Напряжение — что это такое

Что такое напряжение и ток | Начинающим | Статьи

Напряжение — что это такое

Что такое напряжение и ток

Напряжение и ток — это количественные понятия, о которых следует помнить всегда, когда дело касается электронной схемы. Обычно они изменяются во времени, в противном случае работа схемы не представляет интереса.

Напряжение (условное обозначение: U, иногда Е). Напряжение между двумя точками — это энергия (или работа), которая затрачивается на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом (т. е. первая точка имеет более отрицательный потенциал по сравнению со второй).

Иначе говоря, это энергия, которая высвобождается, когда единичный заряд «сползает» от высокого потенциала к низкому. Напряжение называют также разностью потенциалов или электродвижущей силой (э. д. с). Единицей измерения напряжения служит вольт.

Обычно напряжение измеряют в вольтах (В), киловольтах (1 кВ = 103 В), милливольтах (1 мВ = 10-3 В) или микровольтах (1 мкВ = 10-6 В). Для того чтобы переместить заряд величиной 1 кулон между точками, имеющими разность потенциалов величиной 1 вольт, необходимо совершить работу в 1 джоуль.

(Кулон служит единицей измерения электрического заряда и равен заряду приблизительно 6*1018 электронов.) Напряжение, измеряемое в нановольтах (1 нВ = 10-9 В) или в мегавольтах (1 МВ = 106 В) встречается редко.

Ток (условное обозначение: I). Ток — это скорость перемещения электрического заряда в точке. Единицей измерения тока служит ампер.

Обычно ток измеряют в амперах (А), миллиамперах (1 мА = 10-3 А), микроамперах (1 мкА = 10-6 А), наноамперах (1 нА = 10-9 А) и иногда в пикоамперах (1 пкА = 10-12 А). Ток величиной 1 ампер создается перемещением заряда величиной 1 кулон за время, равное 1 с.

Условились считать, что ток в цепи протекает от точки с более положительным потенциалом к точке с более отрицательным потенциалом, хотя электрон перемещается в противоположном направлении.

Запомните: напряжение всегда измеряется между двумя точками схемы, ток всегда протекает через точку в схеме или через какой-либо элемент схемы.

Говорить «напряжение в резисторе» нельзя — это неграмотно. Однако часто говорят о напряжении в какойлибо точке схемы. При этом всегда подразумевают напряжение между этой точкой и «землей», то есть такой точкой схемы, потенциал которой всем известен. Скоро вы привыкнете к такому способу измерения напряжения.

Напряжение создается путем воздействия на электрические заряды в таких устройствах, как батареи (электрохимические реакции), генераторы (взаимодействие магнитных сил), солнечные батареи (фотогальванический эффект энергии фотонов) и т. п. Ток мы получаем, прикладывая напряжение между точками схемы.

Здесь, пожалуй, может возникнуть вопрос: а что же такое напряжение и ток на самом деле, как они выглядят? Для того чтобы ответить на этот вопрос, лучше всего воспользоваться таким электронным прибором, как осциллограф. С его помощью можно наблюдать напряжение (а иногда и ток) как функцию, изменяющуюся во времени.

В реальных схемах мы соединяем элементы между собой с помощью проводов, металлических проводников, каждый из которых в каждой своей точке обладает одним и тем же напряжением (по отношению, скажем, к земле).

В области высоких частот или низких полных сопротивлений это утверждение не совсем справедливо. Сейчас же примем это допущение на веру.

Мы упомянули об этом для того, чтобы вы поняли, что реальная схема не обязательно должна выглядеть как ее схематическое изображение, так как провода можно соединять поразному.

Запомните несколько простых правил, касающихся тока и напряжения:

  1. Сумма токов, втекающих в точку, равна сумме токов, вытекающих из нее (сохранение заряда). Иногда это правило называют законом Кирхгофа для токов. Инженеры любят называть такую точку схемы узлом. Из этого правила вытекает следствие: в последовательной цепи (представляющей собой группу элементов, имеющих по два конца и соединенных этими концами один с другим) ток во всех точках одинаков.

  2. При параллельном соединении элементов (рис. 1) напряжение на каждом из элементов одинаково.

    Иначе говоря, сумма падений напряжения между точками А и В, измеренная по любой ветви схемы, соединяющей эти точки, одинакова и равна напряжению между точками А и В.

    Иногда это правило формулируется так: сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре схемы равна нулю. Это закон Кирхгофа для напряжений.

  3. Мощность (работа, совершенная за единицу времени), потребляемая схемой, определяется следующим образом:

    P = UI

Вспомним, как мы определили напряжение и ток, и получим, что мощность равна: (работа/заряд)*(заряд/ед. времени). Если напряжение U измерено в вольтах, а ток I — в амперах, то мощность Р будет выражена в ваттах. Мощность величиной 1 ватт — это работа в 1 джоуль, совершенная за 1 с (1 Вт=1 Дж/с).

Мощность рассеивается в виде тепла (как правило) или иногда затрачивается на механическую работу (моторы), переходит в энергию излучения (лампы, нередатчики) или накапливается (батареи, конденсаторы).

При разработке сложной системы одним из основных является вопрос определения ее тепловой нагрузки (возьмем, например, вычислительную машину, в которой побочным продуктом нескольких страниц результатов решения задачи становятся многие киловатты электрической энергии, рассеиваемой в пространство в виде тепла).

В дальнейшем при изучении периодически изменяющихся токов и напряжений мы обобщим простое выражение Р=UI. В таком виде оно справедливо для определения мгновенного значения мощности. Кстати, запомните, что не нужно называть ток силой тока — это неграмотно.

Источник: http://www.radiomexanik.spb.ru/nachinayuschim/chto-takoe-napryazhenie-i-tok.html

Что такое напряжение тока

Что такое напряжение тока

Прежде чем рассматривать понятие напряжение электрического тока, кратко напомним понятие тока вообще.

В самом общем понятии – это упорядоченное, направленное движение заряженных частиц (электронов), производимое под воздействием электрического поля.

Также нельзя забывать и о силе тока – одной из основных величин электричества. При перемещении зарядов электрическое поле совершает определенную работу.

Принцип действия напряжения тока

Чем больший заряд необходимо переместить за 1 секунду в электрической цепи, тем большуюработу совершает электрическое поле. Поэтому его работа полностью зависит от силы тока. Однако, кроме силы тока существует еще одна величина, влияющая на работу. Это и будет напряжение, о котором пойдет речь.

Напряжение это отношение работы тока на отрезке цепи к величине заряда, проходящего по этому участку электрической цепи. Иначе говоря, это работа (энергия), расходуемая при перемещении одного положительного заряда из точки с маленьким потенциалом в точку с большим потенциалом. Напряжение определяют еще как разность потенциалов или электродвижущую силу.

Единицей измерения работы электрического тока является джоуль (Дж), электрический заряд измеряется в кулонах (Кл). Таким образом, единица измерения напряжения – 1 Дж/Кл. Эту единицу назвали вольт (В), в честь Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта (1745-1827) – итальянского ученого физика и химика, одного из основоположников учения об электричестве.

Как на практике работает эта единица измерения

Если объяснять просто, для непосвященных, вольт будет считаться мерой «давления» или воздействия, заставляющее электрический ток передвигаться по цепи или проводу. В то же время ампер будет его мерой «объема». Чтобы наглядно объяснить работу вольта и ампера, в качестве примера можно использовать принцип «воды в шланге».

Здесь напряжение в вольтах будет аналогично давлению воды, а сила в амперах – объему воды. Если вода поступает в шланг без наконечника, то через него проходит большое количество воды (ампер), давление, при этом возникает небольшое (вольт).

Когда мы прижимаем наконечник шланга пальцем, то объем проходящей по нему воды снижается, зато давление воды увеличивается и струя брызгает намного дальше.

Сравнивая этот пример с электричеством, мы видим, что сила тока – это количество электронов, проходящих по проводу, а напряжение показывает нам, с какой силой эти электроны проталкиваются. Из этого следует вывод, что при одинаковом напряжении у провода,проводящего больший электрический ток, должен быть и больший диаметр.

Для возникновения напряжения в электрической сети обязательно необходим какой – либо источник тока.

Когда электрическая цепь находится в разомкнутом состоянии, то напряжение существует лишь на клеммах самого источника.

При включении источника тока в электрическую цепь, на отдельных ее участках возникает напряжение. Одновременно в цепи возникает сила тока. Наблюдаем взаимосвязь: без напряжения – нет и силы тока.

Для измерения напряжения используют специальный электроизмерительный прибор, который называется вольтметр. По своему внешнему виду он, практически, похож на амперметр, и отличается лишь шкалой. На шкале у амперметра – буква «А», у вольтметра – буква «V». При проведении измерений амперметр включается в цепь последовательно, а вольтметр –параллельно.

Источник: https://electric-220.ru/news/naprjazhenie_toka/2012-04-07-107

Электрическое напряжение или разность потенциалов

Электрическое напряжение или разность потенциалов

Под напряжением понимают разность потенциалов между точками участка электрической цепи. 

Напряжение – это энергия, которая затрачивается на перемещение единичного положительного зарядаиз точки a в точку b. Это скалярная физическая величина. Единица измерения — Вольт (В).

Другое определение понятия «напряжение» — это энергия, которую заряд тратит в потребителе, численно равная разности потенциалов на зажимах потребителя.

Считается, что электрический ток всегда течёт от более высокого потенциала к более низкому. Следовательно, на участке ((φа >φb) величина падения напряжения (IR) или (φа=φb +IR), откуда (φа-φb=Uab=IR)). Данная выкладка соответствует участку без источника ЭДС. Напряжение чаще всего называют падением напряжения. Его направление совпадает с направление протекания тока.

С учетом ЭДС напряжение Uac равно φa-φc. Выражая φb через φс получаем:

φb= φс-E,

φa =φb+IR= φc-E+IR,

откуда Uab= φa- φc=IR-E.

В случае изменения напряжения, ЭДС

φb= φс+E;

φa= φb+IR= φc+E+IR;

откуда φa- φc=IR+E=Uac (Bольт).

По выбранному направлению тока Uca= φc- φa= -Uac= -( φa-φc)= φc- φa.

Следовательно, изменение чередования индексов равносильно изменению знака.

В общем случае Uac=Σ(IkRk)+ΣEk, где со знаком плюс в первую сумму входят IR, совпадающие с выбранным направлением. С минусом, если не совпадают.

Во вторую сумму ЭДС входят с минусом, если их направление совпадает с выбранным направлением, а с плюсом наоборот.

Источник: https://kurstoe.ru/osnovnie-svedeniya/osnovnie-opredeleniya/napryazhenie.html

напряжение — это… Что такое напряжение?

  • Напряжение — Напряжение: В Викисловаре есть статья «напряжение» Электрическое напряжение между точками A и B  отношение работы электрического поля при переносе пробного заряда из точки A в B к величине этого пробного заряда. Номинальное напряжение… …   Википедия
  • напряжение — См …   Словарь синонимов
  • НАПРЯЖЕНИЕ — НАПРЯЖЕНИЕ, напряжения, ср. 1. только ед. Действие по гл. напрячь напрягать. Напряжение мышц. Напряжение внимания. 2. только ед. Состояние подъема, повышенных усилий в осуществлении чего нибудь, сосредоточение всех сил, внимания на чем нибудь. С… …   Толковый словарь Ушакова
  • Напряжение — – характеристика силового воздействия на элемент, определяемого как доля усилия на единицу площади поверхности. [Полякова, Т.Ю.  Автодорожные мосты: учебный англо русский и русско английский терминологический словарь минимум / Т.Ю. Полякова …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
  • НАПРЯЖЕНИЕ — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации …   Современная энциклопедия
  • НАПРЯЖЕНИЕ — НАПРЯЖЕНИЕ, измерение РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ между двумя точками цепи. Разность потенциалов составляет 1 вольт, если ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД в 1 кулон, протекая между двумя точками, производит работу в 1 джоуль. Напряжение также вычисляется умножением… …   Научно-технический энциклопедический словарь
  • Напряжение s — Напряжение, определяемое отношением осевого растягивающего усилия Р к начальной площади поперечного сечения рабочей части образца F0 Источник: ГОСТ 1497 84: Металлы. Методы испытаний на растяжение оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • Напряжение — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации.   …   Иллюстрированный энциклопедический словарь
  • НАПРЯЖЕНИЕ — механическое внутренние силы, возникающие в деформируемом теле под влиянием внешних воздействий …   Большой Энциклопедический словарь
  • НАПРЯЖЕНИЕ — электрическое то же, что разность потенциалов между 2 точками электрической цепи; на участке цепи, не содержащей электродвижущую силу, равно произведению силы тока на сопротивление участка …   Большой Энциклопедический словарь
  • Напряжение — ситуация в управлении, характеризуемая повышенной психической или физиологической напряженностью …   Словарь терминов антикризисного управления

Источник: https://building_ru_tr.academic.ru/7578/%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

vip-cxema.org — Что такое ток и напряжение простыми словами

vip-cxema.org - Что такое ток и напряжение простыми словами

Ток – это упорядоченное движение заряженных частиц, для металлов это электроны.

Напряжение – это отношение электрического поля к величине заряда.

Такое объяснение встречается в большинстве научных источников, но совершенно непригодно к визуальному моделированию движения носителей заряда. Не смотря на то, что в понимании схемотехники, и электроники в целом это никак не скажется, так как затрагиваются фундаментальные процессы, которые лежат в основе большинства явлений, которые используются не только в электронике.

Для начала вспомним несколько вполне пригодных к визуализации явлений – кристаллическая решётка атомов металла, который является проводником в подавляющем большинстве схем.

Как мы видим, ядра атомов – положительного заряда,  электроны – негативного, расстояние между ядрами атомов очень значительное, но из-за разных потенциалов они склонны притягиваться, поэтому при интенсивном движении заряженных частиц они могут время от времени сталкиваться с ядрами.

 Так же немало важную роль играет скорость движения ядер атомов, которая зависит от температуры проводника,  они начинают быстро двигаться, и натыкаться на большее количество электронов, и больше отпускает электронов назад, таким образом, больше количество электронов передаёт свою кинетическую энергию ядру атома, вызывающее большую вибрацию, и как следствие больший нагрев. Тем самым меньше электронов может пробегать по проводнику. Заряженные частицы двигаются под действием напряжения, это та сила, которая заставляет носители заряда двигаться в одном направлении, чем больше напряжение, тем больше электронов может преодолеть притяжение ядер атомов. Но при этом, давая электронам больше кинетической энергии, можно повысить вибрацию ядер атомов, как следствие – ещё больший нагрев проводника. Сопротивление так же зависит от площади сечения проводника, чем больше сечение – тем больше ядер атомов могут одновременно принимать и отпускать носителей заряда, что не только уменьшает сопротивление, но так же и увеличивает теплоёмкость проводника, значит, он легче может выдержать перегрев.

Но стоит отметить, что охладить такой провод сложнее, понадобится больше мощности затратить на его охлаждение, хотя на практике провод подбирают так, что бы при номинальном токе, он не грелся, и это правило применимо только к резисторам, где сопротивление больше, и мощность выделяемая больше.

Так как при движении электронов, они на некоторое время задерживаются у ядер атомов, пока их не выбьет с поля ядра другой электрон, то на участке проводника, при протекании через него тока будет определённая разница в количестве заряженных частиц.

Это зовётся падением напряжения, как правило, наибольшее падение напряжения происходит на самом высокоомном участке цепи, падение напряжения зависит от тока в цепи и сопротивления участка, на котором производится замер.

Только что мы на уровне движения элементарных частиц объяснили некоторые аспекты закона Ома, и мощности выделяемой на резисторе, и почему она превращается в тепло. С напряжением всё проще, для начала вспомним, что источником напряжения могут быть как химические батареи (аккумуляторы, батарейки, и т.д.

) так и магнитно-динамические (генераторы, электродвигатели). Принцип работы разный, но результат одинаков – это разница потенциалов на выводах. Если говорить совсем просто, то это банально разница свободных электронов, то есть на одном выводе их значительно больше чем на другом.

Свободные электроны – это те электроны, которые не прикреплены на определённой орбите возле ядра атома, они под воздействием магнитных полей хаотично двигаются по всему проводнику, поэтому напряжение одинаково во всех частях проводника (пока через него не протекает ток). А источник напряжения можно представить как насос, который перекачивает ток с одного вывода в другой.

Ну и под конец в видео приводится аналогия заряженных частиц с автомобилями, а проводника с дорогой.

Статья специально подготовлена для конкурса на канале АКА

Автор — Ростислав Михайлов 

Источник: http://vip-cxema.org/index.php/home/raznoe/285-chto-takoe-tok-i-napryazhenie-prostymi-slovami

Единица измерения напряжения

Единица измерения напряжения

Главная > Теория > Единица измерения напряжения

Эпоха научно-технического прогресса требует измерять всё. Электрические сети не являются исключением. Для проведения этих измерений важно знать, в каких единицах измеряется напряжение. В самой распространённой системе СИ единица измерения напряжения обозначается 1 Вольт или сокращённо – 1В. Может также обозначаться 1V. Это обозначение выбрано в честь физика из Италии Алессандро Вольта.

Вольт

Что такое электрическое напряжение

Оно не может существовать само по себе, как вес. Есть два случая, требующих его измерения:

  • Между разными узлами электрической цепи или концами проводника. 1 Вольт – это такой потенциал, при котором ток величиной 1 Ампер выделяет 1 Ватт мощности;
  • Измерение напряженности электростатического поля проводится между двумя точками поля. Единица напряжения 1 Вольт – это такой потенциал, при котором заряд 1 Кулон совершает работу 1 Джоуль.

Эффект Джозефсона

С 1990 года есть ещё одно определение электрического напряжения. Его значение связано с эталоном частоты и цезиевыми часами. При этом используется нестационарный эффект Джозефсона6 при облучении специальной матрицы излучением на частоте 10-80 ГГц на ней появляется потенциал, величина которого не зависит от условий эксперимента.

Действующее значение напряжения

Определение величины электрического потенциала между участками сети производится по количеству тепла или работе, совершённой за определённое время. Но это справедливо только для постоянного тока. Переменное напряжение имеет синусоидальную форму. В максимуме амплитуды оно максимально, а при переходе от положительной полуволны к отрицательной равно нулю.

Поэтому для расчётов используется среднее значение, которое называется «действующее значение», при расчетах приравнивающееся к постоянному той же величины.

От максимального оно отличается в 1,4 раза или √2. Для сети 220В максимальное значение составляет 311В. Это имеет значение при выборе конденсаторов, диодов и других элементов электронных схем.

Определение величины напряжения

Чем измеряется напряжение? Это производится специальным прибором – вольтметром. Он может иметь различную конструкцию, быть цифровым или стрелочным, но его сопротивление должно быть максимально возможным, а ток – минимальным. Это необходимо для того, чтобы свести к минимуму влияние прибора на сеть и потери в проводах, идущих от источника питания к вольтметру.

Вольтметр

Сеть постоянного тока

Эти измерения производятся магнитоэлектрическими приборами. В последнее время широко используются устройства с цифровым табло.

Самый простой способ – прямое подключение прибора к месту измерения. Это возможно при соблюдении ряда условий:

  • Предел измерения больше ожидаемого максимума. Если оно до начала измерений неизвестно, то следует выбрать наибольший предел и последовательно его уменьшать;
  • Соблюдение полярности подключения. При неправильном подключении стрелка отклонится в обратную сторону, а цифровое табло покажет отрицательную величину.

Если предел измерений недостаточен, то его можно расширить при помощи добавочного сопротивления. Оно может быть внешним или внутренним. Можно использовать несколько сопротивлений и переключать их для изменения предела прибора. Так устроен мультиметр.

Сеть переменного тока

Напряжение измеряется в сети переменного электрического тока приборами всех типов, кроме магнитоэлектрических. Эти устройства можно использовать, только подключив их к выходу выпрямителя.

Для увеличения предела измерения есть несколько способов. Для этого к прибору подключается дополнительно одно из устройств:

  • добавочные сопротивления;
  • при неизменной частоте сети вместо сопротивления используются конденсаторы;
  • самый распространённый вариант – применение трансформатора напряжения.

Требования к измерительным устройствам и дополнительным приспособлениям такие же, как к устройствам постоянного тока.

Схема подключения

Измерение разности потенциалов – это важный элемент наладки электрических и электронных схем, и от него зависит надёжность работы оборудования. Для того чтобы правильно их произвести, важно знать, в чем измеряется напряжение в цепях электрического тока.

Видео

Источник: http://elquanta.ru/teoriya/edinica-izmereniya-napryazheniya.html

Что такое напряжение

Что такое напряжение

Все мы знаем, что для того, чтобы включить свет, необходимо «клацнуть» клавишу выключателя и лампа загорается, освещая все вашу комнату. Большинство людей мало задумывается о процессах, происходящих в этот момент. Но, что бы прийти к такому техническому прогрессу многие исследователи посвятили свои жизни на то, чтобы разобраться, что такое напряжение и что такое ток.

Для большинства людей электрическое напряжение определяется «применимостью» электроприбора, например, для электрочайника или телевизора нужно 220 В, а для MP3 плеера нужно 1.5 В (одна — две батарейки).

В данной статье мы выясним, что такое напряжение и каков принцип его работы.

Начнём с термина из википедии:

Иными словами, чем больше заряда нужно переместить за 1 секунду в электрической цепи, тем больше работы требуется совершить электрическому полю. Выходит, что его работа полностью зависит от силы тока. Но, кроме силы тока есть еще одна величина, оказывающая не посредственное влияние на работу. Это и есть напряжение, о котором мы вам и расскажем.

Напряжение — это отношение работы тока на отрезке цепи к величине заряда, проходящего на участке электрической цепи. Говоря простым языком, работа — энергия, которая расходуется при передвижение одного положительного заряда из точки с малым потенциалом в точку с большим потенциалом. Так же напряжение определяют как разность потенциалов или электродвижущую силу.

Напряжение бывает двух типов постоянным и переменным. Переменное напряжение периодически меняет полярность с определенной частотой, также у него имеется два значения: амплитудное и действующее.

Первое характеризует размах колебаний, а второе — эквивалентное постоянное напряжение, которое выделило бы на такой же нагрузке ту же мощность. Соотношение между амплитудным и действующим значениями напряжения зависит от его формы.

У синусоидального однофазного напряжения амплитудное значение превышает действующее в количество раз, равное корню из двух.

Единица измерения работы электрического тока  джоуль (Дж), электрический заряд измеряется в кулонах (Кл). Выходит что, единица измерения напряжения – 1 Дж/Кл. Эта единица называется вольт (В).

Для справки:

  • 1 мВ = 0,001 В;
  • 1 кВ = 1000В.

Высокое напряжение является опасным для жизни человека. Можно привести интересное сравнение работы напряжения — напряжение высоковольтного кабеля приравнивается падению однотонной детали примерно с 10-20 м.

Но осторожность необходимо соблюдать и в работе с низким напряжением, так как и низкое напряжение может привести к смерти. Был зафиксирован случай смертельного удара в 12 вольт.

Всё зависит от силы тока пройденного через организм. Сопротивление человеческого организма определяется кожным покровом.

Но также сопротивление зависит от множества факторов, таких как эмоциональное состояние, физическая нагрузка, влажность, содержание алкоголя и т.д.

Ниже в таблице показано напряжение, которое может встретится вам на практике.

РЕКОМЕНДУЕМ

Источник: http://proelektrik.ucoz.ru/publ/stati/chto_takoe_naprjazhenie/3-1-0-101

Электрическое напряжение

Мы знаем, что электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. Это движение создается электрическим полем, которое при этом совершает работу.

Работу электрического поля, создающего ток, называют работой тока:

A — работа тока.

Эта работа может быть разной на разных участках цепи, но на каждом из них она пропорциональна заряду, проходящему через него. Физическая величина, показывающая, какую работу совершает на данном участке ток при перемещении по этому участку заряда 1 Кл, называется электрическим напряжением (или просто напряжением) на этом участке.

Пусть, например, при перемещении вдоль участка цепи заряда q = 2 Кл была совершена работа A = 10 Дж. Для перемещения заряда 1 Кл потребовалась бы работа, в 2 раза меньшая. Разделив 10 Дж на 2 Кл, получим 5 Дж/Кл. Это и есть напряжение на данном участке. Обозначается оно буквой U:

U — напряжение.

Итак, чтобы найти напряжение U на данном участке цепи, надо работу тока A разделить на заряд q, прошедший по этому участку.

U = A/q      (11.1)

Единица электрического напряжения называется вольтом (В) в честь А. Вольты, сконструировавшего первый источник тока. 1 В — это такое напряжение, при котором электрическое поле при перемещении вдоль участка цепи заряда 1 Кл совершает работу 1 Дж. Если же, например, напряжение на каком-то участке равно 10 В, то это означает, что при перемещении по нему заряда 1 Кл совершается работа 10 Дж.

Кроме вольта, на практике применяют и другие (кратные и дольные) единицы напряжения, например киловольт и милливольт:

1 кВ= 1000 В, 1 мВ=0,001 В.

Прибор для измерения напряжения называется вольтметром. Существуют разные конструкции вольтметров. Школьный демонстрационный вольтметр изображен на рисунке 30. На этом же рисунке приведено его условное обозначение.

При включении вольтметра в цепь необходимо соблюдать следующие правила:

1) зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение (параллельно соответствующему участку цепи);

2) клемму вольтметра со знаком « + » следует соединять с той точкой участка цепи, которая соединена с положительным полюсом источника тока, а клемму со знаком «–» — с точкой, которая соединена с отрицательным полюсом источника тока.

Если требуется измерить напряжение на источнике тока, то вольтметр присоединяют непосредственно к его зажимам (рис. 31). В других случаях, например при измерении напряжения на лампе, это делают так, как показано на рисунке 32.

??? 1. Что такое электрическое напряжение? Какой буквой оно обозначается? 2. По какой формуле находится напряжение? 3. Как называется единица напряжения? Как она обозначается? 4.

Как называется прибор для измерения напряжения? Как он обозначается на схемах? 5. Какими правилами следует руководствоваться при включении вольтметра в цепь? 6.

Как следует понимать выражение: «На концах данного участка цепи напряжение равно 3 В»?

Источник: http://phscs.ru/physics9g/voltage

Напряжение электрического тока и вольтметр

Электроны не могут исчезать или «спрыгивать» с проводов и нагрузки. Поэтому, силу тока мы можем измерить в любом месте электрической цепи. Однако, будет ли одинаковым действие тока на разные участки этой цепи? Давайте разберемся.

Проходя по проводам, ток лишь слегка их нагревает, однако не совершает при этом большой работы.

Проходя же через спираль электрической лампочки, ток не просто сильно нагревает ее, он нагревает ее до такой степени, что она, раскаляясь, начинает светиться.

То есть в данном случае ток совершает механическую работу, и довольно приличную работу. Ток тратит свою энергию. Электроны в том же количестве продолжают бежать дальше, но энергии у них уже поменьше.

Определение электрического напряжения

То есть электрическое поле должно было «протащить» электроны через нагрузку, и энергия, которая при этом израсходовалась, характеризуется величиной, называемой электрическим напряжением.

Эта же энергия потратилась на какое-то изменение состояния вещества нагрузки. Энергия, как мы знаем, не пропадает в никуда и не появляется из ниоткуда. Об этом гласит Закон сохранения энергии.

То есть, если ток потратил энергию на прохождение через нагрузку, эту энергию приобрела нагрузка и, например, нагрелась.

То есть, приходим к определению: напряжение электрического тока – это величина, показывающая, какую работу совершило поле при перемещении заряда от одной точки до другой. Напряжение в разных участках цепи будет различным.

Напряжение на участке пустого провода будет совсем небольшим, а напряжение на участке с какой-либо нагрузкой будет гораздо большим, и зависеть величина напряжения будет от величины работы, произведенной током. Измеряют напряжение в вольтах (1 В).

Для определения напряжения существует формула: 

U=A/q,

где U — напряжение,
A – работа, совершенная током по перемещению заряда q на некий участок цепи.

Напряжение на полюсах источника тока

Что касается напряжения на участке цепи – все понятно.

А что же тогда означает напряжение на полюсах источника тока? В данном случае это напряжение означает потенциальную величину энергии, которую может источник придать току. Это как давление воды в трубах.

Эта величина энергии, которая будет израсходована, если к источнику подключить некую нагрузку. Поэтому, чем большее напряжение у источника тока, тем большую работу может совершить ток.

Вольтметр

Для измерения напряжения существует прибор, называемый вольтметром. В отличие от амперметра, он подключается не произвольно в любом месте цепи, а параллельно нагрузке, до нее и после. В таком случае вольтметр показывает величину напряжения, приложенного к нагрузке. Для измерения напряжения на полюсах источника тока, вольтметр подключают непосредственно к полюсам прибора.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Сила тока: природа, формула, измерение амперметром
Следующая тема:   Сопротивление тока: притяжение ядер, проводники и непроводники

Источник: http://www.nado5.ru/e-book/ehlnapryazhenie-voltmetr

Сила тока и напряжение: что это и в чем разница

Многие из нас, еще со школьной скамьи не могут понять того, какие аспекты, отличают силу тока от напряжения.

Конечно, учителя постоянно утверждали то, что разница между двумя этими понятиями, является просто огромной.

Тем не менее, только некоторые взрослые имеют возможность похвастаться наличием соответствующих знаний и если вы к числу таковых не принадлежите, то вам самое время обратить внимание на наш, сегодняшний обзор.

Что такое сила тока и напряжение?

Для того, чтобы говорить о том, что собой представляет сила тока и какие нюансы с ней могут быть связаны, считаем необходимым обратить ваше внимание на то, чем она является сам по себе. Ток — это процесс, во время которого, под непосредственным воздействие электрического поля, начинает происходить движение неких, заряженных частиц.

В качестве последних, может выступать целый перечень всевозможных элементов, в этом плане, все зависит от конкретной ситуации. Так, к примеру, если речь идет об проводниках, то в этом случае, в качестве вышеупомянутых частиц, будут выступать электроны.

Возможно некоторые из вас этого и не знали, но ток активно используется в современной медицине и в частности для того, что избавить человека от целого перечня всевозможных болезней, та же эпилепсия, например. Незаменим ток также и в быту, ведь с его помощью, у вас дома горит свет и работают некоторые электроприборы.

Сила тока, в свою очередь, подразумевает под собой некую физическую величину. Обозначается она символом I.

В случае с напряжением, все обстоит куда сложнее, даже если сравнивать его с таким понятием, как «сила тока». Там предусмотрены единичные положительные заряды, которые должны перемещаться из разных точек. Кроме этого, напряжением называют такую энергию, посредством которой и происходит вышеупомянутое перемещение. В школах, для понимания этого понятия, нередко приводят в пример течение воды, которое происходит между двумя банками. В данной ситуации, в качестве тока, будет выступать сам поток воды, в то время, как напряжение сможет показывать разницу уровней в двух этих банках. По этому, течение будет наблюдаться до тех пор, пока оба уровни в банках не сравняются.

Что отличает силу тока от напряжения?

Осмелимся предположить, что в качестве основной разницы между двумя этими понятиями является их непосредственное определением:

  1. Под словами «сила тока» и «ток», в частности, представляют некое количество электричества, в то время, как напряжением принято считать меру потенциальной энергии. Простыми словами, два эти понятия достаточно сильно зависят друг от друга, сохраняя некоторые отличительные особенности, при всем этом. На их сопротивление влияет огромное количество самых разнообразных факторов. Важнейшим из них, является материал, из которого выполнен тот или иной проводник, внешние условия, а также температура.
  2. Некая разница предусмотрена также и в их получение. Так, если воздействие на электрические заряды, создает напряжение, то ток получается уже путем прикладывания напряжения между точками схемы. Кстати говоря, в качестве таковых приборов, могут выступать обыкновенные батареи или более продвинутые и удобные генераторы. По этой причине мы и можем говорить о том, что основные отличия двух этих понятий, сводятся к их определению, а также тому, что получаются они в результате совершенно разных процессов.

Путать не следовало бы ток также и вместе с энергопотреблением. Понятия эти являются совершенно разными и главным их отличием должна восприниматься именно мощность. Так, в том случае, если напряжение предназначено для того.

чтобы характеризовать потенциальную энергию, то в случае с током, энергия эта будет уже кинетической. В наших, современных реалиях, преимущественное большинство труб соответствует аналогиям из мира электричества. Речь идет об нагрузке, которая создается во время подключения лампочки или того же телевизора в сеть.

Во время этого, создается расход электричества, который в конечном итоге, приводит к появлению тока.

Конечно, в том случае, если в розетку вы не будете подключать никаких электроприборов, напряжение будет оставаться неизменным, в то самое время, как ток будет равняться нулю.

Ну а если не будет предусмотрено расхода, то какая вообще может идти речь о токе и какой-либо его силе? По этому, ток — это всего лишь некое количество электричества, в то время, как напряжением считается мера потенциальной энергии определенного источника электричества.

Интересное видео, где подробно объясняется разница между током и напряжением:

Источник: http://vchemraznica.ru/sila-toka-i-napryazhenie-chto-eto-i-v-chem-raznica/

Что такое наведенное напряжение и чем оно опасно?

Возникновение наводки на воздушных линиях электропередачи и в электроустановках, связанных с ними, представляет опасность не меньшую, чем присутствие рабочего напряжения на них. Также данное явление возникает в бытовых условиях в сети 220 В, поэтому необходимо понимать природу возникновения и меры защиты от наведенного напряжения, о чем мы и поговорим далее.

Причины возникновения

Наведенное напряжение возникает на выведенной в ремонт и обесточенной воздушной линии электропередач (ВЛ), вследствие влияния на нее электромагнитного поля расположенной в непосредственной близости работающей электроустановки или другой ВЛ, которая находится под напряжением. Таким образом, ВЛ, которая проходит параллельно отключенной линии, наводит сторонний потенциал, который представляет существенную опасность для обслуживающей ремонтной бригады. Значение наведенного напряжения в проводе изменяется в зависимости от протяженности участка, на котором ВЛ идут параллельно, тока нагрузки и величины рабочего напряжения, отдаленности фазных проводов, метеорологических условий. Потенциал, который наведен на ВЛ, объединяет в себе два вида воздействия – электромагнитную и электростатическую составляющую:

  • Электромагнитная часть появляется под действием магнитного поля, возникающего от протекания тока по работающей рядом ВЛ. Отличительной особенностью данной составляющей является то, что при заземлении даже в нескольких местах линии, она не изменяет свою величину. Единственное, что можно изменить с помощью заземлений – это расположение точки нулевого потенциала.
  • Электростатическая часть, в отличие от электромагнитной, устраняется путем заземления линии в ее концах и в месте ведения работ. Снизить же величину наведенного напряжения возможно установив заземление хотя бы в единственной точке ВЛ.

Давайте рассмотрим подробнее, что это такое – наведенное напряжение и природу его возникновения. Чтобы понять, как оно появляется, обратимся к фото, на котором изображен проводник:

Имеется проводник, обозначенный на картинке как А-А. При протекании по нему переменного тока создается электромагнитное поле, интенсивность которого уменьшается по мере отдаления от проводника (на изображении можно заметить снижение яркости окраски).

Также изменяются пульсации электромагнитного поля с изменением направления и величины тока. При попадании в поле любого другого проводника в нем индуцируется наведенное напряжение.

Ниже на картинке показаны проводники с подключенными измерительными приборами для определения величины напряжения:

Какое значение считается опасным для персонала? Считается, что если на отключенной ВЛ присутствует наведенное напряжение и его значение не превышает 25 В, то ремонтные мероприятия производятся с применением обычных средств защиты.

В случае превышения безопасной величины следует пользоваться специальными средствами защиты и выполнять технические мероприятия, обеспечивающие требуемую степень защиты от опасного воздействия наведенного потенциала.

Такими мерами безопасности могут быть разземление вначале и конце линии, разрез провода, установка заземления на участках ВЛ.

Узнать о том, какие электрозащитные средства используют в установках выше 1000 Вольт, вы можете из нашей статьи!

В чем опасность явления?

Наведенное напряжение можно считать более опасным и коварным в отличие от рабочего в силу того, что на него никак не реагирует защитная аппаратура.

Например, при попадании под него ремонтного персонала, работник будет находиться под опасным воздействием до момента освобождения от его влияния.

А вот если на человека воздействует рабочее напряжение, то срабатывает защита и происходит автоматическое отключение, вследствие короткого замыкания.

Кстати, о коротком замыкании (КЗ). При КЗ в рабочей линии происходит наводка на отключенную ВЛ и многократное превышение тока, что, естественно, отражается на персонале, занятом ремонтом на отключенной ВЛ.

Последствия могут быть весьма плачевными – от сильных ожогов, до протекания тока по жизненно важным органам с их поражением, вплоть до летального исхода.

Поэтому не нужно пренебрегать правилами безопасности при проведении работ на отключенных ВЛ.

Что же делать в случае попадания человека под наведенное напряжение? Как избавиться от его воздействия? Необходимо устранить протекание тока через тело человека. Для этого понадобится соединить опасную часть электроустановки с «землей», набросив на нее заземление.

Наводка в квартире

Не считая ВЛ и электроустановок, наведенное напряжение может также возникать в квартире и в частном доме в сети 220 В. Так называемая «наводка» появляется в кабеле, проложенном опять же рядом с проводом, по которому протекает ток.

Для примера приведем ситуацию, когда при выключенном выключателе на диодных лампочках появляется еле заметное свечение. Происходит это из-за того, что рядом с проводом, питающим лампы, проложен проводник с фазной жилой. А действие электромагнитного поля никто не отменял.

Отсюда и возникает небольшая наводка, величины которой достаточно для того, чтобы «подсветить» светодиоды.

Еще один случай – это наводка в розетке. Возникает она, если произошел обрыв нулевого провода. Тогда при измерении индикатором на клеммах розетки получим две фазы. Но на самом деле, фазный провод как был один, так и останется, а «вторая фаза» пропадет, как только нулевой провод будет заново подключен.

С примером опасного влияния наводки вы можете ознакомиться на видео:

Реальный пример

Вот мы и рассмотрели, что такое наведенное напряжение, чем опасно это явление и какие меры защиты нужно предпринимать для того, чтобы обезопасить персонал от поражения электрическим током. Надеемся, предоставленная информация была для вас понятной и полезной!

Наверняка вы не знаете:

Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-navedennoe-napryazhenie.html

Ссылка на основную публикацию