Napięcie elektryczne

Napięcie powoduje ruch ładunków elektrycznych. To właśnie "pchnięcie" powoduje, że ładunki przemieszczają się w przewodzie elektrycznym lub innym. Można to uznać za siłę, która popycha ładunki, ale nie jest to siła. Napięcie może powodować przemieszczanie się ładunków, a ponieważ ruchome ładunki są prądem, napięcie może powodować prąd.

Electric Potential Difference (Różnica potencjałów elektrycznych) jest prawdziwym terminem naukowym, ale powszechnie nazywa się go Voltage (napięcie). Nieformalnie, napięcie lub różnica potencjałów elektrycznych jest czasami nazywana "różnicą potencjałów". Napięcie jest również nazywane, w pewnych okolicznościach, siłą elektromotoryczną (EMF).

Napięcie to różnica potencjałów elektrycznych, różnica potencjałów elektrycznych pomiędzy dwoma miejscami. Jednostką dla różnicy potencjałów elektrycznych, czyli napięcia, jest Volt. Napięcie to jest nazywane w pamięci Alessandro Volta. Jeden wolt równa się jednemu dżulowi na kulomb. Symbol napięcia jednostkowego jest zapisany wielką literą V jak w (9V). Zgodnie z zasadami międzynarodowego systemu jednostek, symbol jednostki o nazwie pochodzącej od właściwego nazwiska osoby jest pisany wielką literą.

Należy pamiętać, że napięcie i napięcie to dwie różne rzeczy. Napięcie jest jednostką, za pomocą której coś mierzymy. Zarówno potencjał elektryczny jak i napięcie są rzeczami, które mierzymy, a wolt jest jednostką miary dla obu. Symbol jednostki volt jest zapisany literą V (9 volt lub 9 V). Gdy we wzorze używa się napięcia, może ono być pisane kursywą, np. V = 9 V {\i1}, {\i1} {\displaystyle V=9\,{\text{V}}}lub napisane kurywą. Jeżeli istnieje tylko jednoliterowy symbol, można użyć małej litery v, np. voltage = current × rezystancja{\displaystyle {\text{voltage}}={\text{current}}\times {\text{resistance}}} {\i0}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}lub v = ir {\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}. {\displaystyle {\text{v}}={\text{ir}}}. Inżynierowie elektrycy używają symbolu e {\i1} {\displaystyle e}dla napięcia, np. e = i r {\i0} {\displaystyle e=ir}aby różnica między napięciem i woltami była bardzo wyraźna.

Technicznie, napięcie jest różnicą potencjału elektrycznego pomiędzy dwoma punktami i jest zawsze mierzone pomiędzy dwoma punktami, np. pomiędzy dodatnim i ujemnym końcem akumulatora, pomiędzy przewodem a masą lub pomiędzy przewodem lub punktem obwodu a punktem w innej części obwodu. W codziennym użytkowaniu energii elektrycznej w gospodarstwie domowym w USA napięcie wynosi najczęściej 120V. Napięcie to jest mierzone od przewodu elektrycznego do masy.

Należy pamiętać, że do przekazywania mocy (energii) musi być zarówno napięcie jak i prąd. Na przykład, przewód może mieć na sobie wysokie napięcie, ale jeśli nie jest podłączony, nic się nie stanie. Ptaki mogą lądować na liniach wysokiego napięcia, takich jak 12kV i 16kV, nie umierając, ponieważ prąd nie przepływa przez ptaka.

Istnieją dwa rodzaje napięcia, napięcie stałe i zmienne. Napięcie stałe (napięcie prądu stałego) ma zawsze tę samą polaryzację (dodatnią lub ujemną), jak w przypadku akumulatora. Napięcie AC (napięcie prądu zmiennego) zmienia się między dodatnią a ujemną. Na przykład, napięcie z gniazda ściennego zmienia polaryzację 60 razy na sekundę (w Ameryce) lub 50 razy na sekundę (w Wielkiej Brytanii i Europie). Prąd stały jest zwykle używany w elektronice, a prąd zmienny w silnikach.

Podłączanie kabla wysokiego napięciaZoom
Podłączanie kabla wysokiego napięcia

Definicja

Napięcie jest to zmiana potencjału elektrycznego pomiędzy dwoma miejscami
lub zmiana energii potencjalnej na kulę ziemską pomiędzy dwoma miejscami.

V = Δ ( E P E / q ) = ( E P E / q ) 2 - ( E P E / q ) 1 {\i1}-(EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}} {\displaystyle V=\Delta (EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}}

Where V=Voltage, EPE=Electric Potential Energy, q=charge, ∆=difference in.

Napięcie doziemne

Napięcie jest zawsze mierzone pomiędzy dwoma punktami, a jeden z nich jest często nazywany "masą", lub punktem zerowym napięcia (0V). W większości instalacji elektrycznych prądu przemiennego istnieje połączenie z masą. Połączenie z rzeczywistym gruntem wykonuje się za pomocą rury wodociągowej, pręta uziemiającego zakopanego lub wbitego w ziemię, lub za pomocą wygodnego metalowego przewodu (nie gazowego) zakopanego pod ziemią. Połączenie to wykonuje się w miejscu wejścia instalacji elektrycznej do budynku, na każdym biegunie, na którym znajduje się transformator przy ulicy (często na biegunie elektrycznym), oraz w innych miejscach instalacji. Cała planeta Ziemia jest wykorzystywana jako punkt odniesienia do pomiaru napięcia. W budynku ziemia ta jest przenoszona do każdego urządzenia elektrycznego na dwóch przewodach. Jeden z nich to "przewód uziemiający" (zielony lub goły) i służy jako uziemienie zabezpieczające do połączenia metalowych części urządzeń z ziemią. Drugi jest stosowany jako jeden z przewodów elektrycznych w obwodach systemu i jest nazywany "przewodem zerowym". Przewód ten, znajdujący się w potencjale uziemienia, uzupełnia wszystkie obwody, przenosząc prąd z dowolnego sprzętu elektrycznego z powrotem do punktu wejścia do systemu do budynków, a następnie do transformatora zwykle na ulicy. W wielu miejscach na zewnątrz budynków niepotrzebne staje się posiadanie przewodnika, który dopełnia obwody i przenosi prąd z budynków do generatorów. Drogą powrotną, która przenosi cały prąd z powrotem, jest sama ziemia.
W obwodach prądu stałego ujemny koniec generatora lub akumulatora jest często nazywany "masą" lub punktem zerowym napięcia (0V), mimo że może istnieć lub nie połączenie z masą. Na tej samej płytce drukowanej (PCB) może znajdować się kilka mas, na przykład w czułych obwodach analogowych, ta część obwodu może używać "uziemienia analogowego", a część cyfrowa ma "uziemienie cyfrowe".
W urządzeniach elektrycznych punktem 0 V może być metalowa obudowa zwana uziemieniem obudowy lub połączenie z rzeczywistym uziemieniem zwane uziemieniem, każde z ich własnym symbolem używanym na schematach elektrycznych (rysunkach obwodów).

Narzędzia pomiarowe

Niektóre z narzędzi do pomiaru napięcia to woltomierz i oscyloskop.

Woltomierz mierzy napięcie pomiędzy dwoma punktami i może być ustawiony na tryb DC lub AC. Woltomierz może mierzyć np. napięcie stałe akumulatora (zazwyczaj 1,5V lub 9V) lub napięcie AC z gniazda zasilania w ścianie (zazwyczaj 120V).

Dla bardziej złożonych sygnałów, oscyloskop może być użyty do pomiaru napięcia stałego i/lub zmiennego, na przykład do pomiaru napięcia w głośniku.

Potencjalna różnica

Napięcie lub różnica potencjałów od punktu a do punktu b jest ilością energii w dżulach (w wyniku działania pola elektrycznego) potrzebną do przeniesienia 1 kulminacyjnego ładunku dodatniego z punktu a do punktu b. Ujemne napięcie pomiędzy punktami a i b to takie, w którym 1 kulminacyjny ładunek energii jest potrzebny do przeniesienia ujemnego ładunku z punktu a do punktu b. Jeżeli wokół naładowanego obiektu występuje jednorodne pole elektryczne, obiekty naładowane ujemnie zostaną pociągnięte w kierunku wyższych napięć, a obiekty naładowane dodatnio w kierunku niższych napięć. Różnica potencjałów/napięć pomiędzy dwoma punktami jest niezależna od drogi przebytej od punktu a do b. Tak więc, napięcie od a do b + napięcie od b do c będzie zawsze równe napięciu od a do c.

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest napięcie?


O: Napięcie to różnica potencjałów elektrycznych, różnica potencjałów elektrycznych między dwoma miejscami. Można o nim myśleć jako o sile, która popycha ładunki do ruchu w przewodzie lub innym przewodniku elektrycznym.

P: Jaką jednostkę stosuje się do pomiaru napięcia?


O: Jednostką miary napięcia jest wolt. Symbol tej jednostki zapisuje się wielką literą V (9V).

P: W jaki sposób napięcie wywołuje prąd?


O: Napięcie może powodować ruch ładunków, a ponieważ poruszające się ładunki wytwarzają prąd, napięcie może powodować prąd.

P: Kim był Alessandro Volta i dlaczego wolt został nazwany jego imieniem?


O: Alessandro Volta był włoskim fizykiem, który w 1800 roku wynalazł pierwszą baterię. Wolt został nazwany jego imieniem, aby uhonorować jego wkład w naukę.

P: Czy wolty i napięcie to dwie różne rzeczy?


O: Tak, wolty to jednostki, za pomocą których coś mierzymy, natomiast napięcie odnosi się do tego, co mierzymy za pomocą tych jednostek.


P: Jakie są dwa rodzaje napięcia?


O: Istnieją dwa rodzaje napięcia - DC (prąd stały) i AC (prąd zmienny). Prąd stały ma zawsze tę samą polaryzację, natomiast prąd zmienny ma na przemian polaryzację dodatnią i ujemną.

P: Czy ptaki mogą bez szkody lądować na liniach wysokiego napięcia?


O: Tak, ptaki mogą lądować na liniach wysokiego napięcia, takich jak 12kV i 16kV, nie ginąc, ponieważ aby moc (energia) mogła się przez nie przenieść, musi być obecne zarówno napięcie, jak i prąd - jeżeli obecny jest tylko jeden element, nic się nie stanie.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3