Spriegums
Spriegums ir tas, kas liek elektriskajiem lādiņiem kustēties. Tas ir "grūdiens", kas liek lādiņiem kustēties vadā vai citā elektrības vadītājā. To var uzskatīt par spēku, kas spiež lādiņus, bet tas nav spēks. Spriegums var izraisīt lādiņu kustību, un, tā kā lādiņu kustība ir strāva, spriegums var izraisīt strāvu.
Elektriskā potenciāla starpība ir īstais zinātniskais termins, bet parasti to sauc par spriegumu. Neoficiāli spriegumu vai elektrisko potenciālu starpību dažkārt sauc par "potenciālu starpību". Dažos gadījumos spriegumu sauc arī par elektromotora spēku (EMF).
Spriegums ir elektrisko potenciālu starpība, elektrisko potenciālu starpība starp divām vietām. Elektriskā potenciālu starpības jeb sprieguma mērvienība ir volts. Voltu nosauca Alessandro Voltas piemiņai. Viens volts ir vienāds ar vienu džoulu uz vienu kulonu. Volta vienības simbols tiek rakstīts ar lielo burtu V, piemēram, (9V). Saskaņā ar Starptautiskās mērvienību sistēmas noteikumiem mērvienības ar nosaukumu, kas atvasināts no kādas personas vārda, rakstāms ar lielo burtu.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka volts un spriegums ir divas dažādas lietas. Volts ir mērvienība, ar kuru mēs kaut ko mēra. Gan elektriskais potenciāls, gan spriegums ir mērvienības, ko mēra, un volts ir abu mērvienība. Volta vienības simbols ir rakstīts ar V (9 volti vai 9 V). Ja spriegumu izmanto formulā, to var rakstīt slīprakstā, piemēram, V = 9 V {\displaystyle V=9\,{\text{V}}}. vai rakstīt ar kursīvu. Ja ir tikai viena burta simbols, var izmantot mazo v, piemēram, spriegums = strāva × pretestība {\displaystyle {\text{voltage}}}={\text{current}}}\times {\text{resistance}}} vai v = ir {\displaystyle {\text{v}}={\text{ir}}} . Elektrotehniķi spriegumam apzīmēt izmanto simbolu e {\displaystyle e}, piemēram, e = i r {\displaystyle e=ir}. , lai skaidri parādītu atšķirību starp spriegumu un voltiem.
Tehniski spriegums ir elektrisko potenciālu starpība starp diviem punktiem, un to vienmēr mēra starp diviem punktiem, piemēram, starp akumulatora pozitīvo un negatīvo galu, starp vadu un zemi vai starp vadu vai ķēdes punktu un punktu citā ķēdes daļā. Ikdienā, lietojot elektrību mājsaimniecībā ASV, spriegums visbiežāk ir 120 V. Šo spriegumu mēra no elektriskā vada līdz zemei.
Ņemiet vērā, ka, lai pārnestu jaudu (enerģiju), ir jābūt gan spriegumam, gan strāvai. Piemēram, vadam var būt augsts spriegums, bet, ja tas nebūs pievienots, nekas nenotiks. Putni var piezemēties uz augstsprieguma līnijām, piemēram, 12 kV un 16 kV, un nemirst, jo strāva cauri putnam nepeld.
Pastāv divu veidu spriegums - līdzstrāvas spriegums un maiņstrāvas spriegums. Līdzstrāvas spriegumam (līdzstrāvas spriegumam) vienmēr ir vienāda polaritāte (pozitīva vai negatīva), piemēram, akumulatorā. Maiņstrāvas spriegums (maiņstrāvas spriegums) mainās starp pozitīvo un negatīvo polaritāti. Piemēram, sienas kontaktligzdas spriegums maina polaritāti 60 reizes sekundē (Amerikā) vai 50 reizes sekundē (Apvienotajā Karalistē un Eiropā). Līdzstrāvas spriegumu parasti izmanto elektronikā, bet maiņstrāvas spriegumu - motoriem.
Augstsprieguma kabeļa pieslēgšana
Definīcija
Spriegums ir elektriskā potenciāla izmaiņas starp divām vietām
vai elektriskā potenciāla enerģijas izmaiņas uz vienu kulonu starp divām vietām.
V = Δ ( E P E / q ) = ( E P E / q ) 2 - ( E P E / q ) 1 {\displaystyle V=\Delta (EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}}}.
kur V=Voltāža, EPE=Elektriskā potenciālā enerģija, q=uzlāde, ∆=atšķirība.
Zemes spriegums
Spriegumu vienmēr mēra starp diviem punktiem, un vienu no tiem bieži sauc par "zemi" jeb nulles voltu (0 V) punktu. Lielākajā daļā maiņstrāvas elektroinstalāciju ir savienojums ar zemi. Savienojums ar reālo zemi tiek izveidots ar ūdensvada caurules, zemē ierakta vai iedzīta zemē iedzīta vai iedzīta zemē iedzīta iezemējuma stienī vai zem zemes ieraktā ērtā metāla vadītājā (nevis gāzes vadā). Šo savienojumu izveido vietā, kur elektriskā sistēma ieiet ēkā, pie katra staba, kur pie ielas ir transformators (bieži vien uz elektriskā staba), un citās sistēmas vietās. Visa planēta Zeme tiek izmantota kā atskaites punkts sprieguma mērīšanai. Ēkā šis zemējums pa diviem vadiem tiek novadīts līdz katrai elektroierīcei. Viens no tiem ir "zemējuma vads" (zaļš vai kails vads), un to izmanto kā drošības zemējumu, lai savienotu iekārtu metāla daļas ar zemi. Otrs vads tiek izmantots kā viens no elektrības vadītājiem sistēmas ķēdēs un tiek saukts par "neitrālo vadu". Šis vads, kas atrodas zem potenciāla, noslēdz visas ķēdes, novadot strāvu no visām elektroiekārtām atpakaļ uz sistēmas ieejas punktu ēkās un pēc tam uz transformatoru, kas parasti atrodas uz ielas. Daudzās vietās ārpus ēkām nav nepieciešams vads, kas noslēdz ķēdes un novada strāvu no ēkām uz ģeneratoriem. Atgriešanās ceļš, pa kuru visu strāvu pārvada atpakaļ, ir zeme.
Līdzstrāvas ķēdēs ģeneratora vai akumulatora negatīvo galu bieži sauc par "zemi" vai nulles voltu (0 V) punktu, lai gan var būt vai nebūt savienojuma ar zemi. Uz vienas iespiedshēmas plates (PCB) var būt vairāki zemējumi, piemēram, jutīgās analogajās shēmās šī shēmas daļa var izmantot "analogo zemējumu", bet digitālajai daļai var būt "digitālais zemējums".
Elektroiekārtās 0 voltu punkts var būt metāla šasija, ko sauc par šasijas zemējumu, vai savienojums ar faktisko zemi, ko sauc par zemējumu, un katram no tiem ir savs simbols, ko izmanto elektrisko shēmu rasējumos (shēmas rasējumos).
Mērinstrumenti
Daži no instrumentiem sprieguma mērīšanai ir voltmetrs un osciloskops.
Voltmetrs mēra spriegumu starp diviem punktiem, un to var iestatīt līdzstrāvas vai maiņstrāvas režīmā. Voltmetrs var mērīt, piemēram, akumulatora līdzstrāvas spriegumu (parasti 1,5 V vai 9 V) vai maiņstrāvas spriegumu no sienas rozetes (parasti 120 V).
Sarežģītākiem signāliem var izmantot osciloskopu, lai izmērītu līdzstrāvas un/vai maiņstrāvas spriegumu, piemēram, lai izmērītu spriegumu uz skaļruņa.
Potenciālu starpība
Spriegums jeb potenciālu starpība no punkta a uz punktu b ir enerģijas daudzums džoulos (elektriskā lauka rezultātā), kas nepieciešams, lai pārvietotu 1 kulonu pozitīva lādiņa no punkta a uz punktu b. Negatīvs spriegums starp punktiem a un b ir tāds, kurā nepieciešams 1 kulons enerģijas, lai pārvietotu negatīvu lādiņu no punkta a uz punktu b. Ja ap uzlādētu objektu ir vienmērīgs elektriskais lauks, negatīvi uzlādēti objekti tiks vilkti uz augstāku spriegumu, bet pozitīvi uzlādēti objekti tiks vilkti uz zemāku spriegumu. Potenciālu starpība/spriegums starp diviem punktiem nav atkarīgs no ceļa, kas veikts, lai nokļūtu no punkta a uz punktu b. Tādējādi spriegums no punkta a uz punktu b + spriegums no punkta b uz punktu c vienmēr būs vienāds ar spriegumu no punkta a uz punktu c.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir spriegums?
A: Spriegums ir elektrisko potenciālu starpība, elektrisko potenciālu starpība starp divām vietām. To var uzskatīt par spēku, kas spiež lādiņus pārvietoties vadā vai citā elektrības vadītājā.
J: Kādu mērvienību izmanto sprieguma mērīšanai?
A: Sprieguma mērvienība ir volts. Šo vienību apzīmē ar lielo burtu V (9 V).
J: Kā spriegums rada strāvu?
A: Spriegums var izraisīt lādiņu kustību, un, tā kā kustīgi lādiņi rada strāvu, spriegums var izraisīt strāvu.
J: Kas bija Alessandro Volta un kāpēc volts tika nosaukts viņa vārdā?
A: Alessandro Volta bija itāļu fiziķis, kurš 1800. gadā izgudroja pirmo akumulatoru. Volts tika nosaukts viņa vārdā, lai godinātu viņa ieguldījumu zinātnē.
Vai volts un spriegums ir divas dažādas lietas?
A: Jā, volti ir mērvienības, ar kurām mēs kaut ko mēra, bet spriegums attiecas uz to, ko mēs mēra, izmantojot šīs mērvienības.
J: Kādi ir divi sprieguma veidi?
A: Ir divu veidu spriegums - līdzstrāvas (līdzstrāva) un maiņstrāvas (maiņstrāva). Līdzspriegumam vienmēr ir vienāda polaritāte, bet maiņstrāvas spriegumam ir pozitīva un negatīva polaritāte.
J: Vai putni var piezemēties uz augstsprieguma līnijām, nenodarot sev kaitējumu?
A:Jā, putni var piezemēties uz augstsprieguma līnijām, piemēram, 12 kV un 16 kV līnijām, nenodarot sev kaitējumu, jo, lai pa tām varētu pārnest jaudu (enerģiju), ir jābūt gan spriegumam, gan strāvai - ja ir tikai viens elements, nekas nenotiks.