Wyjaśniamy, czym jest napięcie i jakie istnieją. Co to jest prawo Ohma i jak mierzy się tę wielkość?
Co to jest napięcie?
Napięcie to wielkość, która uwzględnia różnicę potencjałów elektrycznych między dwoma określonymi punktami. Nazywane również różnica potencjałów elektrycznych lub napięcie elektryczne, to praca na jednostkę ładunek elektryczny który wywiera wpływ na cząstkę a pole elektryczne, aby móc go przenosić między dwoma wyznaczonymi punktami.
Gdy dwa punkty wykazujące różnicę potencjałów elektrycznych zostaną połączone z materiałem przewodzącym, przepływelektrony, który jest znany jako prąd elektryczny, który przeniesie część obciążenia z punktu najwyższego do najniższego potencjału.
Wspomniana różnica potencjałów elektrycznych to napięcie i powiedzianeobecny ustanie, gdy tylko oba punkty będą miały ten sam potencjał, chyba że pewna różnica potencjałów jest utrzymywana przez generator lub jakieś zewnętrzne źródło.
Tak więc, gdy mówimy o napięciu jednopunktowym, mówimy o nim w porównanie z jakimkolwiek innym ciałem, z którym się styka i którego potencjał zakłada się na zero.
Aby zrozumieć napięcie, często używa się metafory hydraulicznej (z Woda). Wyobraźmy sobie okrężny przebieg rur, którymi krąży woda (odpowiednik w tym przypadku przepływu elektronów). Szerokie rury będą materiałami przewodzącymi, wąskie będą izolacyjne lub oporowe. Ta ścieżka zostanie zmobilizowana przez pompę hydrauliczną (która na przykład jest odpowiednikiem źródła napięcia) przepychająca wodę w oparciu o różnicę ciśnień w stosunku do innego punktu rurociągu. Ta różnica Ciśnienie jest to odpowiednik napięcia elektrycznego.
Podsumowując, obwód wyposażony w wysokie napięcie będzie miał większą pojemność roboczą (woda porusza się z większą siłą, w poprzednim przykładzie) i dlatego będzie mocniejszy lub nawet bardziej niebezpieczny.
Rodzaje napięcia
Istnieją następujące rodzaje napięcia:
- Napięcie indukowane. Jest to nazwa nadana sile elektromotorycznej lub indukowanemu napięciu niezbędnemu do wygenerowaniaenergia elektryczna w obwodzie, to znaczy generować różnicę potencjałów. W obwodzie otwartym siła ta może utrzymać napięcie elektryczne między dwoma punktami, w obwodzie zamkniętym wygeneruje przepływ prądu.
- Napięcie przemienne. Jest reprezentowany przez litery VA, z wartościami dodatnimi i ujemnymi na osi kartezjańskiej, ponieważ jest uważany za falę sinusoidalną. Jest to najczęściej spotykane napięcie w gniazdkach, ponieważ jest najłatwiejsze do wygenerowania i transportu. Jak sama nazwa wskazuje, jest to napięcie o zmiennych wartościach, a nie stałe w pogoda a jego częstotliwość będzie zależeć od konkretnego kraju lub regionu.
- Napięcie prądu stałego. Jest to normalne w silnikach ibaterie, i jest uzyskiwany z przekształcenia prądu przemiennego w prąd mniej lub bardziej ciągły, z małymi szczytami, za pomocą bezpieczników i transformatorów.
- Ciągłe napięcie Nazywany również napięciemDC (VCC), jest to najczystszy prąd występujący w chipach,mikroprocesory oraz inne urządzenia wymagające ciągłego i stałego napięcia. Zwykle uzyskuje się go po obróbce kondensatorami elektrolitycznymi.
Prawo Ohma
Postulowane przez niemieckiego fizyka Georga Simona Ohma nakazuje, aby różnica potencjałów (V) przyłożona między końcami określonego przewodnika była proporcjonalna do ilości prądu (I) przepływającego przez przewodnik, w zależności od jego wytrzymałość. Zostało to zawarte w następującej formule:
V = R. i, gdzie V jest napięcie, i jest obecny i r wytrzymałość materiału.
Mając dowolne dwie z tych zmiennych, można z łatwością obliczyć trzecią.
Jak mierzone jest napięcie?
Do pomiaru napięcia służy woltomierz, który jest zainstalowany równolegle do źródła zasilania. Energia do pomiaru i kwantyfikacji potencjału elektrycznego. Inne używane urządzenia to próbnik (lub multimetr) i potencjometr.
Tak czy inaczej, napięcie jest obliczane z uwzględnieniem całkowitej energii potrzebnej do przemieszczenia małego ładunku elektrycznego od początku do końca obwodu, podzielonej przez wielkość tego ładunku.
Według System międzynarodowy (SI), napięcie elektryczne jest mierzone w woltach (stąd terminNapięcie), reprezentowana przez literę V, na cześć Aleksandra Volty, twórcy stosu woltaicznego w XVII wieku. Jeden wolt równa się jeden lipiec podzielone przez Kulomb.