Какое бывает напряжение электричества: Электрическое напряжение: определение, виды, единицы измерения

Что такое электрическое напряжение

Электрическое напряжение

Что такое электрическое напряжение – это разность потенциалов между двумя точками электрического поля; это физическая величина, значение которой равно работе электрического поля по перемещению единичного заряда между двумя точками. Всем всё понятно? Думаю нет.

Сейчас я попытаюсь максимально легко рассказать, что такое
электрическое напряжение. Надеюсь у меня получится! Итак, поехали…

Обратите внимание на рисунок

В одной бутылке уровень воды составляет 300 мм, в другой 150мм, разница воды в бутылках получается 150мм. В электричестве это называется разностью потенциалов, т.е разность потенциалов в наших бутылках равна 150 мм.

Разность потенциалов

А теперь давайте соединим эти бутылки между собой шлангом и
поместим в шланг шарик, что будет?

Вода начнёт перетекать из бутылки, в которой уровень воды больше, в другую бутылку. И соответственно поток воды будет перемещать наш шарик по шлангу. Процесс перетекания воды прекратится тогда, когда уровень в бутылках станет одинаковым (принцип сообщающихся сосудов).

Когда уровень воды в бутылках стал одинаковым, разность
потенциалов стала равна нулю, т.е. электродвижущая сила (ЭДС) равна нулю и наш
шарик остаётся на месте.

Что такое ЭДС

Что такое ЭДС, думаете Вы? Сейчас расскажу!

Электродвижущая сила (ЭДС) тоже измеряется в Вольтах, как и
напряжение.

Давайте возьмём прибор, который измеряет вольты (вольтметр),
батарейку и произведём замер.

Прибор показывает 1,5 Вольта и это не напряжение, а электродвижущая сила (ЭДС).

А теперь подключим к батарейке лампочки.

Измерение напряжения на различных участках электрической цепи.

Заметили, что на одной лампочке напряжение (не ЭДС)
составляет 1 Вольт, а на другой 0,3 вольта

Напряжение на лампочках зависит от их мощности.Мощность измеряется
в Ваттах.

 Мощность= Напряжение
* ток (P=U*I)

Чем больше мощность лампочки, тем больше будет на ней
напряжение.

Если батарейка у нас 1,5 вольта= 1 Вольт +0,3 Вольта= 1,3
Вольта, куда делись 0,2 Вольта? У батарейки есть тоже своё внутреннее сопротивление,
вот туда они и ушли.

Подводим ИТОГИ:

Что такое электродвижущая сила (ЭДС)- это физическая
величина, которая характеризует работу сторонних сил в источниках тока
(батарейки, генераторы и т.д). ЭДС показывает нам работу источника тока по
переносу заряду через всю цепь.

А напряжение показывает нам работу по переносу заряда на
участке цепи.

Что такое напряжение простыми словами — это  внешняя сила, которая перемещает  наш с вами шарик в показанном примере выше.

А в электричестве — это сила, которая перемещает электроны
от одного атома к другому.

Приведу ещё один пример, что такое электрическое напряжение :

Представьте, что вы можете поднять камень весом 50 кг, т.е
Ваша подъёмная сила равна 50 кг (в электричестве это электродвижущая сила).
Идетё вы и на пути у вас лежит камень массой 20 кг, вы берёте его и несёте 10
метров. Вы затратили определённую энергию по переносу этого камня  (в электричестве это — напряжение). Следующий камень
уже весит 40 кг и чтобы его перенести из одной точки в другую вы затратите
больше энергии, чем затратили по переносу камня весом 20 кг. Подъёмная сила (в
электричестве-это ЭДС) у Вас всегда одна, но в зависимости от веса камня вы
всегда тратите разное количество энергии (в электричестве — это напряжение).
Т.е. на каждом отрезке пути у Вас разное напряжение.

Надеюсь вы поняли, что такое электрическое напряжение!

Зависимость тока от напряжения

Давайте вспомним закон Ома

Все помнят, что такое ток, если нет, то прочтите вот эту статью http://svoedelo.net/chto-takoe-tok-prostymi-slovami.html

По формуле видно, что ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Т.е. чем больше ток, тем больше и напряжение и наоборот.

Как померить напряжение мультиметром

В этом видео я рассказываю как померить напряжение мультиметром в розетке.

Виды напряжения | Теория

Электрическое напряжение — это величина, численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками электрической цепи.

Движение электронов может меняться в зависимости от полярности напряжения. Поэтому различают разные виды напряжения.

Постоянное напряжение

Электроны всегда движутся силой и в одном направлении.

Обозначение:
— или DC (Direct Current)

Переменное напряжение

Электроны многократно меняют свое направление за рассматриваемую единицу времени.

Обозначение:

_ или AC (Alternating Current)

Параметры синусоидального переменного напряжения:

• Us пиковое напряжение
• Uss размах пульсации напряжения
• Ueff эффективное значение напряжения
• Uss = 2 * Us
• Ueff = 0,707 * Us

Смешанное напряжение

В результате наложения (смешения) постоянного и переменного напряжения могут создаваться смешанные напряжения, при которых меняется только величина напряжения, но не направление.

Обозначение:
DC (Direct Current)

определение, формулы и как измеряется

В данной статье мы подробно разберем что такое напряжение, как просто его представить и измерить.

Определение

Напряжение — это электродвижущая сила, которая толкает свободные электроны от одного атома к другому в том же направлении.

В первые дни электричества напряжение было известно как электродвижущая сила (ЭДС). Именно поэтому в уравнениях, таких как закон Ома, напряжение представлено символом Е.

Алессандро Вольта

Единицей электрического потенциала является вольт, названный в честь Алессандро Вольта, итальянского физика, жившего между 1745 и 1827 годами.

Алессандро Вольта был одним из пионеров динамического электричества. Исследуя основные свойства электричества, он изобрел первую батарею и углубил понимание электричества.

Представление напряжения

Легче всего понять напряжении, представив давлении в трубе. При более высоком напряжении (давлении) будет течь более сильный ток. Хотя важно понимать, что напряжение (давление) может существовать без тока (потока), но ток не может существовать без напряжения (давления).

Напряжение часто называют разностью потенциалов, потому что между любыми двумя точками в цепи будет существовать разница в потенциальной энергии электронов. Когда электроны протекают через батарею, их потенциальная энергия увеличивается, но когда они протекают через лампочку, их потенциальная энергия будет уменьшаться, эта энергия покинет цепь в виде света и тепла.

Возьмите, например, обычную 1,5-вольтовую батарею AA, между двумя клеммами (+ и -) есть разность потенциалов 1,5 Вольт.

Напряжение или разность потенциалов — это просто измерение количества энергии (в джоулях) на единицу заряда (кулона). Например, в 1,5-вольтовой батарее AA каждый кулон (заряд) будет получать 1,5 вольт или джоулей энергии.

Напряжение = [Джоуль ÷ Кулон]

1 вольт = 1 джоуль на кулон

100 вольт = 100 джоулей на кулон

1 кулон = 6 200 000 000 000 000 000 электронов (6,2 × 10 ¹⁸ )

В чем измеряется напряжение

Мы измеряем напряжение в единицах «Вольт», которые обычно обозначаются просто буквой «V» на чертежах и технической литературе. Часто необходимо количественно определить величину напряжения, это делается в соответствии с единицами СИ, наиболее распространенные величины напряжения, которые вы увидите:

• мегавольт (мВ)
• киловольт (кВ)
• вольт (В)
• милливольт (мВ)
• микровольт (мкВ)

Напряжение всегда измеряется в двух точках с помощью устройства, называемого вольтметром. Вольтметры являются либо цифровыми, либо аналоговыми, причем последний является наиболее точным. Вольтметры обычно встроены в портативные цифровые мультиметровые устройства, как показано ниже, они являются распространенным и часто важным инструментом для любого электрика или инженера-электрика. Обычно вы найдете аналоговые вольтметры на старых электрических панелях, таких как распределительные щиты и генераторы, но почти все новое оборудование будет поставляться с цифровыми счетчиками в качестве стандарта.

Портативный цифровой мультиметр с функцией вольтметра

На электрических схемах вы увидите устройства вольтметра, обозначенные буквой V внутри круга, как показано ниже:

Расчет напряжения

В электрических цепях напряжение может быть рассчитано в соответствии с треугольником Ома. Чтобы найти напряжение (V), просто умножьте ток (I) на сопротивление (R).

Напряжение (V) = ток (I) * сопротивление (R)

V = I *R

Пример

Ток в цепи (I) = 10 А
Сопротивление цепи (R) = 2 Ом

Напряжение (V) = 10 А * 2 Ом

Ответ: V = 20В

Резюме

• Напряжение — это сила, которая перемещает электроны от одного атома к другому
• Напряжение также известно как разность потенциалов
• Напряжение измеряется в единицах «вольт» (В)
• Батареи увеличивают потенциальную энергию электронов
• Лампочки и другие нагрузки уменьшают потенциальную энергию электронов
• Напряжение измеряется с помощью вольтметра
• Напряжение цепи можно рассчитать путем умножения тока и сопротивления

Главный закон электричества для «чайников» | Полезные статьи

Данная статья поможет вам начать понимать основы электрики. Главное, что вы должны усвоить – это закон, который связывает между собой силу тока, напряжение в сети и сопротивление энергопотребителя, подключенного к ней.

Сопротивление

Металл, применяемый при изготовлении токопроводящей жилы кабеля или провода, обладает удельным сопротивлением, зависящим от материала. Кроме того, с увеличением длины проводника растет и сопротивление, поскольку электрическому току необходимо преодолеть более значительное «расстояние». Также сопротивление увеличивается, если проводник более тонкий. 
Расчет сопротивления осуществляется между точками подключения.

Напряжение

В России напряжение в силовой розетке составляет 230 В, в USB-розетке – 5 В, в аккумуляторе автомобиля – 12 В.  В других странах сетевое напряжение может отличаться. Например, в США оно составляет 100-127 В. Увеличение напряжения обеспечивает возможность передавать большее количество энергии.

Напряжение находится, например, между «+» и «-» в обычных батарейках, а также в силовой розетке между входами для вилки.  

Сила тока

Когда какое-либо сопротивление подключается к напряжению, возникает новая величина – сила тока. При уменьшении сопротивления сила тока всегда возрастает. 

Достигнуть низкого сопротивления не так уж и трудно. С этим поможет справиться проволока небольшой длины. С целью ограничения силы тока используют автоматические выключатели. Они бывают разными, например, на 6, 10, 16 А и т.д. 

Мощность

Мощность можно вычислить, умножив силу тока на напряжение. Логично, что при делении мощности на напряжение мы получаем значение силы тока.

На большинстве современных электрический приборов указана потребляемая мощность. О напряжении в бытовых силовых розетках мы уже говорили. 

Для примера возьмем обычный электрический чайник. Мощность у выбранной нами модели составляет около 2000 Ватт (2 кВт), а напряжение в розетке – 230 Вольт (0,23 кВ). Делим 2 кВт на 0,23 кВ и получаем силу тока, которая равняется  примерно 9 Амперам. Теперь идем в щиток и смотрим, что у нас на розеточные группы установлен автоматический выключатель на 16 Ампер. Это означает, что чайник мы можем включить без проблем. А если вам необходимо включить второй такой чайник (или любой другой прибор с такой же мощностью), то лучше не делать этого одновременно.

Главный закон электрики 

Значение силы тока в бытовых приборах будет увеличиваться пропорционально увеличению мощности, указанной на корпусе устройства. При одном и том же напряжении ток будет больше в том приборе, сопротивление которого меньше. Это можно определить с помощью соответствующих измерений. 

Провод небольшой длины обладает относительно малым сопротивлением. Если подключить его к силовой розетке, то значение тока, которое пройдет по нему, будет слишком велико.

Стоит помнить, что сопротивление нагревательных приборов резко возрастает из-за нагревания нити накала. 

Если мы говорим об индуктивных нагрузках, то здесь возникает реактивное сопротивление. 

Мы рассказали вам о главном законе электричества – законе Ома для участка цепи. Понимание данного принципа поможет вам осознать многие процессы, возникающие в электрике. 

Норма напряжения в сети по ГОСТ в РФ: 220 или 230 Вольт

Все привыкли к обозначению над розетками в 220В и практически ни кого не терзают сомнения в правдивости указанного номинала. Однако в среде экспертов часто встречаются разногласия об актуальности величины питающего напряжения. Поэтому далее мы рассмотрим, какая норма напряжения в сети по ГОСТ в РФ: 220 или 230 В является правильной.

Эволюция напряжения в сети – с чего все началось

Уровень стандартных напряжений за последние 100 лет постоянно изменялся, для отечественных бытовых сетей в зависимости от степени технологического развития. Так, на заре электрификации стран советского лагеря для потребителей электрической энергии устанавливался номинал на 127 В. Такая система номинальных параметров вошла в обиход благодаря разработкам Доливо-Добровольского, который и предложил трехфазную генерацию вместо устаревшей двухфазной. Следует отметить, что еще в конце 30-х годов прошлого века  норма напряжения 127 В  уже слабо соответствовала возросшим производственным нуждам, именно тогда возникли первые попытки заменить ее, но с началом Второй мировой войны эти планы так и не реализовались.

Но уже в 60-х годах начались масштабные работы по приведению номинального напряжения к новому стандарту 220/380 В вместо переменного трехфазного 127/220 В. Европейские сети, к тому моменту уже совершили массовый переход на новые номиналы, дабы избежать  необоснованно затратной замены проводов на большее сечение. В попытке не уступать в эффективности советские страны также начали переход, который планировалось закончить за ближайшую пятилетку. Происходило строительство новых электростанций, замена трансформаторов и силовых агрегатов, но процесс перехода на нормы в 220 В фазного напряжения для бытовых потребителей затянулся до 80-х годов.

Рис. 1. Номинал на розетке

В 1992 году ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) ввел новые нормы напряжения: 230 В фазного вместо 220 В и 400 В линейного вместо привычных 380 В.

Такой шаг преследовал стремление вывести собственную энергетическую систему в один ряд с зарубежными для:

1. удобства работы с ближайшими соседями;
2. возможности беспрепятственного выхода на мировые рынки;
3. упрощения процедуры транзита.

Но, из-за несовершенства всей отечественной системы электроснабжения и отсутствия средств для полномасштабной реконструкции, эти нормы напряжения не установились и по сей день.

Разногласия в ГОСТах

Как же так, есть нормы, в стандарте приведены новые требования, а практическая реализация не наступила и почти что через тридцать лет. Причиной этому послужило постоянное наращивание мощности бытовыми приборами, их количеством и растущее потребление. Поэтому энергоснабжающие организации не могли достигнуть даже допустимых отклонений предыдущего стандартного номинального напряжения.

Первый из рассматриваемых нормативов – это ГОСТ 32144-2013, предназначенный для определения основных параметров качества электрической энергии. Как один из этих показателей, в стандарте установлены допустимые диапазоны для разности потенциалов.

Разумеется, рассматривать все пункты и их расчетную часть смысла не имеет, поэтому оговорим наиболее важные моменты:

• согласно п.4.2.2 номинальное напряжение считается 220 В между фазой и нулем, и 380 В для линейной нормы.
• провалы напряжения, которые, как правило, обуславливаются введением мощных потребителей, длительность провала не должна превышать 1 минуты;
• в соответствии с п.4.3.3 импульсные перенапряжения, которые могут обуславливаться атмосферными разрядами, составляют норму от 1 микросекунды до нескольких миллисекунд;
• несимметрия трехфазной сети согласно п.4.2.5 должна составлять не более 2 – 4% коэффициента несимметрии в десятиминутном интервале по недельной характеристике.

Для сравнения с предыдущими нормами, в действии находится ГОСТ 29322-2014, который относится к международным стандартам и устанавливает номинальные характеристики рядов напряжения. Был разработан в соответствии с другими нормами — IEC 60038:2009 и аннулировал действие стандарта 1992 года. Но в нем, согласно п.3.1 номинал сетей бытовой энергии устанавливается на отметку 230 В и 400 В для электрических сетей с переменным током частотой 50 Гц. Стоит сказать, что для зарубежных сетей с частотой 60 Гц имеются некоторые отличия, но допустимое отклонение частоты всего 2%, поэтому для отечественных потребителей эти поправки неактуальны.

Как примерить два нормативных документа?

Несмотря на описанные выше несоответствия, оба стандарта допускают возможное отклонение характеристик от номинальной величины на 10% как в большую, так и в меньшую сторону. Однако заметьте, что норма в 220 В будет  допускать отклонение напряжения в пределах от 198 В до 242 В. В то же время, новый номинал в 230 В будет иметь разброс от 207 В до 253 В между возможным минимумом и максимумом в розетке.

Чтобы выровнять несоответствие между разными стандартами ГОСТ 29322-2014 предусматривает такие варианты напряжения для сетей 230 В в таблице А.1:

• номинальное – 230 В:
• наибольшее используемое для питания – 253 В;
• наименьшее для питания – 207 В;
• наименьшее используемое – 198 В.

Как видите, здесь нижний предел допустимой нормы напряжения расширен до 198 В, что необходимо, как один из этапов эволюции старой отечественной системы к современным стандартам. Таким образом, новые нормы не исключают 220 В, а включают их, как допустимое отклонение от международного стандарта, к которому отечественные электроснабжающие организации еще не перешли в силу тех или иных обстоятельств.

Подводя итоги

Как видите, напряжение 220 В является пережитком старой системы, которые все еще допускается в ваших розетках в качестве частного варианта, как производной от номинала 230 В. Но что касается разброса от минимума до максимума, то здесь следует быть особенно осторожным. Все дело в том, что большинство производителей выпускают бытовое оборудование на определенные пределы напряжения, к примеру от 200 до 240 В, поэтому в случае повышения разности потенциалов на отметку 250 В, являющуюся допустимой, прибор может попросту выйти со строя.

Если у вас в квартире наблюдается подобная ситуация, можете сделать простую процедуру:

• проверьте норму на интересующем вас приборе;

Рис. 2: проверьте норму напряжения

• измерьте напряжение в розетке;

Рис. 3. Замерьте напряжение в сети

• сопоставьте эти величины.

Если напряжение в сети значительно больше допустимого для устройства, вам понадобится стабилизатор или новый прибор. Если же номинал напряжения в сети больше допустимого ГОСТом, то срочно обращайтесь в энергоснабжающую организацию.

Список использованной литературы

• Д.Файбисович «Каким быть номинальному напряжению в распределительных сетях» 2003
• Госполитиздат  «План электрификации РСФСР» 1955
• Шульц Ю. «Электроизмерительная техника: 1000 понятий для практиков» 1989
• Грищенко А.И., Зиноватный П.С. «Энергетическое право России.»   2008.

типы проводников электрического тока, характеристики

Открытия, которые связаны с электричеством, существенно поменяли жизнь современного человека. Применяя электроток в качестве источника энергии, удалось сделать технологический прорыв, облегчивший существование человечества. На сегодняшний день электричество приводит в действие токарные станки, авто, роботизированную технику, предоставляет связь. В связи с этим важно понять, какие бывают виды тока и принцип их действия.

Что это такое

Электроток — направленное передвижение электрическим полем заряженных элементов. Носители зарядов металлопроводников — электроны, а кислотных и солевых растворов — ионы. Полупроводниковые носители зарядов именуются электронами и «дырками».

Электрический ток

Чтобы ток существовал, требуется постоянно поддерживать электрополе. Должна быть разница потенциалов, которая поддерживает само поле. Пока такие условия не будут выполнены, заряды упорядоченно перемещаются по замкнутой электроцепи.

Подобные условия возможно создать, к примеру, посредством электрофорной машины. Когда 2 диска вращаются в обратных направлениях, они заряжаются разноименными зарядами. На щётках, которые прилегают к дискам, возникает разница потенциалов. Соединяя контакты, частицы начинают перемещаться упорядоченно. В такой ситуации машина становится электрическим источником.

Что представляет собой ток 

Характеристики

Исследовав электрический ток и его ключевые характеристики, возможно понять принцип его функционирования. Главными величинами электрической энергии являются напряжение, сила и сопротивление.

Сила и плотность тока

Чтобы описать характеристики электричества, зачастую применяют термин «сила тока». Он определяет интенсивность перемещения зарядов, которые проходят сквозь поперечное сечение проводника.

Плотность тока является векторной величиной. Вектор направляется в сторону движения положительно заряженных зарядов. Его модуль равняется соотношению силы электротока на определенном перпендикулярном по направлению перемещения зарядов сечении проводника к его площади. Измерение происходит в амперах на метр.

Плотность тока

Мощность

Электрические силы осуществляют работу против активного и реактивного сопротивления. На пассивных работах будет преобразовываться в теплоэнергию. Производительностью называется работа, которая выполнена за 1 врем. ед. Относительно электричества применяется понятие «мощность теплопотерь». Мощность теплопотерь проводника равняется силе тока, которая умножена на напряжение. Измеряется мощность в ваттах.

Мощность

Частота

Ток характеризует частота. Такой параметр покажет, как за врем. ед. меняется число колебаний. Частота измеряется в герцах. Обычная промышленная частота составит 50 Гц.

Частота

Ток смещения

Такой термин был введен для комфорта, хотя в привычном понимании его не назовешь током, поскольку нет переноса заряда. Интенсивность электромагнитного поля находится в зависимости от токопроводимости и смещения.

Токи смещения возможно увидеть в конденсаторе. Невзирая на то, что во время зарядки и разрядки меж обкладок конденсатора не перемещается заряд, ток смещения будет протекать сквозь конденсатор и замыкать электроцепь.

Ток смещения

Как работает

Условия существования электротока предполагают действие заряженных частиц, проводника и напряжения. Большинство специалистов исследовали электричество и установили, что есть 2 его разновидности: статическая и текущая.

Непосредственно текущая имеет важное значение в ежедневной жизни каждого человека, поскольку является электротоком, проходящим через электроцепь. Человек каждый день использует его, чтобы питать дома и др.

Типы проводников

Процессы образования электротока в разных средах отличаются определенными особенностями:

• В металлах заряд перемещается свободными отрицательными частицами — электронами. Само вещество не переносится — ионы металла останутся в узлах кристаллической решетки. В процессе нагрева хаотичные колебания ионов усилятся, что препятствует упорядоченному передвижению электронов.
• В жидкостях заряд перемещают ионы, формирование которых вызывает электролитическая диссоциация. Упорядоченное передвижение в такой ситуации является их перемещением к противоположно заряженным электродам, где они будут нейтрализованы и осядут.
• В газах под воздействием разницы потенциалов формируется плазма. Заряженные частицы — ионы, положительные и отрицательные, и свободные электроны, которые формируются под действием ионизатора.
• В вакууме электроток присутствует как электроны, движущиеся от катода к аноду.
• В полупроводниках будут участвовать электроны, которые перемещаются от 1 атома к 2, и формируются вакантные участки — дырки, считающиеся плюсовыми.

При невысокой температуре полупроводники приблизятся по качествам к изоляторам. В процессе повышения температурных показателей валентные электроны получат необходимую, чтобы разорвать связи, энергию и станут свободными. С увеличением температуры улучшается проводимость полупроводника.

Важно! Положительно заряженные ионы направляются к отрицательному электроду, отрицательные ионы — к плюсовому. Во время увеличения температурных показателей проводимость электролита возрастет, поскольку увеличивается количество разложившихся на ионы молекул.

Проводники тока

Виды

По типу генерации и характеристикам электроток бывает постоянным и переменным. Постоянный является таковым, который не обладает своим направлением. Он будет течь в любом случае в одну сторону. Переменный время от времени изменяет направленность. Таковым считается любой ток, помимо постоянного. Когда мгновенные показатели повторятся в той же последовательности спустя одинаковые временные интервалы, то подобный электрический ток называется периодическим.

Постоянный

Рассматриваемый ток тот, который на протяжении определенного временного промежутка не изменит собственной величине и направлению. Довольно часто постоянным считают пульсирующий электроток. Он отливается тем, что одинаковое число зарядов регулярно сменяются между собой в одну сторону.

Важно! В процессе определения направления бывают разбежности. Когда электроток формируется передвижением положительных частиц, то направление будет соответствовать перемещению частиц. Когда он сформирован передвижением отрицательных частиц, то направление считается противоположным движению частиц.

Основным достоинством станет то, что его возможно накопить. Делается это собственноручно, с помощью аккумуляторов либо конденсаторов.

Постоянный ток

Переменный

Для понимания сущности переменного электротока требуется представить синусоиду. Непосредственно она наилучшим образом сможет охарактеризовать изменения в постоянном токе. Переменный электроток постоянно изменяет собственную полярность. Во время одного интервала он положительный, других отрицательный. Для него немаловажным фактором станет скорость смены полярности (частота).

Большинство техники функционирует на переменном токе отличных частот. Благодаря изменениям в частоте возможно менять скорость вращения мотора.

Важно! Увидеть наглядный пример возможно, осмотрев обыкновенную лампу. В частности это заметно на некачественной диодной лампочке. В процессе функционирования на постоянном электротоке они будут гореть равномерным светом, а на переменном еле уловимо мерцать.

Переменный ток

Источники тока

Первоисточниками электроэнергии, которые нашли применение на практике, стали гальванические элементы. После усовершенствования они используются и сегодня. Их применяют для энергопитания дистанционных пультов, электронных часов, устройств для детей и различных приборов. С появлением генераторов переменного тока электроэнергия стала использоваться еще интенсивнее. В связи с этим, следует ознакомиться с основными типами источников тока.

Механические источники

В них преобразуется механическая энергия в электричество. Процесс происходит в спецустройствах — генераторах. Главными из них считаются турбогенераторы, где электромашина будет приведена в действие с помощью газового либо парового потока, и гидрогенераторы, которые преобразуют энергию воды в электричество. Основная часть электрической энергии на планете производят непосредственно механические преобразователи.

Механические источники

Тепловые источники

Тут происходит преобразование теплоэнергии в электрическую. Появление электротока обусловливается разницей температурных показателей 2 пар контактирующих металлов. В такой ситуации заряженные частицы перемещаются в сторону холодного участка. Величина электротока будет зависеть непосредственно от температурной разницы: чем она выше, тем сильнее ток. Термопары из полупроводников дают термоэдс выше, чем биметаллические, потому они используются для изготовления источников электротока. Термопары из металла применяют только, чтобы измерять температурные показатели.

Тепловые источники

Световые источники

Когда начала развиваться физика полупроводников, стали появляться новые токоисточники — солнечные аккумуляторы, где световая энергия будет преобразовываться в электрическую. Они используют качество полупроводников выдачи напряжения во время действии на них светопотока. В частности такой эффект заметен в полупроводниках из кремния. Однако коэффициент полезного действия подобных элементов не превысит 15%. Солнечные аккумуляторы нашли свое применение в космической сфере, в бытовой. Стоимость на данные источники энергопитания регулярно уменьшается, однако по-прежнему высока.

Световые источники

Химические источники

Их возможно разделить на несколько групп:

• Гальванические;
• Аккумуляторы;
• Тепловые.

Гальванические функционируют благодаря взаимодействию 2 различных металлов, которые помещены в электролит. В виде пар металлов и электролита выступают различные химэлементы и соединения. Это определяет разновидность и параметры элемента.

Важно! Гальванические элементы применяются лишь 1 раз, когда разрядятся их не удастся восстановить.

Дешевизна материалов и простота производства аккумуляторов делает их наиболее дешевыми из доступных. Однако по параметрам они существенно уступят щелочным и литиевым.

Химические источники

Тепловые выступают в качестве источников резервного энергопитания. Они обладают отличными характеристиками по удельной плотности электротока, однако отличаются непродолжительным сроком эксплуатации (до 60 минут). Используются преимущественно в космической отрасли, где требуются точность и кратковременное функционирование.

Как правильно применяются

Вне зависимости от принципа функционирования какого-либо источника электротока, в каждом из разделяются электрозаряды физ.тел. Происходит преобразование какой-либо разновидности энергии в электричество.

Такая энергия в технике применяется повсюду. В любом жилище возможно отыскать быттехнику, существенно облегчающую ведение хозяйства. Помимо этого, предотвращается появление пыли, копоти и других неприятных эффектов использования плит и прочих приборов, актуальных до возникновения электричества.

В промышленной сфере электрическая энергия имеет важную роль. Использование тока дает возможность существенно уменьшить траты, так как такой тип энергии дешевле горючего.

Меры безопасности

Главным правилом безопасности во время работы с токами станет то, что перед любыми действиями требуется обесточить электросеть. В процессе работ также необходимо следовать таким рекомендациям:

• Запрещено ремонтировать включенное в электросеть приспособление.
• При осуществлении работ на электрощитке должно присутствовать предупреждение.
• Работа с высоким напряжением допустимо лишь с помощником.
• Требуется наблюдать за изоляцией каждого провода и контролировать заземление.

Напряжение свыше 24 вольт будет опасно для жизни. Во время работы с напряжением больше данного параметра требуется спецдопуск. При работах необходимо пользоваться специнструментами с повышенным уровнем защиты.

Правила безопасности

Использование электротока разнообразно, так как без него нельзя представить сегодня жизнь. Необходимо понять принципы его функционирования для направления электроэнергии в правильное русло. Электроток течет по законам физики, используемым для создания разнообразных приспособлений. Чтобы грамотно использовать его, требуется ознакомиться с основными электровеличинами.

Разница между Током и Напряжением

Главное различие между Током и Напряжением состоит в том, что Ток — это скорость потока зарядов (электронов) между двумя точками, вызванная напряжением, тогда как Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками в электрическом поле, которая вызывает ток в цепи.

Ток и напряжение — это два разных электрических понятия, но они связаны друг с другом. Важно знать основы напряжения и тока для электротехники и электроники, а также все, что связано с электричеством.

Содержание

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое Ток
3. Что такое Напряжение
4. Различные схемы подключения
5. В чем разница между Током и Напряжением
6. Заключение

Что такое Ток?

Ток — это скорость потока заряда (электронов), проходящего через точку в цепи, вызванную напряжением. Ток обозначается символом “I”.  Единицей измерения тока является ампер, который обозначается буквой «А». Величина тока в один ампер соответствует заряду в один кулон проходящему за одну секунду. Ток величиной в 1 Ампер (1А) является носителем заряда 6,24 × 10 ¹⁸ электронов. Электрический ток течет в противоположном направлении движения электронов, т.е. от анода к катоду. Кроме того, при возникновении электрического тока всегда создаётся магнитное поле. Причём, чем больше ток, тем магнитное поле будет более интенсивным .

Направление движения тока в цепи

Основными видами тока являются переменный и постоянный. Переменный ток (AC) меняет свое направление и величину в течение времени. Постоянный ток (DC) имеет постоянную величину, которая не меняет свою полярность или направление в течение времени.

Основная электрическая формула для тока: I = Q/t , где  I — ток в амперах, Q — заряд в кулонах, t — время в секундах

Ток в цепях постоянного тока можно рассчитать по закону ома:  I = U/R, где  I — ток в амперах, U — напряжение в вольтах, R — сопротивление в омах

Что такое Напряжение?

Необходимое количество энергии для перемещения единицы заряда из одной точки в другую называется напряжением. Другими словами, напряжение — это разность потенциалов между двумя точками в электрическом поле, которая вызывает ток в цепи, т.е. напряжение является основной причиной, а ток — следствием из-за напряжения. Кроме того, при наличии напряжения создаётся электростатическое поле. Причём при увеличении напряжения между двумя точками, возникает более интенсивное электростатическое поле.  При увеличении расстояния между этими точками, соответственно интенсивность поля уменьшается.

При объяснении различие между напряжением и током используется общая аналогия с водяным баком

Наглядно, напряжение можно представить в виде силы, проталкивающей электроны в проводнике, и при большем напряжении эта проталкивающая способность увеличивается. Так как энергия выполняет работу, то данная потенциальная энергия является работой в джоулях по перемещению электронов, чем и является электрический ток, по электрической цепи. При этом, разница напряжения в между узлами электрической цепи будет называться как разность потенциалов, как правило она называется падение напряжения.

Напряжение является эффектом электродвижущей силы (ЭДС). Единицей измерения напряжения является «вольт», который обозначается как «В». Один вольт — это разность потенциалов, при которой совершается работа в один джоуль по перемещению заряда в один кулон между двумя точками.

Существует два основных типа напряжения: переменное напряжение и постоянное напряжение. Переменное напряжение постоянно меняет направление и величину. Переменные напряжения могут генерироваться генераторами. Постоянное напряжение имеет постоянную величину, которая не меняет свою полярность в течение времени. Постоянное напряжение может генерироваться электрохимическими элементами, батареями и аккумуляторами.

Основная формула для напряжения U=A/Q , где U — напряжение в вольтах, A — работа по перемещению заряда в джоулях, Q — заряд в кулонах

Напряжение в цепях постоянного тока можно рассчитать по формулам U=I*R, где U — напряжение в вольтах, I — ток в амперах, R — сопротивление в омах

Различные схемы подключения

Последовательное подключение. При последовательной схеме подключения напряжения источников складываются. Ток на любом компоненте последовательной электрической цепи одинаковый.

Последовательное соединение

Пример. Батарея 2 В и батарея 6 В последовательно подключены к светодиоду и резистору, на всех компонентах будет ток одинаковый (15 мА), тогда как напряжения  на них будут отличаться (напряжение 5 В будет на резисторе и напряжение 3 В на будет на светодиоде). Суммарно напряжения на светодиоде и резисторе составят будут соответствовать напряжениям батареи 2 В и батареи 6 В: 2 В + 6 В = 5 В + 3 В.

Параллельное подключение. При параллельной схеме подключения компонентов их токи будут складываться. Причём напряжение на каждом компоненте схемы будет одинаковым.

Параллельное соединение

Пример. Если те же самые, батареи параллельно подключить к светодиоду и резистору, то светодиоде и резисторе напряжение будет одинаковое (8 В). А проходящий ток 40 мА разобьётся на две ветви 15 и 25 мА в зависимости от сопротивления компонентов.

В чем разница между Током и Напряжением

Заключение

Напряжение и ток являются двумя основными аспектами электричества. Основное различие между током и напряжением заключается в том, что ток — это скорость потока электрических зарядов, а напряжение — это разница электрического потенциала между двумя точками.

Учебная программа по электрике: что такое напряжение?

1998 Уильям Дж.
Beaty

Из нескольких концепций электричества идея « напряжение » или
« электрический потенциал «, вероятно, труднее всего понять.

Это также действительно сложно объяснить. Это головная боль как для ученика, так и для
учитель. Чтобы понять напряжение, полезно, если
сначала вы немного разберетесь с его ближайшим родственником, магнетизмом.

Большинство из нас знакомы с магнитными полями. Маленькие магниты
окружен невидимым «полем», которое тянет за железо и может
притягивать или отталкивать другие магниты. Магнитное поле может скручивать любые продолговатые
магнитные объекты (например, железные стержни или кусочки железного порошка), чтобы они выровнялись
следовать определенным указаниям. Положите стержневой магнит под лист бумаги,
посыпать железными опилками, и все опилки выстроятся в линию и покажут
общая форма невидимого поля. Возьмите небольшой компас, и вы увидите
маленькая стрелка компаса поворачивается и выравнивается с магнитным полем
Земля.Это магнетизм.

Помимо магнетизма, существует еще один тип невидимого поля. Это называется
«электрическое поле», «электростатическое поле» или «электронное поле». Этот второй тип
поле очень похоже на магнетизм. Он невидим, у него есть линии потока, и он
может притягивать и отталкивать предметы. Однако это не магнетизм, это что-то
отдельный. Это напряжение.

Большинство людей знают о магнитных полях, но не знают об электронных полях или «напряжении».
полей «. Частично это потому, что магнетизм объясняют в школе, но для
почему-то поля напряжения скрыты под названием «статические
электричество.«Электронные поля никогда не упоминаются в учебниках для начинающих.
Это странно, поскольку напряжение и «статическое электричество» идут рука об руку. Всякий раз, когда
отрицательный заряд притягивает положительный заряд, невидимые поля напряжения
должно существовать между зарядами. Напряжение вызывает притяжение между
противоположные обвинения; поля напряжения простираются через пространство.

На самом деле «статическое» электричество не имеет ничего общего с движением (или
статическое электричество.) Вместо этого статическое электричество связано с высоким напряжением.Потертости
через коврик, и вы заряжаете свое тело до несколько тысяч вольт. Когда
вы вынимаете шерстяной носок из сушилки для белья, и все волокна встают
наружу волокна следуют за невидимыми линиями напряжения в воздухе.
Волокна ткани — это «железные опилки», которые делают видимыми диаграммы напряжения.
И всякий раз, когда заряды внутри проводника вынуждены течь, они только
двигаться, потому что их ведет поле напряжения, которое проходит через
длина провода.Электронные поля вызывают ускорение зарядов: причины напряжения
текущий. Напряжение вызывает прилипание сушилки, но также вызывает электрические токи в
провода.

Другими словами: токи в электрических цепях вызваны
«статическое электричество» и «статическое электричество» не обязательно статическое.
Связь между напряжением и «статическим» электричеством плохо объяснена.
в книгах, и это одна из основных причин, почему напряжение кажется таким сложным и
таинственный.

Простая математика, лежащая в основе «напряжения»

Чтобы быть более конкретным, Voltage — это способ использования чисел для описания
электрическое поле.Электрические поля или «электрические поля» измеряются в вольтах на
расстояние; например, вольт на сантиметр. Чем сильнее электронное поле, тем больше
вольт на сантиметр, чем более слабый. Напряжение и электронные поля в основном
то же самое: если электронные поля похожи на склон горы, то
вольт подобны разной высоте в каждой точке горы.
По склону горы валун может начать катиться. Так может
разная высота разных точек на горе, это просто еще один
способ описать то же самое.Электронное поле можно рассматривать с точки зрения сложенных
слоев эквипотенциальных поверхностей, или их можно рассматривать как коллекции потоков
линий. «Напряжение» и «силовые линии» — это два способа описания одного и того же основного
концепция.

Когда у вас есть электронные поля, у вас есть напряжение. Электронные поля могут существовать в воздухе, и
так может напряжение. Если на коротком расстоянии есть высокое напряжение,
тогда у вас есть сильные электронные поля. Когда электронное поле привлекает или
отталкивая объект, вместо этого мы могли бы сказать, что объект движется
напряжение в пространстве вокруг объекта.

Насколько высокое у меня напряжение?

Может ли объект иметь определенное напряжение? Нет. Почему бы и нет?

Ну, скажи, пожалуйста, какое расстояние до меня. Какое у меня расстояние? Это
смешной вопрос, потому что я не сказал вам мое расстояние от
что. Напряжение немного похоже на высоту; это измерение сделано
между две вещи. Моя высота 300 футов над уровнем моря, но
одновременно моя высота также 1 см от пола (поскольку я не
босиком), и это также 93 миллиона миль от солнца.Мое напряжение могло
быть -250 вольт по отношению к земле, но это также могут быть миллиарды
вольт по сравнению с луной. Вольт всегда измеряется вдоль потока
линий электрического поля, поэтому напряжение всегда измеряется между двумя
заряженные предметы. Если я начну с отрицательного полюса батареи фонарика,
Я могу назвать этот конец «ноль вольт», поэтому другой конец должен быть положительным.
1,5 вольта. Однако, если я начну с положительного конца , тогда
вместо этого положительный полюс аккумуляторной батареи имеет нулевое напряжение, а другой
клемма отрицательная 1.5 вольт. Или, если я начну на полпути между
клеммы аккумулятора, то одна клемма -75 вольт, а другая клемма
составляет +,75 вольт. Хорошо, что такое реальное напряжение положительного
клемма аккумулятора? Это на самом деле ноль, или на самом деле +1,5, или это +,75
вольт? Никто не может сказать. Положительный полюс АКБ может иметь несколько
напряжения одновременно. Но в этом нет ничего страшного, потому что ни
может кто подскажет высоту батареи! Мы легко можем представить
расстояние между двумя точками, и мы также можем представить напряжение между
два очка.Но отдельные объекты не имеют высоты, а отдельные объекты
также нет «напряжения».

Раскрутка терминологии

Вы, наверное, слышали об электромагнитных полях и электромагнетизме. в
Слово «электромагнетизм», термин «электро» не относится к электричеству.
Вместо этого это относится … к напряжению! Электромагнетизм — это изучение электронных полей
и магнитные поля: электро / магнетизм. Заряд-поток (электрический
текущий)
тесно связан с магнетизмом, в то время как разделенные противоположные заряды
тесно связаны с напряжением.Поток электромагнитной энергии
По кабелю проходит половина электрического тока и половина напряжения. Это
это «ток напряжения», это электростатический / магнитостатический, это
электромагнетизм. Электромагнетизм — это двусторонняя монета, так что же такое напряжение?
Это одна сторона ЭМ (другая — магнетизм).

Помимо того, что его нет в учебниках по естествознанию, Voltage также
отсутствует в нашем повседневном языке. Если у нас нет общих слов для описания
что-то, мы обычно никогда об этом не говорим.У нас проблемы даже
думает, об этом, или полагает, что он существует. Например, у нас есть
слово «магнетизм», и большинство людей слышали о магнитных полях.
Электрический
поля тоже существуют, но, к сожалению, «электричество» — не английское слово.
Каждый может обсуждать магнетизм, но никто никогда не говорит об «электричестве».
Без слова «электричество» нам трудно говорить об электрических
поля, или о силах электрического притяжения / отталкивания, и мы не склонны
понимают, что они важны в электрических цепях.Но есть слово, которое мы
можно было использовать вместо «Электричество». Нам не нужно придумывать какие-то странные новинки
срок.

Если магнетизм — это «то, что связано с магнитными полями», то
что такое «то, что связано с электрическими полями»?

Напряжение!

Поднимите несколько гвоздей магнитом, и это пример магнетизма, затем
возьмите кусочки бумаги с помощью воздушного шарика, натертого мехом, и это пример
напряжения. Какие три вида невидимого поля? Сила тяжести,
магнетизм… и напряжение!

Может быть, нам следует заменить слово «электромагнетизм» на «вольтмагнетизм»?
(ухмылка!)

Электромагнитная двойственность

Напряжение и магнетизм образуют пару близнецов; они две половины дуальности.
Физики и инженеры даже используют слово «двойное» для их описания: напряжение.
— это «двойственность» магнетизма, а магнетизм — «двойственность» напряжения.Эта
дуальность поднимает свою голову во многих местах в физических науках. Один маленький
аналогия: вращающийся маховик может накапливать энергию. Так может сжатая пружина;
два вместе образуют дуальность. В электрофизике сверхпроводящий
кольцо может накапливать энергию в виде магнетизма, а конденсатор может хранить
энергия в виде напряжения. Катушка с проволокой — это двойник конденсатора.
и наоборот, так как один связан с магнетизмом, а другой основан на
напряжение.

Напряжение Энергия

Напряжение тесно связано с электрической энергией.Так магнетизм. Мы
можно даже сказать, что электрическая энергия является фундаментальным объектом нашего исследования,
в то время как напряжение и магнетизм — это две стороны, которые он отображает снаружи
Мир. Еще одна аналогия: в механической физике и кинетическая энергия (КЭ)
и потенциальная энергия (PE) являются частью материи: относительное движение
объект хранит кинетическую энергию, в то время как потенциальная энергия хранится в растянутом или
сжатые предметы (например, пружины или резинки). Аналогичным образом,
электрическая кинетическая энергия появляется всякий раз, когда через
отрицательные заряды.Мы называем это «электрическим током», и он вызывает магнетизм.
С другой стороны, электрическая потенциальная энергия появляется всякий раз, когда положительный
заряды отодвигаются на расстояние от соответствующих отрицательных
обвинения. Мы называем это «чистым электростатическим зарядом», и он вызывает напряжение.
Электрический KE связан с током, а электрический PE связан с
с напряжением. Если электрическая энергия такая же, как электромагнетизм, тогда
возможно, нам следует быть более разумными и изменить название EM на
«VoltageCurrent-ism.»

Потенциальная энергия по сравнению с» потенциальной «

Напряжение также называют «электрическим потенциалом».

Итак … напряжение — это тип потенциальной энергии? Нет. Близко, но не
совершенно точно. Путаница между напряжением и потенциальной энергией — это
Общая ошибка. Чтобы пробиться сквозь туман, помните, что напряжение
может существовать в космосе сама по себе, без зарядов или «вольт на кулон»
участвует. Подумайте об этом так. Если вы катите большой валун на вершину
холм, вы накопили некоторую потенциальную энергию.Но после того, как валун
откатился вниз, горка еще есть горка как напряжение:
высота холма имеет «гравитационный потенциал». Но холм нет
* сделан * из потенциальной энергии, так как нам нужны и холм * и * валун
прежде, чем мы сможем создать потенциальную энергию. Ситуация с напряжением
аналогичный. Прежде чем мы сможем сохранить любую электрическую потенциальную энергию, мы
нужны заряды, но нам также нужны поля напряжения, заполняющие пространство
через которую мы проталкиваем наши обвинения.Обвинения подобны валуну,
а напряжение как в гору (вольт как высота в футах. Ну,
вроде …) Но мы бы не сказали, что Потенциальная энергия — это валун,
или мы бы не сказали, что холм — это ЧП. Таким же образом мы не должны говорить
что электрические заряды являются потенциальной энергией, мы также не должны говорить, что
напряжение — это потенциальная энергия. Однако существует тесная связь между
два. Напряжение — это «электрический потенциал» примерно так же
что высота холма связана с «гравитационным потенциалом».»
Вы можете подтолкнуть электрон к холму напряжения, и если вы отпустите его, он
гонка снова вниз. Уберите этот электрон, и холм напряжения будет
все еще там.

Токи не имеют напряжения

Напряжение не является характеристикой электрического тока. Это частая ошибка
полагать, что у тока «есть напряжение» (и эта ошибка, вероятно,
связано с заблуждением о «нынешнем электричестве», когда люди верят
этот «ток» — это разновидность текучей субстанции). Напряжение и ток
две независимые вещи.Легко создать ток, в котором отсутствует
напряжение: просто закоротите катушку электромагнита или сверхпроводящую катушку, если вы
предпочитаю. Также легко создать напряжение без тока: фонарик
батареи и заряженные конденсаторы сохраняют свое напряжение, даже когда они
сидя на полке; ток не задействован. Аналогия с водой: представьте, что находится под давлением.
вода без протока. Это как только напряжение. Теперь подумайте о воде, которая
двигаясь по инерции; поток воды без напора. Это как электрический
только ток.

«Виды» электричества?

В школьных учебниках ошибочно говорится, что электричество бывает двух типов:
статическое электричество и текущее электричество. Этих учебников было бы много
ближе к истине, если бы вместо этого сказали:

Две половины электричества — это «напряжение, электричество» и «ток».
электричество »

Все еще немного вводит в заблуждение, так как значение слова «электричество» не
четко определены. Было бы лучше, если бы они сказали, что электрическая энергия
две основные характеристики: напряжение и ток.Но приведенное выше утверждение не
почти так же плохо, как и то, что они обычно учат нас о «статике против
текущий.»

Во-первых, статическая неподвижность зарядов не важна.
Например, если мы рассмотрим «замороженный снимок» динамического электрического
явление, мы увидим электростатическую ситуацию. Текущий, что есть
статический? Ага, потому что «статическое» электричество — это НЕ электричество, которое
статичен. Странная терминология портит дело. Вместо «статического заряда»
на самом деле означает «разделенные противоположные заряды».Мы не должны удивляться
узнать, что «статическое электричество» может передаваться с места на место без
теряя какие-либо свои характеристики. Возможно, он больше не «статичен», но он
еще, кхм, статическое электричество. Имеется в виду разделение зарядов. Отсутствие
движение не имеет значения, поскольку разделение зарядов может двигаться. Это
дисбаланс между противоположными зарядами, что важно, и их
«статичности» нет.

ПРИМЕЧАНИЕ: Вы понимаете, как авторы учебников K-6 могли играть в игру
‘телефон?’ В этой «игре» слова все больше искажаются ошибками в
общение.В учебниках K-6 научных понятий становится все больше и больше.
искажался с годами. Авторов учат по более ранним учебникам, и
часто они черпают информацию прямо из современных учебников. Затем они
пишите новые. Если авторы ошибаются, что будет? Начать с
говоря, что «электромагнетизм состоит из двух дополняющих друг друга половин, напряжения и тока».
Спустя десятилетия мы заканчиваем выпуском книг, которые учат детей чему-то вроде
это: «две формы электричества — статическое электричество и ток
электричество.»Неправильно. Но мы видим, откуда изначально взялись эти сумасшедшие вещи.
от.

Увидеть невидимое напряжение

Магнитные поля невидимы, как и напряжение. Оба могут быть видимыми.
Железные опилки позволяют нам видеть магнитные поля. Чтобы увидеть напряжение, подвесьте немного металла
или пластмассовые волокна в масле, или посыпьте семена травы лужей глицерина.
Если затем подвергнуть масло сильному полю напряжения, окружающему заряженный
объект, волокна или семена травы выровняются и покажут форму поля.Потереть
шарик на голове, поднесите его к подвешенным волокнам, и вы «увидите»
объемный узор; линии потока электронного поля.

Измерение напряжения

Чтобы измерить ток, мы позволяем магнетизму вокруг катушки с проволокой отклонять
стрелка компаса. Для измерения напряжения допустим «электричество» между
пара изящно подвешенных металлических пластин, чтобы отклонить одну из этих пластин.
Самый простой вольтметр называется «фольгированный электроскоп». Электроскопы
представляют собой простые версии вольтметров нулевого тока.найди такие вещи в книгах
о «статическом электричестве», когда они действительно должны быть во всей электронике
книги. Более сложная версия фольгированного электроскопа называется
«квадрантный электрометр». Эти два устройства могут измерять напряжение напрямую,
без создания электрического тока. Помимо подвижного конденсатора
тарелки, есть еще несколько способов
измерить напряжение тоже.

Напряжение света

Вот странная идея: текущая электромагнитная энергия всегда включает
напряжение.Например, если прикоснуться к антенне мощного радио
передатчик, вы можете получить удар электрическим током из-за высокого напряжения на
антенна. Радиоволны — это электромагнетизм, а интенсивные волны
вокруг антенны радиопередатчика будет поле высокого напряжения.
Итак, радиоволны можно измерить напряжением. Даже яркость
свет от солнца можно измерить в вольтах на метр. Так может
энергия, которая поступает от генераторов коммунальной компании и течет по
провода к настольной лампе на 120 В.Все они связаны с электрическими полями (и
напряжение), магнитные поля (и ток). Линии электропередачи имеют дело с напряжением,
но так же поступают световые лучи и оптические волокна.

Подвергните всех студентов воздействию высокого напряжения! 🙂

«Высокое напряжение.» Вы уже знаете, что это такое? Это не просто
опасные устройства за забором электрокомпании. Высокое напряжение также
воздушные шары натирают ваши волосы, а «статические электрические генераторы» и их
очень длинные искры. Возможно, вам будет интересно узнать, что ВСЕ напряжение создает
те же эффекты, что и «Высокое напряжение.»Эффекты становятся слабее, когда напряжение
не высокий. Поймите «высокое напряжение», и вы поймете само напряжение.
Устройства высокого напряжения — это не просто игрушки, они образовательные: они позволяют нам
испытать напряжение напрямую. Если хочешь понять магнетизм, то играй
с сильными катушками электромагнита и сильными магнитами. Если вы хотите
понять напряжение, а затем купить генератор Вандеграафа.

Напряжение ошибочно было скрыто за «статическим электричеством» и объявлено как
быть устаревшей и бесполезной наукой, важной только по историческим причинам.Но в определенном смысле «статическое электричество» * ЕСТЬ * напряжение. Статичное электричество
это высоковольтное явление. Если мы перестанем учить «статическому электричеству»,
и считаем это старым и бесполезным «бен-франклинским» материалом, тогда мы также
прекратить учить о напряжении. Вы понимаете, почему напряжение стало таким
тайна? Мы почти устранили «статическое электричество» в средней школе.
научные классы, поэтому мы также отбрасываем наше основное напряжение
концепции.

ССЫЛКИ

РАЗНОЕ.ПРИМЕЧАНИЯ

Представьте себе водяное колесо, которое вращает струя воды, льющаяся сверху. Если
вода подобна текущему электрическому заряду, а водяное колесо подобно
электродвигатель, тогда какое напряжение? Напряжение похоже на высоту
поток в верхней части колеса, или как его наклон от верха колеса
к бассейну внизу. Без перепада высоты не может быть
вода
ток и отсутствие работы водяного колеса. Без разницы напряжений
через электродвигатель не может быть электрического тока и работы
мотором.

Что, если ситуация меняется медленно и на самом деле не статична, но
не включает электродинамику? Нет электромагнитных волн или магнетизма? Ах это
называется «Псевдостатический». Если это меняется, но все еще в основном
электростатический, тогда это псевдостатическая ситуация.

Напряжение похоже на электрическое давление или толчок, оно может вызвать электрические разряды.
течь. Или, если текущий заряд внезапно блокируется, это может вызвать
кратковременное появление напряжения. Но ток может существовать без напряжения, и
напряжение может существовать без тока.

Напряжение существует в космосе, а не только на поверхностях. Потрите надутый шар о
волосы на руках, затем помашите воздушным шаром, чтобы волосы встали
вверх.
Вы видите и чувствуете напряжение в пространстве между воздушным шаром и вашим
рука. Подумайте о батарее на 9 В. 9 вольт не на поверхности
клеммы аккумулятора, они находятся в пространстве между выводами, как и
магнитное поле между северным и южным полюсами. Батарея 9В похожа на
«электрет», электрическая версия стержневого магнита.

Индуктор (катушка электромагнита) — это устройство для электрического тока. А
конденсатор — устройство электрического напряжения. Если энергия хранится в замкнутом
катушки, энергия находится в окружающем магнитном поле, и должно быть
электрический ток, циркулирующий в катушке. Если энергия хранится в
не закороченный конденсатор, вся энергия находится в поле напряжения между
тарелки. Если перемычка внезапно удаляется из индуктора,
раздается громкий хлопок, и на короткое время появляется огромное напряжение.Если короткое замыкание внезапно
подключенный к конденсатору, происходит громкий хлопок и кратковременно сильный ток
появляется. Оба компонента могут вызывать сильные выделения, но процесс
для одного это процесс, обратный процессу для другого. Конденсатор, катушка.
Электро, магнетизм. «ЭМ» энергия.

Напряжение — это вещество, которое соединяет протоны и электроны атомов друг с другом.
другое, и он соединяет атомы вместе, чтобы сформировать объекты. Потяните за палец,
и вы чувствуете микроскопическое напряжение между атомами и внутри них.Без напряжения во Вселенной не было бы твердых тел или жидкостей, просто
газ. Когда вы разбиваете твердый предмет, вы побеждаете привлекательный
микроскопические напряжения, связывающие его атомы вместе.

Связи между атомами часто связаны с постоянным напряжением. Если один
атом положительный, а другой отрицательный, то есть напряжение между
их. Если бы миллиарды атомов могли быть выстроены параллельно, напряжение
атомы можно было легко измерить. Что бы произошло, если бы мы могли выровнять миллиарды
атомов параллельно? Мы только что заново изобрели батарею.Аккумулятор — это
пара металлических пластин, погруженных в жидкость. На поверхности жидкости
где он касается каждой пластины, все атомы выстраиваются параллельно, и напряжение
появляется между жидкостью и металлом. Вот что вызывает напряжение
любой аккумулятор: микротонкий слой атомов (ионов) на поверхности металла
пластины внутри батареи. Все остальное в аккумуляторе просто чтобы
обеспечить электрические соединения и подачу химического топлива. В идеале
батарея фонарика могла быть толщиной в три атома (тонкая пленка жидкости
зажатый между двумя тонкими металлическими пленками), и он все равно гаснет 1.5
вольт.

Обычные электродвигатели работают за счет магнитных сил, окружающих катушку, с
электрический ток в обмотках катушки. Назовем это устройство
по названию «текущий мотор». Электродвигатели в повседневной жизни неизменно
«текущие двигатели», но «двигатели напряжения» существуют
тоже. Они действуют из-за сил напряжения между заряженными объектами.
Микроскопические двигатели, используемые в передовых нанотехнологиях, работают под напряжением.
моторы. Линейные химические двигатели внутри ваших мышц — это двигатели напряжения.Вращающиеся реснички на концах хвостов бактерий — это маленькие моторы напряжения.
Механические ферменты, которые собирают молекулы АТФ («энергетические молекулы»
ячейки) являются двигателями напряжения. Крошечные микроскопические детали внутри живого
клетки похожи на маленьких роботов. Все они полагаются на двигатели с напряжением, без катушек
или магнитные двигатели.

Потенциальная энергия включает растяжение, сжатие, давление и силы. напряжение
связан с электрическим зарядом, который был «растянут» или
«под давлением.»Вращайте маховик, это аналогия электрического тока и
магнетизм. Растяните резинку, это аналог напряжения и заряда
разделение.

Магнетизм похож на искривление пространства? Тогда и напряжение. Напряжение и
магнетизм можно объединить в бегущую волну искривленного
электромагнетизм. Мы называем эти волны «световыми», «радио» или «электрическими».
энергия ». Когда электроэнергетические компании продают вам немного« электроэнергии »,
они действительно продают вам импульсы «искажения электромагнитного поля», волны, которые
Вам парой медных проводов.(Ведь электроны внутри проводов
просто качаются взад и вперед.) Электроны вам не продавали,
вместо этого они продают вам комбинацию напряжения и тока. когда
напряжение и ток есть, электромагнитная энергия течет по
провода.

.

Что такое напряжение | Примечания по электронике

Напряжение — один из основных параметров, описывающих электрические условия в цепи. Измеряется в вольтах, это ключевой параметр.

Напряжение включает:
Что такое напряжение
Электрическое поле

Напряжение — один из основных параметров, связанных с любой электрической или электронной схемой. Напряжение широко используется в спецификациях множества электрических устройств, от батарей до радиоприемников, от лампочек до бритв, и, кроме того, это ключевой параметр, который также измеряется в цепях.

Рабочее напряжение единицы оборудования очень важно — необходимо подключить электрические и электронные устройства к источникам питания с правильным напряжением. Подключите лампочку на 240 вольт к батарее на 12 вольт, и она не загорится, но подключите небольшое USB-устройство на 5 В к источнику питания 240 вольт, и будет течь слишком большой ток, он сгорит и будет непоправимо поврежден.

Кроме того, уровни напряжения в цепи дают ключ к ее работе — если присутствует неправильное напряжение, то это может указывать на причину неисправности.

По этим и многим причинам электрическое напряжение является ключевым параметром, и знание его значения может быть ключевым требованием в любых обстоятельствах.

Основы напряжения

Напряжение можно рассматривать как давление, которое заставляет заряженные электроны течь в электрической цепи. Этот поток электронов представляет собой электрический ток, который течет

Напряжение, показанное в простой цепи

Если положительный потенциал помещен на один конец проводника, то он будет притягивать к нему отрицательные заряды, потому что притягиваются разные заряды.Чем выше потенциал притяжения зарядов, тем больше притяжение и больше ток.

Чем выше разность потенциалов напряжения, тем больше притяжение электронов и больше ток.

По сути, напряжение — это электрическое давление, и оно измеряется в вольтах, что может быть представлено буквой V.

Обычно буква V используется для обозначения вольт в уравнении, подобном закону Ома, но иногда может использоваться буква E — это означает ЭДС или электродвижущую силу.

Чтобы получить представление о том, что такое напряжение и как оно влияет на электрические и электронные схемы, часто полезно в качестве основной аналогии подумать о воде в трубе, возможно, даже о водопроводной системе в доме. Резервуар для воды расположен высоко, чтобы обеспечить давление (напряжение), чтобы заставить воду течь (ток) по трубам. Чем больше давление, тем выше расход воды.

Алессандро Вольта

Единица измерения электрического потенциала — вольт, названная в честь Алессандро Вольта, итальянского физика, жившего между 1745 и 1827 годами.

Записка на Алессандро Вольта:

Алессандро Вольта был одним из пионеров динамического электричества. Исследуя основные свойства электричества, он изобрел первую батарею и продвинул понимание электричества.

Подробнее о Алессандро Вольта.

Разница потенциалов

Электрический потенциал или напряжение — это мера электрического давления, необходимого для нагнетания тока в цепи.При сравнении водяной системы, упомянутой при описании тока, потенциал можно сравнить с давлением воды в данной точке. Чем больше перепад давления в секции системы, тем большее количество воды будет течь. Точно так же, чем больше разность потенциалов или напряжение на участке электрической цепи, тем больше будет протекать ток.

Что такое вольт

Основной единицей измерения напряжения является вольт, названный в честь итальянского ученого Алессандро Вольта, который сделал несколько первых батарей и провел множество других экспериментов с электричеством.

Определение напряжения:

Стандартная единица измерения разности потенциалов и электродвижущей силы в Международной системе единиц (СИ), формально определяемая как разность электрических потенциалов между двумя точками проводника, по которому проходит постоянный ток в один ампер, когда мощность рассеивается между этими точками. равен одному ватту.

Чтобы получить представление о возможных напряжениях, радиостанция CB обычно работает от источника питания около 12 В (12 В).Элементы, используемые в бытовых батареях, имеют напряжение около 1,5 В. Перезаряжаемые никель-кадмиевые элементы имеют немного меньшее напряжение 1,2 В, но обычно могут использоваться взаимозаменяемо с неперезаряжаемыми типами.

В других областях могут встречаться напряжения намного меньшие и намного большие, чем это. Входной сигнал аудиоусилителя будет меньше указанного, а напряжения часто будут измеряться в милливольтах (мВ) или тысячных долях вольта. Сигналы на входе радиоприемника даже меньше этого и часто измеряются в микровольтах (мкВ) или миллионных долях вольта.

С другой стороны, можно услышать о гораздо более высоких напряжениях. Электронно-лучевые трубки в телевизионных или компьютерных мониторах требуют напряжения в несколько киловольт (кВ) или тысяч вольт, а даже большие напряжения в миллионы вольт или мегавольт (MV) можно услышать в связи с такими темами, как молния.

ЭДС и ПД

Напряжение батареи или отдельного элемента указывается как напряжение. Однако обнаружено, что, когда батарея используется, ее напряжение будет падать, особенно по мере того, как она стареет и используется.Причина этого в том, что внутри клетки есть некоторое сопротивление. По мере прохождения тока на нем образуется падение напряжения, и напряжение на выходе оказывается меньше ожидаемого. Даже в этом случае напряжение на клеммах, если батарея не подает ток, все равно останется прежним. Это напряжение холостого хода известно как электродвижущая сила (ЭДС) и представляет собой внутреннее напряжение, которое генерируется элементом или другим источником энергии.

Как измерить напряжение

Одним из ключевых параметров, которые необходимо знать в любой электрической или электронной схеме, является напряжение.Существует несколько способов измерения напряжения, но одним из наиболее распространенных является использование мультиметра. Можно использовать как аналоговые, так и цифровые мультиметры, но в наши дни чаще всего используются цифровые мультиметры, поскольку они более точны и доступны по очень разумным ценам.

Примечание по измерению напряжения с помощью мультиметра:

Напряжение — это один из ключевых параметров, который необходимо знать в любой электрической или электронной схеме.Напряжение можно легко измерить с помощью аналогового или цифрового мультиметра, где очень легко снять точные показания.

Подробнее о как измерить напряжение.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение
ток
Сопротивление
Емкость
Мощность
Трансформеры
RF шум
Децибел, дБ
Q, добротность

Вернуться в меню «Основные понятия».. .

.

Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома

Добавлено в избранное

Любимый

105

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 и использования электричества. Поначалу эти концепции могут быть трудными для понимания, потому что мы не можем их «видеть».Невооруженным глазом нельзя увидеть энергию, протекающую по проводу, или напряжение батареи, стоящей на столе. Даже молния в небе, хотя и видимая, на самом деле не является обменом энергии, происходящим от облаков к земле, а является реакцией в воздухе на энергию, проходящую через нее. 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.

Рекомендуемая литература

и nbsp

и nbsp

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 руководства можно объяснить с помощью электронов или, более конкретно, заряда, который они создают:

• Напряжение — разница заряда 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, который проходит 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. В 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.На дне этой емкости находится 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 представить 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 по мере разрядки батарей.Также уменьшается количество воды, протекающей через шланг. Меньшее давление означает, что течет меньше воды, что приводит к течению.

Текущий

Мы можем представить количество воды, текущей по шлангу из бака, как ток. Чем выше давление, тем выше расход, и наоборот. С водой мы бы измерили объем воды, протекающей по шлангу за определенный период времени.18 электронов (1 кулон) в секунду проходят через точку в цепи. Амперы представлены в уравнениях 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 широкий шланг.С точки зрения электричества, ток через более узкий шланг меньше, чем через более широкий шланг. Если мы хотим, чтобы поток через оба шланга был одинаковым, мы должны увеличить количество воды (заряда) в баке с помощью более узкого шланга.

Это увеличивает давление (напряжение) на конце более узкого шланга, проталкивая больше воды через бак. 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 сокращенно «амперах»)
• Ширина шланга = сопротивление

Сопротивление

Снова рассмотрим наши два резервуара для воды, один с узкой трубой, а другой с широкой трубой.

Само собой разумеется, что мы не можем пропустить через узкую трубу столько же объема, сколько более широкую, 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.

В электрических терминах 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 представлено 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. Чтобы быть в безопасности, мы бы предпочли 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 непосредственно к батарее, значения закона Ома будут выглядеть так:

следовательно:

, а поскольку сопротивления еще нет:

Деление на ноль дает бесконечный ток! Ну, на практике не бесконечно, но столько тока, сколько может доставить батарея.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, проходящий 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, который достаточно высок, чтобы ток через светодиод не превышал его максимального номинала, но достаточно низкий, чтобы ток был достаточным, чтобы светодиод оставался красивым и ярким.

Этот пример светодиодного / токоограничивающего резистора является обычным явлением 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 осуществляется 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, то перестала бы течь вся река, а не только одна сторона. А 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 нельзя размещать где-либо в цепи ; он может быть размещен на с любой стороны светодиода для выполнения своей функции.

Чтобы получить более научный ответ, 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 движение вперед

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.

.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Подключение высоковольтного кабеля

Напряжение заставляет электрические заряды двигаться. Это «толчок», который заставляет заряды двигаться в проводе или другом электрическом проводнике. Это можно рассматривать как силу, толкающую заряды, но это не сила. Напряжение может вызвать перемещение зарядов, а поскольку движущиеся заряды представляют собой ток, напряжение может вызывать ток.

Разница электрических потенциалов — это научный термин, который обычно называют напряжением.Неформально, разность напряжений или электрических потенциалов иногда называют «разностью потенциалов». В некоторых случаях напряжение также называют электродвижущей силой (ЭДС).

Напряжение — это разность электрических потенциалов, разность электрических потенциалов между двумя точками. Единицей измерения разности электрических потенциалов или напряжения является вольт. Вольт назван в память об Алессандро Вольта. Один вольт равен одному джоулю на кулон. Символ единицы вольт пишется с заглавной буквы V, как в (9V).Согласно правилам Международной системы единиц, символ единицы с названием, производным от имени собственного лица, пишется в верхнем регистре.

Обратите внимание, что вольт и напряжение — это разные вещи. Вольт — это единица измерения, с помощью которой мы что-то измеряем. И электрический потенциал, и напряжение — это то, что мы измеряем, и вольт является единицей измерения для обоих. Обозначение единицы вольт пишется с помощью V (9 вольт или 9 В). Когда в формуле используется напряжение, ее можно набрать курсивом, например.g., V = 9V {\ displaystyle V = 9 \, {\ text {V}}} или написано курсивом. Если есть только однобуквенный символ, можно использовать строчную букву v, например, напряжение = ток × сопротивление {\ displaystyle {\ text {Voltage}} = {\ text {current}} \ times {\ text { сопротивление}}} или v = ir {\ displaystyle {\ text {v}} = {\ text {ir}}}. Инженеры-электрики используют символ e {\ displaystyle e} для обозначения напряжения, например, e = ir {\ displaystyle e = ir}, чтобы четко различать напряжение и вольт.

Технически, напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками и всегда измеряется между двумя точками.например между положительным и отрицательным полюсами батареи, между проводом и землей, или между проводом или точкой цепи и точкой в ​​другой части цепи. В повседневном использовании бытовой электросети в США напряжение чаще всего составляет 120 В. Это напряжение измеряется от электрического провода до земли.

Обратите внимание, что для передачи мощности (энергии) должны присутствовать как напряжение , так и ток . Например, на проводе может быть высокое напряжение, но если он не подключен, ничего не произойдет.Птицы могут приземлиться на высоковольтные линии, такие как 12 кВ и 16 кВ, и не погибнуть, потому что через птицу не течет ток.

Существует два типа напряжения: постоянного и переменного напряжения. Напряжение постоянного тока (напряжение постоянного тока) всегда имеет одинаковую полярность (положительную или отрицательную), например, в батарее. Напряжение переменного тока (напряжение переменного тока) изменяется между положительным и отрицательным. Например, напряжение в сетевой розетке меняет полярность 60 раз в секунду (в Америке) или 50 раз в секунду (в Великобритании и Европе).Постоянный ток обычно используется для электроники, а переменный — для двигателей.

Напряжение — это изменение электрического потенциала между двумя точками.
или изменение электрической потенциальной энергии на кулон между двумя точками.

В = Δ (EPE / q) = (EPE / q) 2- (EPE / q) 1 {\ displaystyle V = \ Delta (EPE / q) = (EPE / q) _ {2} — (EPE / q) _ {1}}

Где В = напряжение, EPE = электрическая потенциальная энергия, q = заряд, ∆ = разница в.

Напряжение всегда измеряется между двумя точками, и одну из них часто называют «землей» или точкой нулевого напряжения (0 В).В большинстве электрических установок переменного тока есть соединение с землей. Соединение с реальной землей осуществляется через водопроводную трубу, заземляющий стержень, закопанный или вбитый в землю, или удобный металлический провод (не газовая труба), закопанный под землей. Это соединение выполняется в точке входа электрической системы в здание, на каждом полюсе, где есть трансформатор на улице (часто на электрическом столбе), и в других местах в системе. Вся планета Земля используется как точка отсчета для измерения напряжения.В здании это заземление подводится к каждому электрическому устройству по двум проводам. Один из них — это «заземляющий провод» (зеленый или неизолированный провод), который используется в качестве защитного заземления для соединения металлических частей оборудования с землей. Другой используется в качестве одного из электрических проводников в цепях системы и называется «нейтральным проводником». Этот провод, имеющий потенциал земли, замыкает все цепи, проводя ток от любого электрического оборудования обратно к точке входа системы в здания, а затем к трансформатору, обычно на улице.Во многих местах за пределами зданий отпадает необходимость в проводе для замыкания цепей и передачи тока от зданий к генераторам. Обратный путь, по которому проходит весь ток, — это сама земля.
В цепях постоянного тока отрицательный конец генератора или батареи часто называют «землей» или точкой нулевого напряжения (0 В), даже если соединение с землей может быть, а может и не быть. На одной печатной плате (PCB) может быть несколько заземлений, например, с чувствительными аналоговыми цепями, эта часть схемы может использовать «аналоговое заземление», а цифровая часть — «цифровое заземление».
В электрическом оборудовании точкой 0 вольт может быть металлическое шасси, называемое заземлением шасси, или соединение с фактическим заземлением, называемое землей, каждое из которых имеет свой собственный символ, используемый в электрических схемах (схемах).

Некоторые из инструментов для измерения напряжения — вольтметр и осциллограф.

Вольтметр измеряет напряжение между двумя точками и может быть установлен в режим постоянного или переменного тока. Вольтметр может измерять, например, напряжение постоянного тока батареи (обычно 1.5 В или 9 В), или напряжение переменного тока от сетевой розетки на стене (обычно 120 В).

Для более сложных сигналов можно использовать осциллограф для измерения постоянного и / или переменного напряжения, например, для измерения напряжения на динамике.

Напряжение или разность потенциалов от точки a до точки b — это количество энергии в джоулях (в результате действия электрического поля), необходимое для перемещения 1 кулон положительного заряда из точки a в точку b. Отрицательное напряжение между точками a и b — это напряжение, при котором 1 кулон энергии требуется для перемещения отрицательного заряда из точки a в b.Если вокруг заряженного объекта существует однородное электрическое поле, отрицательно заряженные объекты будут притягиваться к более высоким напряжениям, а положительно заряженные объекты — к более низким напряжениям. Разность потенциалов / напряжение между двумя точками не зависит от пути, пройденного от точки a до b. Таким образом, напряжение от a до b + напряжение от b до c всегда будет равно напряжению от a до c.

.