавной буквой V с тремя дефисами и прямой линией над ними.
Напряжение и напряжение — это одно и то же?
Отсутствие напряжения и вольт — не одно и то же. Напряжение — это давление или сила, присутствующая в цепи, тогда как вольт — это единица измерения напряжения.
Почему мы проверяем напряжение?
Проверка наличия напряжения требуется для ряда различных задач. Паспортные таблички на электрооборудовании и системах могут указывать стандартные значения системы (обычно уровни напряжения и тока). Это дает справку для лица, проверяющего уровень напряжения, о том, чего ожидать в нормальных условиях эксплуатации.
Первая причина, по которой мы проверяем наличие напряжения, это соображения безопасности. Перед работой с любой электрической системой или цепью техник или инженер всегда должны убедиться в отсутствии напряжения.
Это гарантирует, что компоненты или детали могут быть безопасно заменены, а работа с проводкой цепи может быть безопасно выполнена.
Еще одна причина, по которой мы проверяем напряжение, — это поиск неисправностей. Используя электрические схемы и номинальные значения напряжения, мы можем определить, где в цепи возникла неисправность. Это может сделать тестирование уровней напряжения в определенных точках цепи. При поиске неисправностей требуется хороший уровень опыта и знаний при работе с электрическими цепями и системами.
Может ли существовать напряжение без тока?
Да, напряжение может быть измерено и существовать без тока в цепи.
Может ли напряжение быть отрицательным?
Да, напряжение может быть отрицательным. Отрицательное напряжение возникает в электрической системе, когда источник имеет отрицательную полярность.
Что происходит при снижении напряжения в цепи?
Электрические цепи и системы имеют определенные уровни напряжения, эти уровни необходимы для нормального функционирования цепи или оборудования.
