Определение напряжение: 404 page not found

Содержание

Электрическое напряжение. Вольтметр — урок. Физика, 8 класс.

Пробовали ли вы когда-нибудь надувать воздушные шарики на время? Один надувает быстро, а другой за это же время надувает гораздо меньше. Без сомнения, первый совершает большую работу, чем второй.

Рис. $1$. Надувание шара

С источниками напряжения происходит точно так же. Чтобы обеспечить движение частиц в проводнике, надо совершить работу. И эту работу совершает источник. Работу источника характеризует напряжение. Чем оно больше, тем большую работу совершает источник, тем ярче будет гореть лампочка в цепи (при других одинаковых условиях).

Рис. $2$. Лампа в цепи

Напряжение равно отношению работы электрического поля по перемещению заряда
к величине перемещаемого заряда на участке цепи.

U=Aq, где $U$ — напряжение, $A$ — работа электрического поля, $q$ — заряд.

Обрати внимание!

Единица измерения напряжения в системе СИ — [$U$] = $1$ B (вольт).

$1$ вольт равен электрическому напряжению на участке цепи, где при протекании заряда, равного $1$ Кл, совершается работа, равная $1$ Дж: $1$ В $= 1$ Дж/1 Кл.

Все видели надпись на домашних бытовых приборах «$220$ В». Она означает, что на участке цепи совершается работа $220$ Дж по перемещению заряда $1$ Кл.

Кроме вольта, применяют дольные и кратные ему единицы — милливольт и киловольт.

$1$ мВ $= 0,001$ В, $1$ кВ $= 1000$ В или $1$ В $= 1000$ мВ, $1$ В $= 0,001$ кВ.

Для измерения напряжения используют прибор, который называется вольтметр.

Обозначаются все вольтметры латинской буквой $V$, которая наносится на циферблат приборов и используется в схематическом изображении прибора.

Рис. $3$. Обозначение вольтметра

В школьных условиях используются вольтметры, изображённые на рисунке:

Рис. $4$. Вольтметры

Основными элементами вольтметра являются корпус, шкала, стрелка и клеммы. Клеммы обычно подписаны плюсом или минусом и для наглядности выделены разными цветами: красный — плюс, черный (синий) — минус. Сделано это с той целью, чтобы заведомо правильно подключать клеммы прибора к соответствующим проводам, подключённым к источнику.

Обрати внимание!

В отличие от амперметра, который включается в разрыв цепи последовательно, вольтметр включается в цепь параллельно.

Рис. $5$. Электроцепь с подключенным вольтметром и амперметром

Включая вольтметр в цепь постоянного тока, необходимо соблюдать полярность.

Сборку электрической цепи лучше начинать со всех элементов, кроме вольтметра, а его уже подключать в самом конце.

Вольтметры делятся на приборы постоянного тока и переменного тока.

Если прибор предназначен для цепей переменного тока, то на циферблате принято изображать волнистую линию. Если прибор предназначен для цепей постоянного тока, то линия будет прямой.

Таблица $1$. Вольтметры

Рис. $6$. Вольтметр постоянного тока	Рис. $7$. Вольтметр переменного тока

Можно обратить внимание на клеммы прибора. Если указана полярность («$+$» и «$-$»), то это прибор для измерения постоянного напряжения.

Иногда используют буквы $AC/DC$. В переводе с английского $AC$ (alternating current) — переменный ток, а $DC$ (direct current) — постоянный ток.
В цепь переменного тока включается вольтметр для измерения переменного тока. Он полярности не имеет.

Рис. $8$. Электроцепь с переменным источником тока

Обрати внимание!

Для измерения напряжения можно использовать и мультиметр.

Перед измерением необходимо прочитать инструкцию, чтобы правильно подключить прибор.

Рис. $9$. Мультиметр

Следует помнить, что высокое напряжение опасно.

Что будет с человеком, который окажется рядом с упавшим оголённым кабелем, находящимся под высоким напряжением?

Так как земля является проводником электрического тока, вокруг упавшего оголённого кабеля, находящегося под напряжением, может возникнуть опасное для человека шаговое напряжение.

При попадании под шаговое напряжение даже небольшого значения возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног. Обычно человеку удаётся в такой ситуации своевременно выйти из опасной зоны.

Обрати внимание!

Однако нельзя выбегать оттуда огромными шагами, шаговое напряжение при этом только увеличится! Выходить надо обязательно быстро, но очень мелкими шагами или скачками на одной ноге!

Существует много знаков, предупреждающих о высоком напряжении. Вот некоторые из них.

Рис. $10$. Предупреждающие об опасности знаки

Безопасным напряжением для человека считается напряжение $42$ В в нормальных условиях и $12$ В в условиях с повышенной опасностью (сырость, высокая температура, металлические полы и др.).

Источники:

Рис. 5. Электроцепь с подключенным вольтметром и амперметром. © ЯКласс.
Рис. 8. Электроцепь с переменным источником тока. © ЯКласс.

НАПРЯЖЕНИЕ — это… Что такое НАПРЯЖЕНИЕ?

Напряжение — Напряжение: В Викисловаре есть статья «напряжение» Электрическое напряжение между точками A и B отношение работы электрического поля при переносе пробного заряда из точки A в B к величине этого пробного заряда. Номинальное напряжение… … Википедия

напряжение — См … Словарь синонимов

НАПРЯЖЕНИЕ — НАПРЯЖЕНИЕ, напряжения, ср. 1. только ед. Действие по гл. напрячь напрягать. Напряжение мышц. Напряжение внимания. 2. только ед. Состояние подъема, повышенных усилий в осуществлении чего нибудь, сосредоточение всех сил, внимания на чем нибудь. С… … Толковый словарь Ушакова

Напряжение — – характеристика силового воздействия на элемент, определяемого как доля усилия на единицу площади поверхности. [Полякова, Т.Ю. Автодорожные мосты: учебный англо русский и русско английский терминологический словарь минимум / Т.Ю. Полякова … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

НАПРЯЖЕНИЕ — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации … Современная энциклопедия

Напряжение s — Напряжение, определяемое отношением осевого растягивающего усилия Р к начальной площади поперечного сечения рабочей части образца F0 Источник: ГОСТ 1497 84: Металлы. Методы испытаний на растяжение оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Напряжение — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

НАПРЯЖЕНИЕ — механическое внутренние силы, возникающие в деформируемом теле под влиянием внешних воздействий … Большой Энциклопедический словарь

НАПРЯЖЕНИЕ — электрическое то же, что разность потенциалов между 2 точками электрической цепи; на участке цепи, не содержащей электродвижущую силу, равно произведению силы тока на сопротивление участка … Большой Энциклопедический словарь

Напряжение — ситуация в управлении, характеризуемая повышенной психической или физиологической напряженностью … Словарь терминов антикризисного управления

Электрическое напряжение — это.

.. Что такое Электрическое напряжение? У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение.

Электри́ческое напряже́ние между точками

A и B электрической цепи или электрического поля — физическая величина, значение которой равно отношению работы электрического поля, совершаемой при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B, к величине пробного заряда.

При этом считается, что перенос пробного заряда не изменяет распределения зарядов на источниках поля (по определению пробного заряда). В потенциальном электрическом поле эта работа не зависит от пути, по которому перемещается заряд. В этом случае электрическое напряжение между двумя точками совпадает с разностью потенциалов между ними.

Альтернативное определение —

— интеграл от проекции поля эффективной напряжённости поля (включающего сторонние поля) на расстояние между точками A и B вдоль заданной траектории, идущей из точки A в точку B. В электростатическом поле значение этого интеграла не зависит от пути интегрирования и совпадает с разностью потенциалов.

Единицей измерения напряжения в системе СИ является вольт.

Напряжение в цепях постоянного тока

Напряжение в цепи постоянного тока определяется так же, как и в электростатике.

Напряжение в цепях переменного тока

Для описания цепей переменного тока применяются следующие понятия:

Мгновенное напряжение

Мгновенное напряжение есть разность потенциалов между двумя точками, измеренная в данный момент времени. Оно является функцией времени:

Амплитудное значение напряжения

Амплитуда напряжения есть максимальное по модулю значение мгновенного напряжения за весь период колебаний:

Для гармонических (синусоидальных) колебаний напряжения мгновенное значение напряжения выражается как:

Для сети переменного синусоидального напряжения со среднеквадратичным значением 220 В амплитудное равно приблизительно 311,127 В.

Амплитудное напряжение можно измерить с помощью осциллографа.

Среднее значение напряжения

Среднее значение напряжения (постоянная составляющая напряжения) определяется за весь период колебаний, как:

Для чистой синусоиды среднее значение напряжения равно нулю.

Среднеквадратичное значение напряжения

Среднеквадратичное значение (устаревшее наименование: действующее, эффективное) наиболее удобно для практических расчётов, так как на линейной активной нагрузке оно совершает ту же работу (например, лампа накаливания имеет ту же яркость свечения, нагревательный элемент выделяет столько же тепла), что и равное ему постоянное напряжение:

Для синусоидального напряжения справедливо равенство:

В технике и быту при использовании переменного тока под термином «напряжение» имеется в виду именно эта величина, и все вольтметры проградуированы исходя из её определения. Однако конструктивно большинство приборов фактически измеряют не среднеквадратичное, а средневыпрямленное (см.

ниже) значение напряжения, поэтому для несинусоидального сигнала их показания могут отличаться от истинного значения.

Средневыпрямленное значение напряжения

Средневыпрямленное значение есть среднее значение модуля напряжения:

Для синусоидального напряжения справедливо равенство:

На практике используется редко, однако большинство вольтметров переменного тока (те, в которых ток перед измерением выпрямляется) фактически измеряют именно эту величину, хотя их шкала и проградуирована по среднеквадратичным значениям.

Напряжение в цепях трёхфазного тока

В цепях трёхфазного тока различают фазное и линейное напряжения. Под фазным напряжением понимают среднеквадратичное значение напряжения на каждой из фаз нагрузки, а под линейным — напряжение между подводящими фазными проводами. При соединении нагрузки в треугольник фазное напряжение равно линейному, а при соединении в звезду (при симметричной нагрузке или при глухозаземлённой нейтрали) линейное напряжение в раз больше фазного.

На практике напряжение трёхфазной сети обозначают дробью, в знаменателе которой стоит линейное напряжение, а в числителе — фазное при соединении в звезду (или, что то же самое, потенциал каждой из линий относительно земли). Так, в России наиболее распространены сети с напряжением 220/380 В; также иногда используются сети 127/220 В и 380/660 В.

Стандарты

Объект	Тип напряжения	Значение (на вводе потребителя)	Значение (на выходе источника)
Электрокардиограмма	Импульсное	1-2 мВ	—
Телевизионная антенна	Переменное высокочастотное	1-100 мВ	—
Батарейка AA («пальчиковая»)	Постоянное	1,5 В	—
Литиевая батарейка	Постоянное	3 В — 1,8 В (в исполнении пальчиковой батарейки , на примере Varta Professional Lithium, AA)	—
Управляющие сигналы компьютерных компонентов	Импульсное	3,5 В, 5 В	—
Батарейка типа 6F22 («Крона»)	Постоянное	9 В	—
Силовое питание компьютерных компонентов	Постоянное	12 В	—
Электрооборудование автомобиля	Постоянное	12/24 В	—
Блок питания ноутбука и жидкокристаллических мониторов	Постоянное	19 В	—
Сеть «безопасного» пониженного напряжения для работы в опасных условиях	Переменное	36-42 В	—
Напряжение наиболее стабильного горения свечи Яблочкова	Постоянное	55 В	—
Напряжение в телефонной линии (при опущенной трубке)	Постоянное	60 В	—
Напряжение в электросети Японии	Переменное трёхфазное	100/172 В	—
Напряжение в домашних электросетях США	Переменное трёхфазное	120 В / 240 В (сплит-фаза)	—
Напряжение в электросети России	Переменное трёхфазное	220/380 В	230/400 В
Разряд электрического ската	Постоянное	до 200—250 В	—
Контактная сеть трамвая и троллейбуса	Постоянное	550 В	600 В
Разряд электрического угря	Постоянное	до 650 В	—
Контактная сеть метрополитена	Постоянное	750 В	825 В
Контактная сеть электрифицированной железной дороги (Россия, постоянный ток)	Постоянное	3 кВ	3,3 кВ
Распределительная воздушная линия электропередачи небольшой мощности	Переменное трёхфазное	6-20 кВ	6,6-22 кВ
Генераторы электростанций, мощные электродвигатели	Переменное трёхфазное	10-35 кВ	—
Анод кинескопа	Постоянное	7-30 кВ	—
Статическое электричество	Постоянное	1-100 кВ	—
Свеча зажигания автомобиля	Импульсное	10-25 кВ	—
Контактная сеть электрифицированной железной дороги (Россия, переменный ток)	Переменное	25 кВ	27,5 кВ
Пробой воздуха на расстоянии 1 см		10-20 кВ	—
Катушка Румкорфа	Импульсное	до 50 кВ	—
Пробой трансформаторного масла на расстоянии 1 см		100-200 кВ	—
Воздушная линия электропередачи большой мощности	Переменное трёхфазное	35 кВ, 110 кВ, 220 кВ, 330 кВ	38 кВ, 120 кВ, 240 кВ, 360 кВ
Электрофорная машина	Постоянное	50-500 кВ	—
Воздушная линия электропередачи сверхвысокого напряжения (межсистемные)	Переменное трёхфазное	500 кВ, 750 кВ, 1150 кВ	545 кВ, 800 кВ, 1250 кВ
Трансформатор Тесла	Импульсное высокочастотное	до нескольких МВ	—
Генератор Ван де Граафа	Постоянное	до 7 МВ	—
Грозовое облако	Постоянное	От 2 до 10 ГВ	—

См.

также

Ссылки

9.2 Электрическое напряжение — fizikalexcras

Интерактивное изложение материала по теме

Электрическое напряжение. Измерение напряжения Подборка заданий «Электрическое напряжение, сила электрического тока»

Слайд-шоу «Солнечные батареи»
Слайд-шоу «Электрическое напряжение в природе»
Рисунок «Вольтметр»
Подборка заданий «Электрическое напряжение, сила электрического тока»
Слайд-шоу «Опасное напряжение»
Слайд-шоу «Подключение приборов к электрической сети»

Напряжение электрического тока

Электрический ток – это проходящие через проводник электроны, несущие отрицательный заряд. Объем этого заряда или, иными словами, количество электричества характеризует силу тока. Сила тока одинакова на всех участках цепи. Электроны не могут исчезать или «спрыгивать» с проводов. Поэтому, силу тока мы можем измерить в любом месте электрической цепи. Однако, будет ли одинаковым действие тока на разные участки этой цепи? Проходя по проводам, ток лишь слегка их нагревает, не совершая при этом большой работы. Проходя же через спираль электрической лампочки, ток не просто сильно нагревает ее, он нагревает ее до такой степени, что она, раскаляясь, начинает светиться. То есть в данном случае ток совершает большую работу.

Определение электрического напряжения

Определение: 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.

Напряжение – это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы.

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле по перемещению единицы заряда на данном участке цепи. Постоянный ток: Напряжение.

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. Электрическое напряжение

Напряжение на полюсах источника тока

Напряжение на полюсах источника тока 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.

Вольтметр

Для измерения напряжения существует прибор, называемый вольтметром. В отличие от амперметра, он подключается параллельно нагрузке. В таком случае вольтметр показывает величину напряжения, приложенного к нагрузке. Для измерения напряжения на полюсах источника тока, вольтметр подключают непосредственно к полюсам прибора.

Определение напряжение общее значение и понятие. Что это такое напряжение

Словарь Королевской испанской академии (RAE) определяет напряжение как количество вольт, которые воздействуют на прибор или электрическую систему . Таким образом, напряжение, которое также известно как напряжение или разность потенциалов, представляет собой давление, которое источник электрической энергии или электродвижущей силы оказывает на электрические заряды или электроны в замкнутой электрической цепи. Таким образом, поток электрического тока устанавливается.

Чем больше разница в потенциале от источника электропитания, тем больше напряжение в цепи, которой соответствует этот проводник. Разность потенциалов измеряется в вольтах (В), как и потенциал.

Напряжение между двумя точками электрического поля равно работе, выполненной блоком положительной нагрузки для его транспортировки из точки А в точку Б. Следует отметить, что напряжение не зависит от пути, пройденного нагрузкой, и зависит исключительно от электрический потенциал точек А и Б в поле .

Все это также приводит к тому, что мы ссылаемся на то, что известно как наведенное напряжение. Термин, который используется для обозначения силы, способной производить в замкнутом контуре электрический ток. Однако эта концепция также используется для обозначения силы, которая в разомкнутой цепи способна поддерживать электрическое напряжение между двумя конкретными точками.

Когда две точки, которые имеют разность потенциалов, соединены через проводник, возникает электрический ток. Часть заряда, который создает точку наибольшего потенциала, передается водителем в точку наименьшего потенциала; в отсутствие внешнего источника ( генератора ) ток прекращается, когда обе точки равны их электрическому потенциалу. Эта передача зарядов называется электрическим током .

В дополнение ко всему вышесказанному нельзя не учитывать тот факт, что напряжение также используется на разговорном языке. В частности, мы говорим о высоком напряжении, выражении, которое пытается определить, что конкретная ситуация полна действий или эротизма и сексуальности.

Фраза, которая может служить прекрасным примером этого значения, которое мы цитируем, такова: у Луиса и Мануэлы была встреча под высоким напряжением, где ласки и поцелуи были абсолютными главными действующими лицами.

Точно так же, что мы должны упомянуть, что есть несколько фильмов, которые используют в своих названиях термин, который мы анализируем, и, в частности, с последним раскрытым значением. Среди тех, которые выделяются, например, испанская продукция «Isi & Disi, Alto Voltaje». В 2006 году премьера этого фильма была снята режиссером Мигелем Анхелем Ламатой, который рассказывает историю двух друзей, которые являются абсолютными фанатами группы AC / DC и которым нужно будет заставить рок-группу выиграть конкурс, чтобы иметь возможность противостоять на некоторые долги, которые находятся на рассмотрении.

Формула напряжения тока. Найти электрическое напряжение, разность потенциалов.

Как известно у электрического напряжения должна быть своя мера, которая изначально соответствует той величине, что рассчитана для питания того или иного электротехнического устройства. Превышение или снижение величины этого напряжения питания негативно влияет на электрическую технику, вплоть до полного выхода ее из строя. А что такое напряжение? Это разность электрических потенциалов. То есть, если для простоты понимания его сравнить с водой, то это примерно будет соответствовать давлению. По научному электрическое напряжение — это физическая величина, показывающая, какую работу совершает на данном участке ток при перемещении по этому участку единичного заряда.

Наиболее распространенной формулой напряжения тока является та, в которой имеются три основные электрические величины, а именно это само напряжение, ток и сопротивление. Ну, а формула эта известна под названием закона Ома (нахождение электрического напряжения, разности потенциалов).

Звучит эта формула следующим образом — электрическое напряжение равно произведению силы тока на сопротивление. Напомню, в электротехнике для различных физических величин существуют свои единицы измерения. Единицей измерения напряжения является «Вольт» (в честь ученого Алессандро Вольта, который открыл это явление). Единица измерения силы тока — «Ампер», и сопротивления — «Ом». В итоге мы имеем — электрическое напряжение в 1 вольт будет равно 1 ампер умноженный на 1 ом.

Помимо этого второй наиболее используемой формулой напряжения тока является та, в которой это самое напряжение можно найти зная электрическую мощность и силу тока.

Звучит эта формула следующим образом — электрическое напряжение равно отношению мощности к силе тока (чтобы найти напряжение нужно мощность разделить на ток). Сама же мощность находится путем перемножения тока на напряжение. Ну, и чтобы найти силу тока нужно мощность разделить на напряжение. Все предельно просто. Единицей измерения электрической мощности является «Ватт». Следовательно 1 вольт будет равен 1 ватт деленный на 1 ампер.

Ну, а теперь приведу более научную формулу электрического напряжения, которая содержит в себе «работу» и «заряды».

В этой формуле показывается отношение совершаемой работы по перемещению электрического заряда. На практике же данная формула вам вряд ли понадобится. Наиболее встречаемой будет та, которая содержит в себе ток, сопротивление и мощность (то есть первые две формулы). Но, хочу предупредить, что она будет верна лишь для случая применения активных сопротивлений. То есть, когда расчеты производятся для электрической цепи, у которой имеется сопротивления в виде обычных резисторов, нагревателей (со спиралью нихрома), лампочек накаливания и так далее, то приведенная формула будет работать. В случае использования реактивного сопротивления (наличии в цепи индуктивности или емкости) нужна будет другая формула напряжения тока, которая учитывает также частоту напряжения, индуктивность, емкость.

P.S. Формула закона Ома является фундаментальной, и именно по ней всегда можно найти одну неизвестную величину из двух известных (ток, напряжение, сопротивление). На практике закон ома будет применяться очень часто, так что его просто необходимо знать наизусть каждому электрику и электронику.

Формула напряжения электрического поля в физике

Содержание:

Определение и формула напряжения электрического поля

Определение

Скалярную физическую величину, численно равную работе, которую совершает электростатические и сторонние силы, перемещая единичный положительный заряд, называют напряжением (падением напряжения) на участке цепи. Напряжение обозначают буквой U. Математическая формулировка определения напряжения имеет вид:

$$U=\frac{A}{q}(1)$$

где A — работа, которую совершает сила над зарядом qна некотором участке цепи.

Пусть пробный заряд (q>0) перемещается в однородном электрическом поле под воздействием сил рассматриваемого поля из точки 1 в точку 2 на расстояние d (рис.1) в направлении поля.

Работа, которую совершают силы поля за счет его потенциальной энергии, равна:

$$A=\overline{F d}=F d=E q d(2)$$

где E – напряженность электрического поля. Из определения напряжения электрического поля и выражения (2) получаем, что формулой для расчета напряжения однородного поля можно считать:

$$U=E d(3)$$

При перемещении положительного заряда из точки (1), имеющей потенциал $\varphi_{1}$ в точку (2) c потенциалом $\varphi_{2}$ напряжение между этими двумя точками поля равноразности потенциалов этих точек:

$$U=\varphi_{1}-\varphi_{2}(4)$$

В электростатическом поле напряжение между двумя точками не зависит от формы пути, который соединяет данные точки. {r_{2}} \frac{\tau}{2 \pi r \varepsilon_{0}} d r=\frac{\tau}{2 \pi \varepsilon_{0}} \ln \left(\frac{r_{2}}{r_{1}}\right)=\frac{\tau}{2 \pi \varepsilon_{0}} \ln ?|2|$$

Ответ. $U=\frac{\tau}{2 \pi \varepsilon_{0}} \ln ?|2|$

Читать дальше: Формула работы.

Основные определения — напряжение | Определенный электрический

Напряжение между двумя точками — это краткое название электрической силы, которая будет управлять электрическим током между этими точками. В частности, напряжение равно энергии на единицу заряда. 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.

Напряжение можно измерить вольтметром. Единица измерения — вольт.

Определение

Напряжение между двумя концами пути — это полная энергия, необходимая для перемещения небольшого электрического заряда по этому пути, деленная на величину заряда. Математически это выражается как линейный интеграл электрического поля и временной скорости изменения магнитного поля вдоль этого пути.В общем случае при определении напряжения между двумя точками необходимо учитывать как статическое (неизменное) электрическое поле, так и динамическое (изменяющееся во времени) электромагнитное поле.

Исторические определения

Исторически эту величину также называли «напряжением» и «давлением». Давление сейчас устарело, но натяжение все еще используется, например, во фразе «High Tension» (HT), которая обычно используется в электронике на основе термоэмиссионных клапанов (вакуумных трубок).

Гидравлический аналог

Простая аналогия электрической цепи — вода, протекающая по замкнутому контуру трубопроводов, приводимая в движение механическим насосом. Это можно назвать водяным контуром. Разница напряжений между двумя точками соответствует разнице давления воды между двумя точками. Если существует разница в давлении воды между двумя точками, то поток воды (из-за насоса) из первой точки во вторую сможет выполнять работу, например приводить в движение турбину. Аналогичным образом работа может выполняться с помощью электрического тока, вызываемого разницей напряжений из-за электрической батареи: например, ток, генерируемый автомобильной батареей, может приводить в действие стартер в автомобиле.Если насос не работает, он не создает перепада давления, и турбина не вращается. Точно так же, если автомобильный аккумулятор разряжен, он не включит стартер.

Эта аналогия с потоком воды — полезный способ понять несколько электрических концепций. В такой системе работа по перемещению воды равна давлению, умноженному на объем перемещенной воды. Точно так же в электрической цепи работа, выполняемая по перемещению электронов или других носителей заряда, равна «электрическому давлению» (старый термин для обозначения напряжения), умноженному на количество перемещенного электрического заряда. Напряжение — удобный способ измерения работоспособности. Что касается «потока», чем больше «разница давления» между двумя точками (разность напряжений или разность давлений воды), тем больше поток между ними (электрический ток или поток воды).

Простые приложения

Обычное использование (что «напряжение» обычно означает «разность напряжений») теперь возобновлено. Очевидно, что при использовании термина «напряжение» в сокращенном смысле необходимо четко понимать две точки, между которыми определяется или измеряется напряжение.При использовании вольтметра для измерения разности напряжений один электрический провод вольтметра должен быть подключен к первой точке, а другой — ко второй точке.

Напряжение между двумя указанными точками

Обычно термин «напряжение» используется для определения того, сколько вольт падает на электрическое устройство (например, резистор). В этом случае «напряжение» или, точнее, «падение напряжения на устройстве» можно с пользой понимать как разницу между двумя измерениями. При первом измерении используется один электрический провод вольтметра на первой клемме устройства, а другой провод вольтметра подключен к земле. Второе измерение аналогично, но с первым проводом вольтметра на втором выводе устройства. Падение напряжения — это разница между двумя показаниями. На практике падение напряжения на устройстве можно измерить напрямую и безопасно с помощью вольтметра, изолированного от земли, при условии, что максимальное допустимое напряжение вольтметра не будет превышено.

Две точки в электрической цепи, соединенные «идеальным проводником», то есть проводником без сопротивления и вне изменяющегося магнитного поля, имеют нулевую разность напряжений. Однако другие пары точек также могут иметь нулевую разность напряжений. Если две такие точки соединить проводником, ток через соединение не будет протекать.

Сложение напряжений

Напряжение между A и C — это сумма напряжения между A и B и напряжения между B и C.Различные напряжения в цепи можно вычислить, используя законы Кирхгофа для цепей.

Когда говорят об переменном токе (AC), существует разница между мгновенным напряжением и средним напряжением. Мгновенные напряжения могут быть добавлены для постоянного тока (DC) и переменного тока, но средние напряжения могут быть добавлены осмысленно только тогда, когда они применяются к сигналам, которые имеют одинаковую частоту и фазу.

Измерительные приборы

К приборам для измерения разности напряжений относятся вольтметр, потенциометр и осциллограф.Вольтметр измеряет ток через постоянный резистор, который, согласно закону Ома, пропорционален разности напряжений на резисторе. Потенциометр работает путем уравновешивания неизвестного напряжения с известным напряжением в мостовой схеме. Электронно-лучевой осциллограф работает за счет усиления разности напряжений и использования ее для отклонения электронного луча от прямого пути, так что отклонение луча пропорционально разности напряжений.

Позвоните в Defined Electric по телефону 505-269-9861 или напишите по электронной почте одному из наших квалифицированных электриков в Альбукерке сегодня, чтобы бесплатно составить смету для вашего следующего электрического проекта.

Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома

Добавлено в избранное Любимый 119

Основы электроэнергетики

Приступая к изучению мира электричества и электроники, важно начать с понимания основ напряжения, тока и сопротивления. Это три основных строительных блока, необходимых для управления электричеством и его использования. Сначала эти концепции могут быть трудными для понимания, потому что мы не можем их «видеть».Невооруженным глазом нельзя увидеть энергию, текущую по проводу, или напряжение батареи, стоящей на столе. Даже молния в небе, хотя и видимая, на самом деле не является обменом энергии между облаками и землей, а является реакцией в воздухе на энергию, проходящую через него. Чтобы обнаружить эту передачу энергии, мы должны использовать измерительные инструменты, такие как мультиметры, анализаторы спектра и осциллографы, чтобы визуализировать, что происходит с зарядом в системе. Однако не бойтесь, это руководство даст вам общее представление о напряжении, токе и сопротивлении, а также о том, как они соотносятся друг с другом.

Георг Ом

Рассмотрено в этом учебном пособии

Как электрический заряд соотносится с напряжением, током и сопротивлением.
Что такое напряжение, сила тока и сопротивление.
Что такое закон Ома и как его использовать для понимания электричества.
Простой эксперимент для демонстрации этих концепций.

Электрический заряд

Электричество — это движение электронов.Электроны создают заряд, который мы можем использовать для работы. Ваша лампочка, стереосистема, телефон и т. Д. — все используют движение электронов для выполнения работы. Все они работают, используя один и тот же основной источник энергии: движение электронов.

Три основных принципа этого урока можно объяснить с помощью электронов или, более конкретно, заряда, который они создают:

Напряжение — это разница в заряде между двумя точками.
Текущий — это скорость, с которой происходит начисление.
Сопротивление — это способность материала сопротивляться прохождению заряда (тока).

Итак, когда мы говорим об этих значениях, мы на самом деле описываем движение заряда и, следовательно, поведение электронов. Цепь — это замкнутый контур, который позволяет заряду перемещаться из одного места в другое. Компоненты схемы позволяют нам контролировать этот заряд и использовать его для работы.

Георг Ом был баварским ученым, изучавшим электричество. Ом начинается с описания единицы сопротивления, которая определяется током и напряжением.Итак, начнем с напряжения и продолжим.

Напряжение

Мы определяем напряжение как количество потенциальной энергии между двумя точками цепи. Одна точка заряжена больше, чем другая. Эта разница в заряде между двумя точками называется напряжением. Он измеряется в вольтах, что технически представляет собой разность потенциальной энергии между двумя точками, которая будет передавать один джоуль энергии на каждый кулон заряда, проходящего через нее (не паникуйте, если это не имеет смысла, все будет объяснено).Единица «вольт» названа в честь итальянского физика Алессандро Вольта, который изобрел то, что считается первой химической батареей. Напряжение представлено в уравнениях и схемах буквой «V».

При описании напряжения, тока и сопротивления часто используется аналогия с резервуаром для воды. По этой аналогии заряд представлен количеством воды , напряжение представлено давлением воды , а ток представлен потоком воды . Итак, для этой аналогии запомните:

Вода = Заряд
Давление = Напряжение
Расход = Текущий

Рассмотрим резервуар для воды на определенной высоте над землей.Внизу этого бака есть шланг.

Давление на конце шланга может представлять напряжение. Вода в баке представляет собой заряд. Чем больше воды в баке, тем выше заряд, тем больше давление измеряется на конце шланга.

Мы можем рассматривать этот резервуар как батарею, место, где мы накапливаем определенное количество энергии, а затем высвобождаем ее. Если мы сливаем из нашего бака определенное количество жидкости, давление, создаваемое на конце шланга, падает. Мы можем думать об этом как об уменьшении напряжения, например, когда фонарик тускнеет из-за разряда батарей.Также уменьшается количество воды, протекающей через шланг. Меньшее давление означает, что течет меньше воды, что приводит нас к течению.

Текущий

Мы можем представить себе количество воды, протекающей по шлангу из бака, как ток. Чем выше давление, тем выше расход, и наоборот. С водой мы бы измерили объем воды, протекающей через шланг за определенный период времени.18 электронов (1 кулон) в секунду проходят через точку в цепи. Ампер в уравнениях обозначается буквой «I».

Предположим теперь, что у нас есть два резервуара, каждый со шлангом, идущим снизу. В каждом резервуаре одинаковое количество воды, но шланг одного резервуара уже, чем шланг другого.

Мы измеряем одинаковое давление на конце любого шланга, но когда вода начинает течь, расход воды в баке с более узким шлангом будет меньше, чем расход воды в баке с более узким шлангом. более широкий шланг.С точки зрения электричества, ток через более узкий шланг меньше, чем ток через более широкий шланг. Если мы хотим, чтобы поток через оба шланга был одинаковым, мы должны увеличить количество воды (заряд) в резервуаре с помощью более узкого шланга.

Это увеличивает давление (напряжение) на конце более узкого шланга, проталкивая больше воды через резервуар. Это аналогично увеличению напряжения, которое вызывает увеличение тока.

Теперь мы начинаем видеть взаимосвязь между напряжением и током.Но здесь следует учитывать третий фактор: ширину шланга. В этой аналогии ширина шланга — это сопротивление. Это означает, что нам нужно добавить еще один термин в нашу модель:

.
Вода = заряд (измеряется в кулонах)
Давление = напряжение (измеряется в вольтах)
Расход = ток (измеряется в амперах, или, для краткости, «амперах»)
Ширина шланга = сопротивление
Сопротивление
Снова рассмотрим наши два резервуара для воды, один с узкой трубой, а другой с широкой.
Само собой разумеется, что мы не можем пропустить через узкую трубу такой же объем, как более широкая, при том же давлении. Это сопротивление. Узкая труба «сопротивляется» потоку воды через нее, даже если вода находится под тем же давлением, что и резервуар с более широкой трубой.
С точки зрения электричества это представлено двумя цепями с одинаковым напряжением и разным сопротивлением. Цепь с более высоким сопротивлением позволит протекать меньшему количеству заряда, то есть в цепи с более высоким сопротивлением будет меньше тока, протекающего через нее.18 электронов. Это значение обычно обозначается на схемах греческой буквой «& ohm;», которая называется омега и произносится как «ом».
Закон Ома

Объединив элементы напряжения, тока и сопротивления, Ом разработал формулу:
Где
В = Напряжение в вольтах
I = ток в амперах
R = Сопротивление в Ом
Это называется законом Ома.Скажем, например, что у нас есть цепь с потенциалом 1 вольт, током 1 ампер и сопротивлением 1 Ом. Используя закон Ома, мы можем сказать:
Допустим, это наш резервуар с широким шлангом. Количество воды в баке определяется как 1 В, а «узость» (сопротивление потоку) шланга определяется как 1 Ом. Используя закон Ома, это дает нам ток (ток) в 1 ампер.
Используя эту аналогию, давайте теперь посмотрим на резервуар с узким шлангом. Поскольку шланг более узкий, его сопротивление потоку выше.Определим это сопротивление как 2 Ом. Количество воды в резервуаре такое же, как и в другом резервуаре, поэтому, используя закон Ома, наше уравнение для резервуара с узким шлангом составляет
.
а какой ток? Поскольку сопротивление больше, а напряжение такое же, это дает нам значение тока 0,5 А:
Значит, в баке с большим сопротивлением ток меньше. Теперь мы видим, что, зная два значения закона Ома, мы можем решить третье.Продемонстрируем это на эксперименте.
Эксперимент по закону Ома
Для этого эксперимента мы хотим использовать батарею на 9 В для питания светодиода. Светодиоды хрупкие и могут пропускать только определенное количество тока, прежде чем они перегорят. В документации к светодиоду всегда будет «текущий рейтинг». Это максимальное количество тока, которое может пройти через конкретный светодиод, прежде чем он перегорит.
Необходимые материалы
Для проведения экспериментов, перечисленных в конце руководства, вам потребуется:
ПРИМЕЧАНИЕ. Светодиоды — это так называемые «неомические» устройства.Это означает, что уравнение для тока, протекающего через сам светодиод, не так просто, как V = IR. Светодиод вызывает в цепи то, что называется «падением напряжения», тем самым изменяя величину протекающего через нее тока. Однако в этом эксперименте мы просто пытаемся защитить светодиод от перегрузки по току, поэтому мы пренебрегаем токовыми характеристиками светодиода и выбираем номинал резистора, используя закон Ома, чтобы быть уверенным, что ток через светодиод безопасно ниже 20 мА.
В этом примере у нас есть батарея на 9 В и красный светодиод с номинальным током 20 мА, или 0. 020 ампер. В целях безопасности мы предпочли бы не управлять максимальным током светодиода, а его рекомендуемым током, который указан в его техническом описании как 18 мА или 0,018 ампер. Если просто подключить светодиод напрямую к батарее, значения закона Ома будут выглядеть так:
следовательно:
, а поскольку сопротивления еще нет:
Деление на ноль дает бесконечный ток! Что ж, на практике не бесконечно, но столько тока, сколько может доставить аккумулятор. Поскольку мы НЕ хотим, чтобы через светодиод проходил такой большой ток, нам понадобится резистор.Наша схема должна выглядеть так:
Мы можем использовать закон Ома точно так же, чтобы определить значение резистора, которое даст нам желаемое значение тока:
следовательно:
вставляем наши значения:
решение для сопротивления:
Итак, нам нужно сопротивление резистора около 500 Ом, чтобы ток через светодиод не превышал максимально допустимый.
500 Ом не является обычным значением для стандартных резисторов, поэтому в этом устройстве вместо него используется резистор 560 Ом.Вот как выглядит наше устройство вместе.
Успех! Мы выбрали номинал резистора, достаточно высокий, чтобы ток через светодиод не превышал его максимальный номинал, но достаточно низкий, чтобы ток был достаточным, чтобы светодиод оставался красивым и ярким.
Этот пример светодиодного / токоограничивающего резистора — частое явление в хобби-электронике. Вам часто придется использовать закон Ома, чтобы изменить величину тока, протекающего по цепи. Другой пример такой реализации — светодиодные платы LilyPad.
При такой настройке вместо того, чтобы выбирать резистор для светодиода, резистор уже встроен в светодиод, поэтому ограничение тока выполняется без необходимости добавлять резистор вручную.
Ограничение тока до или после светодиода?
Чтобы немного усложнить задачу, вы можете разместить токоограничивающий резистор по обе стороны от светодиода, и он будет работать точно так же!
Многие люди, впервые изучающие электронику, борются с идеей, что резистор, ограничивающий ток, может находиться по обе стороны от светодиода, и схема по-прежнему будет работать как обычно.
Представьте себе реку в непрерывной петле, бесконечную, круглую, текущую реку. Если бы мы построили в нем плотину, вся река перестала бы течь, а не только с одной стороны. Теперь представьте, что мы помещаем водяное колесо в реку, которое замедляет течение реки. Неважно, где в круге находится водяное колесо, оно все равно замедлит поток на всей реке .
Это чрезмерное упрощение, поскольку токоограничивающий резистор не может быть размещен где-либо в цепи ; он может быть размещен на любой стороне светодиода для выполнения своей функции.
Чтобы получить более научный ответ, мы обратимся к закону напряжения Кирхгофа. Именно из-за этого закона резистор, ограничивающий ток, может располагаться по обе стороны светодиода и при этом иметь тот же эффект. Для получения дополнительной информации и некоторых практических задач с использованием KVL посетите этот веб-сайт.
Ресурсы и дальнейшее развитие
Теперь вы должны понять концепции напряжения, тока, сопротивления и их взаимосвязь. Поздравляю! Большинство уравнений и законов для анализа цепей можно вывести непосредственно из закона Ома.Зная этот простой закон, вы понимаете концепцию, лежащую в основе анализа любой электрической цепи!
Эти концепции — лишь верхушка айсберга. Если вы хотите продолжить изучение более сложных приложений закона Ома и проектирования электрических цепей, обязательно ознакомьтесь со следующими руководствами.
Что такое напряжение? | Хиоки
Что такое напряжение? Эта страница предлагает легкое для понимания объяснение того, чем напряжение отличается от тока, единицы измерения, в которых оно измеряется, и другую информацию.
Обзор
Перед тем, как начать использовать электронные устройства, вам необходимо хорошо разбираться в токе, сопротивлении, напряжении и связанных с ними темах. Если вы, как и большинство людей, знакомы со словами, но не имеете детального понимания основных понятий. Эта страница представляет собой легкое для понимания введение, в котором исследуется, как определяются напряжение и другие термины, как различаются ток и электрический потенциал и как можно измерить напряжение.
Что такое напряжение?
Напряжение описывает «давление», которое толкает электричество.Величина напряжения указывается единицей, известной как вольт (В), а более высокие напряжения заставляют больше электричества течь к электронному устройству. Однако электронные устройства предназначены для работы при определенных напряжениях; чрезмерное напряжение может повредить их схему.
Напротив, слишком низкое напряжение также может вызвать проблемы, не позволяя схемам работать и делая устройства, построенные вокруг них, бесполезными. Понимание напряжения и способов устранения связанных проблем необходимо для надлежащего обращения с электронными устройствами и выявления основных проблем при их возникновении.
Разница между напряжением и током
Как было сказано выше, простым описанием напряжения будет «способность вызывать прохождение электричества». Если вы похожи на большинство людей, вам трудно представить себе, что такое напряжение, поскольку вы не можете увидеть его непосредственно глазами. Чтобы понять напряжение, вы должны сначала понять электричество.
Электричество течет как ток. Вы можете представить это как поток воды, как в реке. Вода в реках течет с гор вверх по течению к океану вниз по течению.Другими словами, вода течет из мест с большой высотой воды в места с низкой высотой воды. Электричество действует аналогично: понятие высоты воды аналогично электрическому потенциалу, и электричество течет из мест с высоким электрическим потенциалом в места с низким электрическим потенциалом.
Электричество напоминает поток воды.
Разность потенциалов между двумя точками может быть выражена как напряжение. Напряжение — это как бы «давление», заставляющее течь электричество.В физике напряжение можно рассчитать с помощью закона Ома, который гласит, что напряжение равно сопротивлению, умноженному на ток.
Сопротивление указывает на трудности, с которыми течет электричество. Представьте себе водопровод. По мере того, как труба становится меньше, сопротивление увеличивается, и воде становится все труднее течь; при этом увеличивается сила потока. Напротив, по мере увеличения трубы вода течет легче, но сила потока уменьшается. Аналогичная ситуация и с током.Сопротивление и ток пропорциональны напряжению, а это означает, что при увеличении любого из них будет увеличиваться и напряжение.
Метод измерения напряжения
Мультиметры (мультитестеры) используются для измерения напряжения. Помимо напряжения, мультиметры могут выполнять проверку целостности цепи и измерять такие параметры, как ток, сопротивление, температуру и емкость. Мультиметры бывают как в аналоговом, так и в цифровом вариантах, но цифровые модели проще всего использовать без ошибочного считывания значений, поскольку они отображают значения напрямую.
Для измерения напряжения мультиметром вы подключаете положительный и отрицательный измерительные провода и выбираете диапазон измерения напряжения. Затем вы подключаете провода к обоим концам цепи, которую хотите измерить. При использовании аналогового тестера вы начинаете с самого большого диапазона измерения напряжения.
Если прибор не отвечает, попробуйте постепенно уменьшать диапазоны измерения, пока не достигнете диапазона, позволяющего измерять напряжение в цепи. При использовании цифрового тестера многие модели упрощают процесс измерения, автоматически регулируя диапазон измерения.
Разница между постоянным и переменным током
Возможно, вы знаете, что существует два вида тока: постоянный, или постоянный, и переменный, или переменный. Постоянный ток течет без изменения направления, величины тока или величины напряжения. Знакомым примером этого типа тока может быть батарея. Батареи производят напряжение и ток в одном направлении.
Если вы подключите миниатюрную лампочку к батарее, она будет генерировать равномерное количество света до тех пор, пока в батарее остается заряд, и это характеристика постоянного тока. Постоянный ток течет в виде плоской или пульсирующей формы волны.
Пример сигналов постоянного тока
Напротив, переменный ток характеризуется напряжением и током, направление и величина которых периодически меняются относительно нулевого положения. Типичным примером может служить ток, подаваемый в бытовые электрические розетки. Напряжение и ток изменяются в заданном ритме в виде синусоидальной, треугольной или пульсовой волны.
Пример сигналов переменного тока
Цепь постоянного тока должна быть подключена к положительной и отрицательной клеммам аккумулятора надлежащим образом.Некоторые схемы не будут работать должным образом, если аккумулятор подключен наоборот.
Но с бытовой электрической розеткой электричество будет течь, даже если вы перевернете левый и правый контакты вилки. Поскольку электричество в переменном токе течет в обоих направлениях, величина электричества меняется момент за моментом. Эти значения известны как мгновенные значения, и их можно описать такими значениями, как максимальное значение, минимальное значение, среднее значение, размах колебаний и среднеквадратичное значение.
Используйте мультиметр, когда вам нужно измерить напряжение.
Напряжение — показатель способности перемещать электричество. Эта концепция тесно связана с другими концепциями, такими как разность потенциалов, ток и сопротивление, поэтому важно развить общее понимание предмета. Для измерения напряжения вам понадобится мультиметр. Мультиметры просты в использовании, поэтому обязательно используйте их, когда вам нужно измерить напряжение.
Как использовать
Сопутствующие товары
Подробнее
Определение для изучающих английский язык из Словаря учащихся Merriam-Webster
^{Напряжение
/ ˈVoʊltɪʤ /
имя существительное множественное число напряжения
множественное число напряжения
Определение НАПРЯЖЕНИЯ учащимся :
сила электрического тока, измеряемая в вольтах [noncount]
[считать]
Определение и значение напряжения | Словарь английского языка Коллинза
Примеры ‘напряжение’ в предложении
напряжение
Эти примеры были выбраны автоматически и могут содержать конфиденциальный контент. Подробнее… Они преобразуют напряжение, превращая электричество в магнетизм и обратно. Times, Sunday Times (2009)
Или скачок высокого напряжения при включении зажигания. Times, Sunday Times (2010)
Автоматический выбор напряжения позволяет использовать бритву в любой точке мира. Times, Sunday Times (2008)
Эта технология работает за счет снижения напряжения в электросети, поступающей в дом или офис. Times, Sunday Times (2012)
Между проводом и стенкой трубки подается высокое напряжение. Times, Sunday Times (2010)
Автоматический выбор напряжения позволяет использовать его во всем мире. Times, Sunday Times (2008)
Электрическое напряжение, необходимое для работы машин, не больше, чем для кипячения чайника. The Sun (2012)
Автоматический выбор напряжения позволяет использовать его в любой точке мира. Times, Sunday Times (2009)
Он также сообщит вам текущую температуру и напряжение вашей батареи. Times, Sunday Times (2012)
При достаточно высоком напряжении это может занять всего десять минут. Times, Sunday Times (2010)
Показать больше …
Работа с высоким напряжением в автомобиле была огромным образовательным процессом. Times, Sunday Times (2015)
Автоматический выбор напряжения означает, что бритву можно использовать в любой точке мира, как от сети, так и без проводов. Times, Sunday Times (2008)
Точно так же нестабильные модели и смена времен года в церкви могут вызвать критику высокого напряжения. Христианство сегодня (2000)
Напряжение отношений было высоким. Times, Sunday Times (2014)
Когда его электроды прикладываются к груди, его внезапный импульс высокого напряжения может вернуть сердце в нормальный ритмичный ритм. The Sun (2012)
Итак, в «Ливерпуль» за высочайшее удовольствие от дерби в Мерсисайде. Times, Sunday Times (2012)
Любое измерение электрической энергии должно было быть синтезом составляющих ее элементов: заряда, тока, напряжения и сопротивления. Andro Linklater MEASURING AMERICA (2002)
То же самое произошло на следующей точке зарядки, с сообщением на приборной панели автомобиля о слишком низком напряжении. Times, Sunday Times (2014)
Определение напряжения, потенциала и разности потенциалов
Электрический потенциал в точке (или просто «потенциал»)
Это работа, выполняемая за один кулон заряда, перемещая очень небольшой положительный тестовый заряд от нуля до этой точки.
Единицей измерения электрического потенциала является вольт.
Идея здесь в том, что у нас есть большой кусок заряда, и мы хотим выяснить, как этот большой кусок повлияет на какую-то другую точку в космосе.
Хороший способ сделать это — поместить в эту точку небольшой положительный тестовый заряд и измерить силу, приложенную к нему. Мы делим на заряд нашего небольшого тестового заряда, чтобы получить силу на единицу тестового заряда. Тогда фактический размер тестового заряда не имеет значения. Это называется «напряженностью электростатического поля» из-за большого комка в этой точке.
Деятельность Напряженность электрического поля и электрический потенциал. Перетащите маленький заряд (альфа-частицу) к ядру и наблюдайте за силой, действующей на него, и за тем, как он движется, когда высвобождается. Теперь по факту нельзя просто заставить тестовый заряд появляться из ниоткуда, надо откуда-то приносить. Обычно его приносят издалека, так далеко, что большая шишка почти не действует.
Мы называем эту точку бесконечностью, и это просто означает, что она находится далеко от большого камня в любом направлении. Итак, в этом случае наш ноль выбран как бесконечно удаленный.
Если мы представим, что большой кусок имеет положительный заряд, то он будет отражать наш тестовый заряд все время, пока мы приближаемся к нему.Так что нам нужно проделать некоторую работу, потратить немного энергии, поскольку мы приближаем тестовый заряд все ближе и ближе. Энергия, которую мы тратим (на кулон пробного заряда), чтобы добраться от бесконечности до интересующей нас точки, называется «электростатическим потенциалом» из-за большого комка в этой точке.
Для положительного заряда потенциал вокруг него всегда положительный, потому что вам нужно потрудиться, чтобы получить тестовый заряд до любой точки. Для отрицательной шишки потенциал вокруг нее всегда отрицательный, потому что вам нужно потрудиться, чтобы не дать пробному заряду добраться до этой точки, поскольку они притягиваются друг к другу.
Вот почему мы должны использовать обычный ток. Это потому, что определение потенциала использует положительный тестовый заряд, а не отрицательный. Итак, все наши определения энергии включают движение положительных зарядов.
Что касается электростатики (т.е. заряженных кусков вещества), мы склонны выбирать бесконечность в качестве нуля нашего потенциала. Но для электрических цепей мы выбираем отрицательную клемму источника питания в качестве нуля нашего потенциала.
Таким образом, потенциал в точке цепи — это работа, совершаемая на единицу испытательного заряда, перемещая небольшой положительный испытательный заряд от отрицательного вывода к этой точке.
Напряжение в точке
Если мы думаем о потенциале в какой-то момент, мы можем сказать такие вещи, как. «Вся положительная сторона цепи находится под напряжением 6 вольт» или «На половине длины нити накала лампы напряжение около 3 вольт» или «потенциал отрицательной стороны цепи составляет 0 вольт».
Более неформальный способ описания потенциала в точке — это просто говорить о напряжении в этой точке. Так что можно сказать, что «напряжение в этой точке составляет около 3 вольт».
Вы можете использовать вольтметр для измерения напряжения в любой заданной точке.Вы подключаете один конец («отрицательный конец») вольтметра к отрицательной клемме батареи (потому что это то, что вы выбрали в качестве нуля потенциала), а другой конец — к интересующей вас точке.
Это можно рассматривать как частный случай измерения разности потенциалов.
Разница потенциалов (p.d.)
Это работа, выполняемая за кулон заряда, перемещая небольшой положительный тестовый заряд между двумя точками.
При потенциале мы всегда выбирали одну точку для нулевой энергии, т.е.грамм. бесконечность или отрицательный полюс батареи. Используя разность потенциалов, мы можем выбрать любые две точки. Например, одна точка может быть на 9 вольт, а другая на 4 вольта, и в этом случае разность потенциалов будет всего 5 вольт.
Мы склонны говорить о разности потенциалов, потому что это то, что измеряют вольтметры. Вы должны подключить оба конца вольтметра, потому что вы сравниваете потенциал в одной точке с потенциалом в другой.
назад к уроку 5: Напряжение и ток
Что такое напряжение | Все о напряжении простыми словами
Узнайте все о напряжении с точки зрения электричества простыми словами с определением, единицей измерения, символом и примерами.
Здесь мы узнаем Что такое напряжение — Все о Напряжение с точки зрения электричества объяснено простыми словами с определением, единицей измерения, символом, примерами.
Что такое напряжение?
Voltage — это тип « давления », который управляет зарядом через электрическую цепь.
Тела с противоположными зарядами притягиваются, они действуют друг на друга, стягивая их вместе. Величина силы пропорциональна произведению заряда на каждую массу.Это похоже на гравитацию, где мы используем термин « масса » для обозначения качества тел, которое приводит к силе притяжения, которая стягивает их вместе.
Электрическая сила, как и сила тяжести, также обратно пропорциональна квадрату расстояния между двумя телами; короткое разделение означает большие силы.
Таким образом, требуется противодействующая сила, чтобы удерживать два заряда противоположного знака друг от друга, точно так же, как требуется сила, чтобы не дать яблоку упасть на землю.
Также требуется работа и расход энергии, чтобы разделить положительный и отрицательный заряды, точно так же, как требуется работа, чтобы поднять большую массу против силы тяжести или растянуть пружину. Эта накопленная или потенциальная энергия может быть восстановлена и использована для выполнения некоторой полезной задачи.
Падающая масса может поднять ведро с водой; втягивающаяся пружина может закрыть дверь или запустить часы. Требуется некоторое воображение, чтобы придумать способы, которыми можно зацепиться за заряды противоположного знака, чтобы выполнить некоторую полезную работу, но это должно быть возможно.
Потенциал, который разделенные противоположные заряды имеют для выполнения работы, если они выпущены, чтобы лететь вместе, называется напряжением, измеряемым в единицах вольт ( В, ).
Противоположные заряды притягивают друг друга Определение напряжения
«Напряжение — это электродвижущая сила или разность потенциалов, измеряемая в вольтах»
Вкратце: Напряжение = Давление , измеряется в вольтах ( В, ).
Пример
Простая цепь постоянного тока (, постоянный ток, ).
Напряжение
Символ
На заре развития электричества напряжение было известно как электродвижущая сила ( ЭДС, ).Вот почему в ранних формулах, таких как закон Ома, напряжение обозначается символом E . В наши дни он представлен символом « V » или « E ».
Как измеряется напряжение?
Чем больше величина заряда и больше физическое разделение, тем больше напряжение или запасенная энергия. Чем больше напряжение, тем больше сила, объединяющая заряды.
Напряжение всегда измеряется между двумя точками, в данном случае положительным и отрицательным зарядом.Если вы хотите сравнить напряжение нескольких заряженных тел, относительную силу, движущую различные заряды, имеет смысл сохранить одну точку постоянной для измерений. Традиционно эта общая точка называется « земля ».
Итак, как узнать, положительный или отрицательный заряд у определенного сгустка? Вы не можете изолироваться. Даже с двумя зарядами вы можете только сказать, одинаковы ли они ( они отталкивают ) или противоположны ( они притягивают ).
Одинаковые заряды оказывают друг на друга силу отталкивания
Имена относительные; кто-то должен определить, какой из них « положительный ».Аналогично, напряжение между двумя точками A, и B , VAB является относительным. Если VAB положительный, вы знаете, что две точки противоположно заряжены, но вы не можете сказать, имеет ли точка A положительный заряд, а точка B отрицательный или наоборот.
Однако, если вы сделаете второе измерение между A и другой точкой C , вы сможете, по крайней мере, определить, имеют ли B и C одинаковый заряд, по относительному знаку двух напряжений: VAB и VAC к вашей общей точке A .
Вы даже можете определить напряжение между B и C , не измеряя его: VBC = VAC — VAB . В этом заключается преимущество определения общей точки, например A, , в качестве заземления и выполнения всех измерений напряжения относительно нее.
Если дополнительно определить заряд в точке A как отрицательный, то положительный VAB означает, что точка B по определению заряжена положительно. Имена и знаки являются относительными и иногда сбивают с толку, если кто-то забывает, что такое ориентир или точка заземления.
Видео: что такое напряжение?

Похожие сообщения:
.}