Určenie napätia v obvode elektrického prúdu

Elektrická energia sa používa všade a bola "vždy" pre veľkú väčšinu ľudí. Ale ťažko mnoho ľudí premýšľalo o povahe tohto javu. Medzi základnými elektrickými pojmami sú najťažšie pochopiteľné, napriek ich zjavnej jednoduchosti, "potenciálny rozdiel" a "napätie v obvode".

Pojem potenciál

Aby mohli elektróny prechádzať reťazou, je potrebná energia, schopné ich poháňať pozdĺž elektrického obvodu. Napríklad v prípade statickej elektriny ide o silu spôsobenú nerovnováhou elektrického náboja v objektoch.

Školský skúsenosti trením pogumovaným palíc vlny znázorňuje vytvorenie prebytok elektrónov v Ebony (negatívny náboj) a deficit elektrónov v vlny (pozitívny náboj) na cenu mechanickej energie na trenie.

Medzi izolovanými elektródami sa táto nerovnováha prejavuje len pri prilákaní navzájom elektrifikovaných predmetov. Ak sú prepojené vodičom, elektróny prejdú z ebonitu do vlny a kompenzujú deficit.

Toto je elektrický prúd v obvode a stupeň elektrifikácie telies je množstvo, potenciál. Zjednodušené na pochopenie toho, čo sa nazýva stres, môžeme túto hodnotu považovať za rozdiel potenciálov medzi objektmi.

Hydraulický model

Proces získavania nábojov v navzájom rubených materiáloch je podobný ako plnenie nádrže s vodou vo výške od voľnej nádrže. V porovnaní so zrkadlom otvorenej nádrže môže byť nádrž na vodu umiestnenú vyššie považovaná za zásobník energie. Gravitačné sily posilňujú vodu na kopci s potenciálom vyprázdniť nádrž pri depresii. Ak spojíte opísané kapacitné potrubia, voda pod vplyvom gravitácie vytvorí tok, ktorý uvoľní energiu nahromadenú z predbežnej injekcie.

Rovnako ako pevná kvapalina vo vysokej nádrži sa energia uložená v trusených predmetoch nazýva potenciál - má potenciál (potenciál) byť realizovaný pohybom elektrónov pozdĺž vodiča.

V prípade statickej elektriny, to, čo sa nazýva napätie možno vyjadriť ako: jednotky práce potrebné na presunutie jednotkového náboja z jedného miesta na druhé proti sile, ktorá sa snaží udržať potenciál vyrovnané.

Miera potenciálnej energie (potrebná práca) na jednotku nabitia, aby sa mohla pohybovať pozdĺž vodiča - to by mohlo vyzerať ako definícia napätia, ktorá sa vzťahuje na elektrické obvody.

Zoznam fyzikálnych veličín, ktoré opisujú fenomén stresu:

• rozdiel potenciálu sa meria vo voltoch (V);
• elektrický náboj - prívesok (Cl);
• práca na prenose poplatkov - Joule (J).

Pri elektrických obvodoch s galvanickým napájaním, sieťami striedavého napätia alebo elektrostatickým javom nie je žiadny rozdiel v meraní elektrického napätia. Vo všetkých prípadoch sa indikátor považuje za potenciálny rozdiel a je určený vo voltoch. Meracia jednotka môže byť reprezentovaná nasledovne: 1B = 1J / 1C. Zariadenie na meranie napätia sa nazýva voltmetr.

Merania v obvode

Napájanie vo vonkajšom okruhu je vytvorené zdrojom, ktorý vykonáva funkciu čerpadla (analogicky s nádržami na vodu). Je to násilne zabezpečené pôsobením elektrického poľa vo vnútornom okruhu v dôsledku transformácie chemických reakcií v bunkách alebo mechanickej energie v generátoroch.

Pri externých elektrických obvodoch dochádza k prirodzenému pohybu náboja medzi potenciálmi a je sprevádzané energetickými stratami na zabezpečenie tohto pohybu.

Z tohto dôvodu musí zdroj jednosmerného prúdu plynule dodávať potrebnú energiu na udržanie rozdielu potenciálu na obidvoch koncoch vonkajšieho obvodu, čo vytvára vysoký elektrický tlak (podobný hydraulickému príkladu).

Keď sa náboj pohybuje cez vonkajší obvod, zrazí sa s rôznymi obvodovými prvkami, z ktorých každý je zariadenie na premenu energie. Môžu to byť žiarovky, motory, vykurovacie články. Napríklad v žiarovke sa energia elektrického potenciálu mení na svetlo a tepelné žiarenie. Existuje teda strata potenciálu, to znamená, že to bude odlišné pred zaťažením (lampou) a po ňom. Strata elektrického potenciálu počas prechodu prvkami obvodu sa nazýva pokles napätia. Jedná sa o jeden z najdôležitejších indikátorov pre monitorovanie prevádzky zariadení v obvode.

Zoznam základných zákonov a vzorcov elektrického napätia, ktorý popisuje fenomén v reťazcoch, vyzerá takto:

• Vzorec na výpočet napätia je U = A / q, kde q je náboj (Cl), A je operácia prenosu náboja (J).
• Ohmov zákon: U = IR, kde I je prúd v obvode, R je odpor vodiča, na koncoch ktorého sa meria napätie.
• Potenciálny rozdiel na po sebe nasledujúcich prvkoch obvodu: U = U1 + U2 + U3 + ... + Un.

Je dôležité to pochopiť Napätie v žiadnom prípade nemôže byť meradlom prúdu. Potenciálny rozdiel a elektrický prúd sú dva takmer nepríbuzné javy. Teoreticky je možné vytvoriť prúd bez napätia skratovaním vo vákuu a inverzným príkladom je obyčajne nabitý kondenzátor. Predpoklad, že prúd má napätie, je bežným chybným pojmom. Stojí za to spomenúť na pochopenie fyziky popísaných javov.