Какво се измерва напрежението? Единица напрежение

Възможно ли е да си представя живота си безелектричество? Съвременният човек се е обградил здраво с домакински уреди, които помагат в живота. Вече не можем да си представим себе си и живота си без умни домашни помощници.

В технологията те все повече преминават към използване на електричество. Дори транспортът постепенно се прехвърля към електрически двигатели, което прави възможно намаляването на значителни вреди за природата.

Днес ще се опитаме да отговорим на следните въпроси:

• Какво е електрически ток?
• Какво е електрическо напрежение?
• Как да се определи напрежението?
• Как се измерва напрежението?

Какво е актуално?

В зората на изследването на електричеството то беше полученотриене на едно тяло в друго. По-голям запас от заряд може да се получи по време на гръмотевична буря, използвайки естествен разряд - мълния. Известно е, че този метод коства живота на ученика на М. В. Ломоносов Рихтер.

Самият заряд е труден и нерационален за използване. Необходимо е да се получи неговото насочено движение - електрически ток. Текущи свойства:

• нагряване на проводника;
• химическо действие;
• механично действие;
• магнитно действие.

Те се използват в ежедневието и технологиите. Необходимо условие за съществуването на ток е наличието на източник на ток, свободни електрически заряди и затворен проводник.

история на заболяването

През 1792 г. известният италиански физик, физиологи изобретателят Алесандро Волта се интересува от заключенията на своя сънародник Луиджи Галвани за естеството на текущите импулси в животинските органи. Дългосрочното наблюдение на поведението на краката на жабите, фиксирано върху метални куки, му позволява да заключи, че източникът на електричество не е жив организъм, а контактът на различни метали. Именно това обстоятелство насърчава потока на електричеството и реакцията на нервните окончания е само физиологичният ефект на тока.

Уникално откритие доведе до създаването на първата презсветът на източник на постоянен ток, наречен "Волтов стълб". Неподобните метали (Волта твърди, че те трябва да бъдат отстранени един от друг в поредица от химични елементи) се полагат с хартия, импрегнирана с течен "проводник от втори вид".

Това устройство беше първият източник на постоянно напрежение. Уредът за измерване на електрическо напрежение увековечи името на Алесандро Волта.

Постоянен източник на ток

Основният елемент на електрическата верига е източникъттекущ. Целта му е да създаде електрическо поле, под действието на което свободните заредени частици (електрони, йони) влизат в насочено движение. Зарядите, натрупани върху отделни елементи на източника (те се наричат ​​полюси), имат различни знаци. Самият заряд се преразпределя в източника под въздействието на сили от неелектрически характер (механични, химични, магнитни, термични и т.н.). Електрическото поле, създадено от полюсите извън източника на ток, върши работата по преместване на заряда в затворен проводник. Алесандро Волта говори за необходимостта от затворена верига за създаване на постоянен ток.

Тъй като в източници под въздействието на силиот неелектрически характер, зарядът се движи, което означава, че може да се твърди, че тези сили действително работят. Нека ги наречем трети страни. Съотношението на работата на външните сили при пренос на заряд вътре в източника на ток към количеството заряд се нарича електромоторна сила.

Математически запис на това съотношение:

• Ε = A_{Изкуство:} q,

където Е - електродвижеща сила (ЕМП), А_ул Работата на външните сили, q е зарядът, носен от външни сили в източника.

ЕМП характеризира способността на източника да създава ток, но основната характеристика на източника понякога се счита за електрическо напрежение (потенциална разлика).

Волтаж

Съотношението на работата на полето за преместване на заряда в проводника към количеството заряд се нарича електрическо напрежение.

За да го определите, ви е необходим обемът на полеторазделен на размера на таксата. Нека A е работата, извършена от електрическото поле на източника на ток за преместване на заряда q. U е електрическото напрежение. Математическа нотация на съответната формула:

• U = A: q.

Както всяко физическо количество, стресът имамерна единица. Как се измерва напрежението? С името на изобретателя на първия източник на постоянен ток в света, Алесандро Волта, тази стойност получава собствена мерна единица. В международната система напрежението се измерва във волта (V).

Напрежение от 1 V е напрежението на електрическо поле, което изпълнява работа от 1 J за преместване на заряд от 1 C.

• B = J / Kl = N • m / (A • s) = kg • m / (A • s³).

В основните единици на системата SI единицата за измерване на електрическото напрежение:

• kg • m / (A • s³).

Необходима стойност

Защо не е достатъчно, характеризиращо тока, да се въведеконцепцията за силата на тока? Нека направим мисловен експеримент. Вземете две различни лампи: обикновена битова лампа и фенерче. Когато ги свързвате към различни източници на ток (градска мрежа и батерия), можете да получите точно същата текуща стойност. В същото време домакинската лампа дава повече светлина, тоест работата на тока в нея е много по-голяма.

Различните източници на захранване имат различни напрежения. Следователно тази стойност е изключително необходима.

Полезна аналогия

Разбиране на физическото значение на електрическотонапрежението идва от интересна аналогия. При комуникиращите съдове течността тече от тръба в тръба, ако има разлика в налягането в тях. Потокът на течността спира, когато наляганията са равни.

Ако токът на течността се сравнява с потока на електрически заряд, тогава разликата в налягането между колоните на течността играе същата роля като потенциалната разлика в източника на ток.

Докато процесите се извършват вътре в текущия източник,придружаващ преразпределението на заряда по полюсите, той е в състояние да създаде ток в проводника. Напрежението на електрически ток се измерва във волта, разликата в налягането има мерна единица - паскал.

Променлив ток

Електрически ток, периодично променящ свояпосока се нарича променлива. Създава се от източник на променливо напрежение. Най-често това е генератор. Нека се опитаме да изясним: какво е измереното променливо напрежение?

Самият принцип на настоящото поколение се основава на явлениетоелектромагнитна индукция. Въртенето на затворен контур в магнитно поле води до появата на потенциална разлика в проводника. Напрежението се измерва във волта и в случай на променлив ток.

Може ли да се твърди, че напрежението не се променя?Очевидно, поради промяна в ъгъла между равнината на контура и нормалата към него, генерираното напрежение се променя с течение на времето. Стойността му нараства от нула до някаква максимална стойност, след което пада обратно до нула. Не е необходимо да се говори за конкретна стойност. Въведете така наречената стойност на напрежението:

• в_г = U: √2.

Какъв инструмент се използва за измерване на напрежението?

Устройство за измерване на електрическо напрежение -волтметър. Принципът му на действие се основава на взаимодействието на веригата с тока и магнитното поле на постоянен магнит. Известно е, че верига с ток се върти в магнитно поле. В зависимост от количеството ток във веригата, ъгълът на въртене се променя.

Ако прикрепите стрелка към контура, тогава тясе отклонява от нула, когато токът протича във веригата (обикновено бобината). В зависимост от това в какво напрежение се измерва, скалата на устройството се калибрира. Възможно е използването на подмножители и кратни.

За ниски стойности напрежението се измерва в миливолта или микроволта. Напротив, в мрежите за високо напрежение се използват множество единици.

Всеки волтметър е свързан паралелно с товаучастъкът от веригата, където се измерва напрежението. Основното свойство на веригата на устройството е високо омично съпротивление. Волтметърът, независимо в какво напрежение се измерва, не трябва да влияе на тока във веригата. През него се пропуска малък ток, който не оказва съществено влияние върху основната стойност.

Таблица на напрежението

Практическо приложение на волтметър

За ефективно използване на волтметър си струва да се научите как да го използвате. Любопитният експериментатор може да бъде посъветван да се обърне към учителите в училище.

Кабинетите по физика са оборудвани с лабораторни и демонстрационни инструменти за измерване на напрежения.

Всеки волтметър трябва да се работи с повишено внимание, като се спазват прости правила:

1. Волтметърът има максимална граница на измерване. Това е най-високата стойност на неговата скала. Не го свързвайте към верига, съдържаща елемент с по-високо напрежение.
2. Ако няма друг източник или волтметър, може да се използва допълнителна система за съпротивление. В този случай мащабът на волтметъра също трябва да бъде променен.
3. В постояннотоковата верига, електрически уредиса свързани в зависимост от индикациите на знака за зареждане на неговите клеми. Положителният извод на източника на ток трябва да бъде свързан към положителния конектор на волтметъра, а отрицателният извод към отрицателния. При объркване стрелките на устройството могат да се огънат, което е крайно нежелателно.
4. Всички връзки се извършват изключително към обезсилена верига.

Нездравословно

Токовият удар може да бъде опасен за хората. Напрежение под 24V се счита за безвредно.

Действието на тока под напрежението на градската мрежа (220 V) е доста забележимо. Докосването до голи контакти е придружено от значителен "шок".

Напрежението по време на гръмотевична буря прекарва толкова висок ток през човешкото тяло, че може да бъде фатално. Не бива да рискувате живота и здравето си.