Elektrické napätie • Definícia, vzorec a príklady · s videom
Jedným z najzákladnejších pojmov v elektrotechnike je to elektrický napätie. Musíte sa najskôr oboznámiť s tým, ako sa pustíte do zložitejších tém. Preto v tomto článku vysvetľujeme všetko, čo potrebujete vedieť.
Namiesto toho si môžete pozrieť aj naše video na túto tému.
Elektrické napätie je vysvetlené jednoducho
The elektrický Napätie U je príčinou elektrický prúd I, alebo pohon na elektrinu. The elektrické napätie vždy nastane, keď sú náboje samostatné, t. j. všetky záporné náboje na jednej strane a všetky kladné náboje na druhej strane. Ak spojíte tieto dve strany s elektricky vodivým materiálom, tečie elektrina.
The Elektrické Napätie U je Potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi v elektrickom poli. Je to hnacia sila pre pohyb náboja.
Potenciál v elektrickom poli je energia nabitého tela bez ohľadu na jeho náboj. Na objasnenie si môžete pozrieť nasledujúce porovnanie.
Dobrou analógiou, s ktorou si lepšie viete predstaviť elektrické napätie a potenciál, je vodný cyklus. V tomto cykle máte dva bazény v rôznych výškach, ktoré sú spojené potrubím. V tomto potrubí môže voda tiecť z hornej do dolnej nádrže. Voda sa potom pomocou čerpadla prečerpáva späť do horného povodia, ako vidíte na obrázku vyššie.
Podľa vášho názoru môžete teraz čerpadlo ľahko porovnať s jedným zdroj elektrického napätia. Prúd vody je navyše analogický k prietoku vody elektrický elektrina porovnateľné. Čerpadlo posúva vodu zo spodného umývadla do horného. Odtiaľ nezávisle odteká späť do dolnej nádrže. V tomto príklade je čerpadlo pohonom prietoku. Čím väčší je výškový rozdiel, tým je rieka silnejšia. Tu je rozhodujúca potenciálna energia hornej panvy. Môžete použiť elektrický Potenciálny rozdiel porovnať. Zjednodušene povedané, väčší výškový rozdiel zodpovedá väčšiemu elektrické napätie.
Vzorec elektrického napätia
Vzorec pre elektrické napätie U je
The elektrický napätie Preto sa U rovná elektrickému odpor R. a Súčasný I.. Toto sa nazýva toto spojenie Ohmic zákon . S tým istým elektrický napätie takže čím vyšší odpor, tým nižší prúd.
Ďalší vzorec na výpočet elektrický napätie je
tak napätie U sa rovná elektrickej energii Zvládanie P delené elektrina I.
Jednotka elektrického napätia
Jednota elektrický napätie je jeden volt, skrátený .
V elektrotechnike sa môžu vyskytnúť napätia od mikrovoltov () a milivoltov () do kilovoltov () a megavoltov ().
Jednotlivé veľkosti môžete previesť nasledujúcim spôsobom:
, a
,
Elektrické napätie v obvode
Pre Zdroje napätia obvykle uvidíte jeden z nasledujúcich symbolov.
A Zdroj napätia má vždy dve spojenia/póly. Plus a mínusový pól. Samotné napätie prichádza s jedným Šípka napätia označené. U zdrojov sa to vždy zobrazuje od plus do mínus.
Elektrické napätie, ktoré klesá cez rezistor, môže tiež použiť a Šípka napätia byť označený. To ukazuje na technický smer prúdu.
Termín budete tiež používať častejšie Neutrálny- alebo Zdrojové napätie Počúvať Toto je výstupné napätie, ktoré emituje nezaťažený zdroj, to znamená zdroj, ku ktorému nie je nič pripojené. Ak je obvod uzavretý spotrebiteľom, môžu sa použiť iba póly zdroja Svorkové napätie zmerať.
Elektrické napätie v sérii a paralelne zapojené
To Sériové a paralelné pripojenie už máme video, v ktorom sa téme venujeme podrobnejšie. Tu sa teda venujeme iba niekoľkým základným informáciám.
V Riadky- alebo sériové pripojenie, komponenty sú spojené za sebou.
The elektrický napätie zdroj je tu rozdelený na odpory. Toto správanie sa používa aj v druhej Kirchhoffovo pravidlo popísané. Platí nasledujúce
,
to znamená Zdrojové napätie sa rovná súčtu elektrických Napätie jednotlivých odporov. Zdrojové napätie je rozložené rôzne medzi rôznymi rezistormi. Ak chcete vypočítať napätie rezistorov, môžete to urobiť Delič napätia Použite vzorec. Vysvetlíme vám to v ďalšom videu.
V Paralelné pripojenie súčasti sú v obvode usporiadané paralelne. Môžete to vidieť na nasledujúcom okruhu.
The elektrický Napätie Tu môžete určiť oveľa jednoduchšie pomocou odporov, ako pri paralelnom zapojení
platí. Elektrické napätie na rezistoroch je preto také veľké ako elektrické napätie zdroja. Môžete to urobiť pomocou Kirchhoffovo pravidlo pletenia vysvetliť. Napríklad, ak nastavíte sieťovú rovnicu, dostanete
.
Jednosmerné a striedavé napätie
Jednosmerné napätie znamená, že množstvo a smer elektrického napätia zostáva rovnaké po dlhšiu dobu. Podľa toho teda prúd tiež prúdi rovnakým smerom. Batérie sú klasickým príkladom zdroja jednosmerného napätia, pretože sa vydávajú napríklad dlhšiu dobu. Ako skratku pre jednosmerné napätie často vidíte DC (Anglicky "direct current").
O Striedavé napätie množstvo a smer elektrického napätia sa neustále mení. Podľa Ohmovho zákona sa musí prúd neustále meniť, a teda aj jeho skratka AC (Anglicky "alternating current"). To napríklad znamená, že napätie sa mení od do az. Stredná hodnota striedavého napätia je vždy a tvar je zvyčajne sínusový (ale nie nevyhnutne). Dôležitým pojmom v súvislosti so striedavým napätím je to Rms hodnota. Týmto si môžete ľahko prejsť
kalkulovať. Napríklad pre efektívnu hodnotu. Títo elektrický napätie rovná sa Striedavé napätie, ktorý pochádza z našich zásuviek. Nasledujúci obrázok ukazuje priebeh tohto striedavého napätia v čase.
Meranie elektrického napätia
Prístroje na meranie napätia, nazývané tiež voltmeter, sú vždy paralelne pripojený k spotrebiteľovi, pri ktorom sa má merať elektrické napätie. Jedným z najčastejšie používaných prístrojov na meranie napätia je digitálny multimetr (DMM), a preto vám ukážeme postup merania napätia pomocou DMM. Najprv musíte nastaviť typ elektrického napätia (DC pre jednosmerné napätie alebo AC pre striedavé napätie). Pri DC musíte dbať na správnu polaritu, to znamená pripojiť plus k plusovému pólu. V ďalšom kroku musíte správny Rozsah merania vybrať. Ak nemôžete posúdiť, aké veľké je čítanie, nastavte čo najväčší rozsah a odtiaľ pokračujte smerom dole, kým nenájdete ten pravý. Nakoniec stačí prečítať elektrické napätie.
Príklady elektrického napätia
Pre niekoľko aplikácií môžete použiť príslušné elektrický napätie v nasledujúcej tabuľke.
| Hallove napätie Hallovej sondy | rozsah mV |
| Napätie LED | 1,2 V - 2,5 V |
| Napätie nabíjačky USB | 5V |
| Napätie autobatérie | 12,4 V - 12,8 V |
| Napätie zásuvky (efektívna hodnota) | 230V |
| Vedenia vysokého napätia | 60 kV - 1 MV |
Iba so senzormi, ako je Hallov senzor elektrický Napätie v rozmedzí milivoltov. V meracej technike je jednou z vecí, ktoré sa snažia urobiť, je čo najviac zvýšiť toto napätie. Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o tejto téme, preklikajte sa do nášho zoznamu skladieb meracej technológie.
Môžete tiež vidieť, že na vysokonapäťových vedeniach sú napätia v rozmedzí megavoltov. Tieto vysoké elektrické napätia sa používajú tak, aby na dlhých linkách nedochádzalo k menším stratám.
Pre spotrebiteľa je rozhodujúci faktor moc P, ktoré používate pre jednosmerné napätie
vie vypočítať. To znamená, že elektrický prúd I je pre spotrebiteľa rovnako dôležitý ako on elektrický napätie. Podľa Ohmov zákon je vzťah prúd-napätie
O neustále napätie podľa toho určuje odpor veľkosť Aktuálne. Aby ste to objasnili, predstavte si nasledujúce. Opäť máte tri rôzne bazény, ktoré sú naplnené rovnakým množstvom vody. Každé umývadlo má odtok, ktorý sa líši v priereze, to znamená, že jedno umývadlo má iba veľmi malé odtokové potrubie, zatiaľ čo druhé má veľmi veľké.
The konštantné elektrické napätie spoznáte to tak, že všetky nádoby sú naplnené na rovnakej úrovni. Ak je odtok smerom dole úzky, je to veľký odpor the elektrina tu môže prúdiť iba pomaly. Ak je prierez odtoku väčší, odpor je menší a podľa toho môže prúdiť väčší prúd.
Pre Striedavé napätie je výpočet moc trochu komplikovanejšie. Ak máte záujem, môžete si pozrieť naše video o zdanlivej, reaktívnej a skutočnej sile.