В данной статье мы подробно разберем что такое напряжение, как просто его представить и измерить.
Определение
Напряжение — это электродвижущая сила, которая толкает свободные электроны от одного атома к другому в том же направлении.
В первые дни электричества напряжение было известно как электродвижущая сила (ЭДС). Именно поэтому в уравнениях, таких как закон Ома, напряжение представлено символом Е.
Алессандро Вольта
Единицей электрического потенциала является вольт, названный в честь Алессандро Вольта, итальянского физика, жившего между 1745 и 1827 годами.
Алессандро Вольта был одним из пионеров динамического электричества. Исследуя основные свойства электричества, он изобрел первую батарею и углубил понимание электричества.
Представление напряжения
Легче всего понять напряжении, представив давлении в трубе. При более высоком напряжении (давлении) будет течь более сильный ток. Хотя важно понимать, что напряжение (давление) может существовать без тока (потока), но ток не может существовать без напряжения (давления).
Напряжение часто называют разностью потенциалов, потому что между любыми двумя точками в цепи будет существовать разница в потенциальной энергии электронов. Когда электроны протекают через батарею, их потенциальная энергия увеличивается, но когда они протекают через лампочку, их потенциальная энергия будет уменьшаться, эта энергия покинет цепь в виде света и тепла.
Возьмите, например, обычную 1,5-вольтовую батарею AA, между двумя клеммами (+ и -) есть разность потенциалов 1,5 Вольт.
Напряжение или разность потенциалов — это просто измерение количества энергии (в джоулях) на единицу заряда (кулона). Например, в 1,5-вольтовой батарее AA каждый кулон (заряд) будет получать 1,5 вольт или джоулей энергии.
Напряжение = [Джоуль ÷ Кулон]
1 вольт = 1 джоуль на кулон
100 вольт = 100 джоулей на кулон
1 кулон = 6 200 000 000 000 000 000 электронов (6,2 × 10 18 )
В чем измеряется напряжение
Мы измеряем напряжение в единицах «Вольт», которые обычно обозначаются просто буквой «V» на чертежах и технической литературе. Часто необходимо количественно определить величину напряжения, это делается в соответствии с единицами СИ, наиболее распространенные величины напряжения, которые вы увидите:
- мегавольт (мВ)
- киловольт (кВ)
- вольт (В)
- милливольт (мВ)
- микровольт (мкВ)
Напряжение всегда измеряется в двух точках с помощью устройства, называемого вольтметром. Вольтметры являются либо цифровыми, либо аналоговыми, причем последний является наиболее точным. Вольтметры обычно встроены в портативные цифровые мультиметровые устройства, как показано ниже, они являются распространенным и часто важным инструментом для любого электрика или инженера-электрика. Обычно вы найдете аналоговые вольтметры на старых электрических панелях, таких как распределительные щиты и генераторы, но почти все новое оборудование будет поставляться с цифровыми счетчиками в качестве стандарта.
На электрических схемах вы увидите устройства вольтметра, обозначенные буквой V внутри круга, как показано ниже:
Расчет напряжения
В электрических цепях напряжение может быть рассчитано в соответствии с треугольником Ома. Чтобы найти напряжение (V), просто умножьте ток (I) на сопротивление (R).
Напряжение (V) = ток (I) * сопротивление (R)
V = I *R
Пример
Ток в цепи (I) = 10 А
Сопротивление цепи (R) = 2 Ом
Напряжение (V) = 10 А * 2 Ом
Ответ: V = 20В
Резюме
- Напряжение — это сила, которая перемещает электроны от одного атома к другому
- Напряжение также известно как разность потенциалов
- Напряжение измеряется в единицах «вольт» (В)
- Батареи увеличивают потенциальную энергию электронов
- Лампочки и другие нагрузки уменьшают потенциальную энергию электронов
- Напряжение измеряется с помощью вольтметра
- Напряжение цепи можно рассчитать путем умножения тока и сопротивления
Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ
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:
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:
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»?
В одних источниках это "Е" в других это "U". Вот такая проблема у меня.
Дубликаты не найдены
Ты, похоже, напряжение с ЭДС попутал.
Учебник по электронике Эрл Д. Гейтс. Написано символ Е используется для обозначения напряжения.
он неправ, напряжение U
Е — ЭДС источника питания, U — напряжение в цепи.
Граждане, всё реально плохо у этого Эрл Грея, ТС не виновен. https://pp.vk.me/c631228/v631228158/1b0a4/UzHaoGMiSV0.jpg
Е — это Напряженность.
B — это Вектор магнитной индукции
L — это Индуктивность
N — это Мощность
Вы упоминали "Учебник по электронике. ". Осмелюсь предположить, что буквой Е на схемах может маркироваться источник питания — "E питания". Т.е. источник питания с ЭДС, например, 12 В.
учиться, учиться и учиться
E — напряженность электрического поля, НЕ НАПРЯЖЕНИЕ!
Читайте лучше теорию.
Учебник по электронике Эрл Д. Гейтс. Вот прямо сейчас читаю Написано символ Е используется для обозначения напряжения.
E — источник электрической энергии, выдаваемое напряжение которого не зависит от тока, протекающего через источник и равно его ЭДС
U — общее обозначение напряжения без дополнительных характеристик (универсальное значение)
в электронике (в частности где полупроводники) Е действительно используется как напряжение
Хм. Е — Энергия, напряжённость электрического поля, электродвижущая сила, магнитодвижущая сила, освещенность, излучательная способность тела, модуль Юнга. А Вы точно не путаете напряжение и напряженность?
я вам Атвичаю, что не ошибаюсь)
и электродинамику проходили, и просто физику, и электронику полупроводниковую
я говорю за свой университет, за ту школу, что мне преподавали. у нас на электронке Е обозначали напряжение перехода (разность потенциалов, являющаяся, тем не менее, напряжением)
И даже ВАХ рисовались как I от E?
ВАХ — зависимость тока от ПРИЛОЖЕННОГО напряжения
я же говорю про напряжение запрещенной зоны (вродь так называется))
"Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера"
Погодите..запрещенная зона — область значений ЭНЕРГИИ, которая характеризуется, собственно, ЭНЕРГИЕЙ этой самой зоны. И там не вольты никак. там электрон-вольты, на минуточку..
окей, ошибся, бывает. но я точно помню, что Е у нас обозначалось какое то напряжение, ибо было два разных напряжения — Е и U. и я не говорю что я прав, я говорю лишь в защиту поста — в разных университетах могут быть разные школы обучения, как, к примеру, в термехе, где положительным, по моему, моментом, могут считать верчение по часовой или против часовой стрелки. я НЕ говорю, что U и Е одно и тоже, не дай Максвелл. но в подкорку въелось, что на двух предметах шедших параллельно было разное обозначение напряжения