Единица измерения напряжения кратко
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 92.
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 92.
Напряжение — это физическая величина, позволяющая вычислить работу, совершаемую заряженными частицами под действием электрического поля. Электрический ток, образованный упорядоченным потоком зарядов в проводнике, совершает работу, например, разогревает нить накаливания электрической лампы. Единица измерения работы — джоуль.
На что похоже электрическое напряжение
Для наглядности можно сравнить электрический ток в проводнике с потоком воды в трубе за счет разности высот. Поток воды будет тем больше, чем больше перепад высоты, который создает напор (аналог напряжения) в трубе. Работа, совершенная водой, будет зависеть от ее массы и высоты, с которой произошло ее падение. Объем воды, прошедший через сечение трубы за определенное время, можно сравнить с величиной заряда, который прошел через проводник.
Аналогично, работа тока будет пропорциональна величине протекшего заряда и напряжению электрического поля на участке цепи.
Итак, если в цепи нет напряжения, то не будет и электрического тока, так же, как и в замкнутом озере, где вода расположена на одном уровне, не будет никаких течений.
Рис. 1. Примеры приборов, в которых работу совершает электрический ток.Определение электрического напряжения
Работа A, совершенная электрическим полем по перемещению электрического заряда q, равна:
$ A = { q*U } $ (1)
где величина U называется электрическим напряжением. Если электрический заряд равняется 1 Кл (кулону), то согласно формулы (1) напряжение будет в точности равно работе по перемещению единичного заряда.
Единица измерения напряжения
Единица напряжения называется вольт. Эта физическая величина получила свое название в честь выдающегося итальянского физика Алессандро Вольта, изучавшего природу электрических явлений.
Алессандро Вольта первым придумал и изготовил источник постоянного тока, прототип сегодняшних “батареек”, которыми люди повсеместно пользуются в быту и на производстве. Источником зарядов были химические реакции. Свое изобретение Вольта назвал гальваническим элементом в честь своего коллеги, замечательного ученого Луиджи Гальвани.
В международной интернациональной системе единиц СИ вольт обозначается заглавной латинской буквой V, а в нашей стране для этого используется буква русского алфавита В.
Воспользовавшись формулой (1) и размерностями величин для работы (Джоуль) и заряда (Кулон), получим размерность для единицы напряжения:
$$ [В] = { [Дж]\over [Kл] } $$
На практике, для удобства, кроме вольта часто используются кратные единицы, когда напряжение либо много меньше одного вольта, либо много больше:
- Микровольт: 1 мкВ=0,000001 В;
- Милливольт: 1 мВ=0,001 В;
- Киловольт: 1 кВ=1000 В.
Что мы узнали?
Итак, мы узнали, что напряжением называется величина, характеризующая способность электрического поля совершать работу, создавая электрический ток в проводниках. Единица измерения напряжения в системе СИ — вольт. Если напряжение на участке цепи равно 1 В, то работа по перемещению заряда величиной 1 Кл будет равна 1 Дж.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 92.
А какая ваша оценка?
Каким должно быть напряжение в розетке домашней электросети: 220В или 230В?
4 мая 2018 Каким должно быть напряжение в розетке домашней электросети? На этот вопрос большинство ошибочно ответит – 220 В.
Не многие знают, что введённый в 2015 году ГОСТ 29322-2014 устанавливает в нашей стране величину стандартного бытового напряжения не 220 В, а 230 В. В нашей статье мы сделаем небольшой экскурс в историю электрического напряжения, которое применялось ранее в России, и выясним, с чем связан переход к новой норме.
Содержание
Стандарт бытового напряжения в СССР до 60-х годов XX века
В СССР вплоть до 60-х годов XX века эталоном бытового напряжения считались 127 В. Это значение обязано своим появлением талантливому инженеру русско-польского происхождения Михаилу Доливо-Добровольскому, разработавшему в конце XIX века трёхфазную систему передачи и распределения переменного тока, отличную от ранее предложенной Николой Тесла – двухфазной.
Изначально в трехфазной системе Добровольского линейное напряжение (между двумя фазными проводниками) составляло 220 В. Фазное напряжение (между нейтральным и фазным проводником), которое мы используем в бытовых целях, меньше линейного на «корень из трёх» – соответственно для данного случая получаем указанные 127 В.
Новый стандарт сетевого напряжения в Европе
Дальнейшие развитие электротехники и появление новых электроизоляционных материалов привели к повышению указанных значений: сначала в Германии, а затем и во всей Европе был принят стандарт 380 В – для линейного напряжения и 220 В – для фазного (бытового). Сделано это было с целью экономии – при росте напряжения (с сохранением установленной мощности) в цепи снижается сила тока, что позволило использовать проводники с меньшей площадью сечения и сократить потери в кабельных линиях.
СССР переходит на новый стандарт – 220/380 В
В Советском Союзе, несмотря на наличие прогрессивного стандарта 220/380 В, при реализации плана массовой электрификации строили сети переменного тока преимущественно по устаревшей методике – на 127/220 В. Первые попытки перейти на напряжение европейского образца были предприняты в нашей стране ещё в 30-х годах XX века. Однако массовый переход был начат лишь в послевоенное время, его причиной стала возрастающая нагрузка на энергосистему, которая поставила инженеров перед выбором – либо увеличивать толщину кабельных линий, либо повышать номинальное напряжение.
Переход растянулся на десятилетия: новые подстанции строили уже под номинал 220/380 В, а большинство старых переводили лишь после плановой замены отслуживших свой срок трансформаторов. Поэтому в СССР долгое время параллельно сосуществовали два стандарта для сетей общего пользования – 127/220 В и 220/380 В. Окончательное переключение на 220 В некоторых однофазных потребителей, по свидетельствам очевидцев, произошло только в конце 80-х — начале 90-х годов.
Сетевое напряжение в США
Стоит отметить, что не все страны перешли на общий стандарт напряжения. Например, в США установленное напряжение однофазной бытовой сети – 120 В, при этом к большинству жилых домов подводятся не фаза и нейтраль, а нейтраль и две фазы, позволяющие в случае необходимости запитать мощных потребителей линейным напряжением.
Кроме того, в Соединённых Штатах отлична и частота – 60 Гц, в то время как общеевропейский стандарт – 50 Гц.
Дальнейшее увеличение номинальных напряжений – 230/400 В
Потребление электрического тока постоянно росло и в конце ХХ века в Европе было принято решение о дальнейшем увеличении номинальных напряжений в трехфазной системе переменного тока: линейного с 380 В до 400 В и, как следствие, фазного с 220 В до 230 В. Это позволило повысить пропускную способность существующих цепей питания и избежать массовой прокладки новых кабельных линий.
В целях унификации параметров электрических сетей новые общеевропейские стандарты были предложены Международной электротехнической комиссией и другим странам мира. Российская Федерация согласилась их принять и разработала ГОСТ 29322-92, предписывающий электроснабжающим организациям перейти на 230 В к 2003 году. ГОСТ 29322-2014, как уже выше упоминалось, устанавливает значение номинального напряжения между фазой и нейтралью в трехфазной четырехпроводной или трехпроводной системе равным 230 В, однако допускает применение и систем с 220 В.
Пятипроцентное изменение их номинала не должно сказаться на функционировании привычных бытовых электроприборов, так как они имеют определённый диапазон допустимых значений питающего напряжения. Обе величины, 220 и 230 В, в большинстве случаев, входят в этот диапазон. Однако определённые трудности при переходе на европейские стандарты всё-таки могут возникнуть. Они, в первую очередь, коснутся работы осветительного оборудования с лампами накаливания, рассчитанными на 220 В. Увеличение входного напряжения вызовет перенакал вольфрамовой нити, что негативно скажется на её долговечности – такие лампы будут чаще перегорать. Поэтому покупателям следует быть внимательнее и выбирать электролампы, допускающие включение в сеть 230 В (номинальное напряжение обычно указывается в маркировке прибора).
В заключение следует сказать, что различные нештатные ситуации, возникающие в отечественных электросетях (резкие перепады напряжения или прекращение подачи электричества), представляют для электрооборудования намного большую опасность, чем плановый переход на европейские стандарты электропитания.
Защитить современную технику от пагубных влияний различных сетевых колебаний могут специальные устройства – стабилизаторы напряжения и источники бесперебойного питания. Группа компаний «Штиль» выпускает данное оборудование с различными значения выходного напряжения: 220 В, 230 В или 240 В.
Подробнее о стабилизаторах напряжения «Штиль»:
Инверторные стабилизаторы напряжения «Штиль». Модельный ряд.
мировых значений напряжения и частоты
Перейти к содержимомуby Editorial Staff
Напряжение и частота переменного тока (AC), используемого в домах, варьируются от страны к стране по всему миру. Обычно используется либо 110 вольт переменного тока (110 В), либо 220 вольт переменного тока (220 В).
Обратите внимание, что 110 вольт и 220 вольт являются средними, так как напряжение колеблется во время использования.
Большинство стран используют 50 Гц (50 Гц или 50 циклов в секунду) в качестве частоты переменного тока. Лишь немногие используют 60 Гц.
Перечень стран
Из более чем 200 стран, перечисленных ниже, в большинстве используется напряжение 220–240 В переменного тока. Другие используют от 100 до 120 В переменного тока. В некоторых странах, в том числе в США, используются двойные напряжения. 43 страны используют 60 Гц, а остальные используют 50 Гц.
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0030
0030
Резюме
Напряжение и частота переменного тока различаются в разных странах мира.
Большинство используют 220 В и 50 Гц. Около 20% стран используют 110 В и/или 60 Гц для питания своих домов. 220 В и 60 Гц являются наиболее эффективными значениями, но только несколько стран используют эту комбинацию. В Соединенных Штатах используется электричество переменного тока 120 В и 60 Гц.
2023 © Воспроизведение без явного разрешения запрещено. — Курсы PLC SCADA — Сообщество инженеров
Что такое закон Ома? | Fluke
Закон Ома — это формула, используемая для расчета соотношения между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи.
Для студентов, изучающих электронику, закон Ома (E = IR) так же важен, как уравнение относительности Эйнштейна (E = mc²) для физиков.
E = I x R
При расшифровке это означает напряжение = ток x сопротивление , или вольт = ампер x ом , или В = А x Ом .
Названный в честь немецкого физика Георга Ома (1789-1854), закон Ома касается ключевых величин, действующих в цепях: цепи
Если два из этих значений известны, технические специалисты могут изменить закон Ома для расчета третьего.
Просто измените пирамиду следующим образом:
Если вы знаете напряжение (E) и силу тока (I) и хотите знать сопротивление (R), уменьшите X R в пирамиде и рассчитайте оставшееся уравнение (см. первое или последнее уравнение). слева, пирамида вверху).
Примечание: Сопротивление нельзя измерить в работающей цепи, поэтому закон Ома особенно полезен, когда его необходимо рассчитать. Вместо того, чтобы отключать цепь для измерения сопротивления, технический специалист может определить R, используя приведенный выше вариант закона Ома.
Теперь, если вы знаете напряжение (E) и сопротивление (R) и хотите узнать ток (I), вычеркните X из I и вычислите оставшиеся два символа (см. среднюю пирамиду выше).
А если вы знаете ток (I) и сопротивление (R) и хотите знать напряжение (E), умножьте нижние половины пирамиды (см. третью, или крайнюю правую, пирамиду вверху).
Попробуйте выполнить несколько расчетов на основе простой последовательной цепи, включающей только один источник напряжения (батарея) и сопротивление (свет).
В каждом примере известны два значения. Используйте закон Ома, чтобы вычислить третий.
Пример 1: Напряжение (E) и сопротивление (R) известны.
Какой ток в цепи?
I = E/R = 12 В/6 Ом = 2 А
Пример 2: Напряжение (E) и ток (I) известны.
Какое сопротивление создает лампа?
R = E/I = 24 В/6 А = 4 Ом
Пример 3: Ток (I) и сопротивление (R) известны. Какое напряжение?
Какое напряжение в цепи?
E = I x R = (5A)(8Ω) = 40 В
Когда Ом опубликовал свою формулу в 1827 году, его ключевой вывод заключался в том, что количество электрического тока, протекающего через проводник, равно прямо пропорционально приложенному к нему напряжению. Другими словами, требуется один вольт давления, чтобы протолкнуть один ампер тока через сопротивление в один ом.
Что проверять с помощью закона Ома
Закон Ома можно использовать для проверки статических значений компонентов схемы, уровней тока, источников напряжения и падения напряжения.
Если, например, контрольно-измерительный прибор обнаруживает измеренный ток выше нормального, это может означать, что сопротивление уменьшилось или напряжение увеличилось, что привело к возникновению ситуации с высоким напряжением. Это может указывать на проблему с питанием или цепью.
В цепях постоянного тока (постоянного тока) измерение тока ниже нормального может означать, что напряжение уменьшилось или сопротивление цепи увеличилось. Возможными причинами повышенного сопротивления являются плохие или ослабленные соединения, коррозия и/или поврежденные компоненты.
Нагрузки в цепи потребляют электрический ток. Нагрузками могут быть любые компоненты: небольшие электрические устройства, компьютеры, бытовая техника или большой двигатель. К большинству этих компонентов (нагрузок) прикреплена заводская табличка или информационная наклейка. Эти паспортные таблички содержат сертификаты безопасности и несколько идентификационных номеров.
Технические специалисты обращаются к шильдикам компонентов, чтобы узнать стандартные значения напряжения и силы тока.
Если во время тестирования техники обнаруживают, что обычные значения не регистрируются на их цифровых мультиметрах или токоизмерительных клещах, они могут использовать закон Ома, чтобы определить, какая часть цепи дает сбой, и исходя из этого определить, в чем может заключаться проблема.
Основы науки о цепях
Цепи, как и вся материя, состоят из атомов. Атомы состоят из субатомных частиц:
- Протоны (с положительным электрическим зарядом)
- Нейтроны (без заряда)
- Электроны (отрицательно заряженные)
Атомы остаются связанными силами притяжения между ядром атома и электронами в его внешней оболочке. Под влиянием напряжения атомы в цепи начинают реформироваться, и их компоненты проявляют потенциал притяжения, известный как разность потенциалов. Взаимно притягивающиеся свободные электроны движутся навстречу протонам, создавая поток электронов (ток). Любой материал в цепи, который ограничивает этот поток, считается сопротивлением.