Hvad måles spændingen? Spændingsenhed

Er det muligt at forestille sig mit liv udenelektricitet? Det moderne menneske har stramt omgivet sig med husholdningsapparater, der hjælper i livet. Vi kan ikke længere forestille os os selv og vores liv uden smarte hjemmehjælpere.

Inden for teknologien går de i stigende grad over til brugen af ​​elektricitet. Selv transport bliver gradvist overført til elmotorer, hvilket gør det muligt at reducere betydelige skader på naturen.

I dag vil vi forsøge at besvare følgende spørgsmål:

• Hvad er elektrisk strøm?
• Hvad er elektrisk spænding?
• Hvordan bestemmer man spændingen?
• Hvordan måles spændingen?

Hvad er aktuelt?

Ved begyndelsen af ​​studiet af elektricitet blev det modtagetgnider en krop mod en anden. En større forsyning af ladning kunne opnås under et tordenvejr ved hjælp af en naturlig udledning - lyn. Det er kendt, at denne metode kostede livet for en elev af MV Lomonosov - Richter.

Selve ladningen er svær og irrationel at bruge. Det er nødvendigt at få sin retningsbestemte bevægelse - en elektrisk strøm. Nuværende ejendomme:

• opvarmning af lederen;
• kemisk virkning;
• mekanisk handling;
• magnetisk virkning.

De bruges i hverdagen og teknologien. En nødvendig betingelse for eksistensen af ​​en strøm er tilstedeværelsen af ​​en strømkilde, frie elektriske ladninger og en lukket leder.

sygehistorie

I 1792, den berømte italienske fysiker, fysiologog opfinderen Alessandro Volta blev interesseret i konklusionerne fra sin landsmand Luigi Galvani om arten af ​​aktuelle impulser i dyreorganer. Langsigtet observation af frølårens adfærd, fastgjort på metalkroge, gjorde det muligt for ham at konkludere, at kilden til elektricitet ikke er en levende organisme, men kontakten mellem forskellige metaller. Det er denne omstændighed, der letter strømmen af ​​elektricitet, og nerveendernes reaktion er kun den fysiologiske effekt af strømmen.

En unik opdagelse førte til skabelsen af ​​den første indverden af ​​en jævnstrømskilde, kaldet "voltaisk søjle". Uens metaller (Volta hævdede, at de skal fjernes fra hinanden i en række kemiske elementer) lægges med papir imprægneret med en flydende "leder af den anden slags".

Denne enhed var den første konstantspændingskilde. Enheden til at måle elektrisk spænding har udødeliggjort navnet på Alessandro Volta.

Konstant strømkilde

Hovedelementet i det elektriske kredsløb er kildennuværende. Dens formål er at skabe et elektrisk felt, under påvirkning af hvilket frie ladede partikler (elektroner, ioner) kommer i retningsbestemt bevægelse. Ladningerne akkumuleret på individuelle elementer af kilden (de kaldes poler) har forskellige tegn. Selve ladningen omfordeles inden for kilden under påvirkning af kræfter af ikke-elektrisk karakter (mekanisk, kemisk, magnetisk, termisk og så videre). Det elektriske felt skabt af polerne uden for strømkilden gør arbejdet med at flytte ladningen i en lukket leder. Alessandro Volta talte om behovet for et lukket kredsløb for at skabe en jævnstrøm.

Siden i kilder under indflydelse af kræfteraf ikke-elektrisk karakter, sker der bevægelse af en ladning, hvilket betyder, at det kan argumenteres for, at disse kræfter virker. Lad os kalde dem tredjeparter. Forholdet mellem ydre kræfters arbejde på ladningsoverførsel inde i strømkilden og mængden af ​​ladning kaldes den elektromotoriske kraft.

Matematisk registrering af dette forhold:

• Ε = A_Kunst: q,

hvor E er den elektromotoriske kraft (EMF), A_St. Er værket af ydre kræfter, q er ladningen båret af ydre kræfter i kilden.

EMF karakteriserer kildens evne til at skabe strøm, men hovedkarakteristikken for kilden anses nogle gange for at være elektrisk spænding (potentialforskel).

Spænding

Forholdet mellem feltets arbejde for at flytte ladningen i lederen og mængden af ​​ladning kaldes elektrisk spænding.

For at bestemme det har du brug for mængden af ​​feltets arbejdedivideret med afgiftsbeløbet. Lad A være det arbejde, som strømkildens elektriske felt udfører for at flytte ladningen q. U er den elektriske spænding. Matematisk notation af den tilsvarende formel:

• U = A: q.

Som enhver fysisk mængde har stressmåleenhed. Hvordan måles spændingen? Ved navnet på opfinderen af ​​verdens første jævnstrømskilde, Alessandro Volta, fik denne værdi sin egen måleenhed. I det internationale system måles spændingen i volt (V).

En spænding på 1 V er spændingen af ​​et elektrisk felt, der udfører arbejde på 1 J for at flytte en ladning på 1 C.

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

I SI-systemets grundlæggende enheder er måleenheden for elektrisk spænding:

• kg • m / (A • s³).

Påkrævet værdi

Hvorfor er det ikke nok, karakteriserer den nuværende, at indførebegrebet strømstyrke? Lad os lave et tankeeksperiment. Tag to forskellige lamper: en almindelig husholdningslampe og en lommelygte. Når du forbinder dem til forskellige strømkilder (bynetværk og batteri), kan du få nøjagtig den samme strømværdi. Samtidig giver en husholdningslampe mere lys, det vil sige, at strømmens arbejde i den er meget større.

Forskellige strømkilder har forskellige spændinger. Derfor er denne værdi yderst nødvendig.

Nyttig analogi

Forstå den fysiske betydning af det elektriskespænding kommer fra en interessant analogi. I kommunikerende beholdere strømmer væske fra rør til rør, hvis der er en trykforskel i dem. Væskestrømmen stopper, når trykkene er ens.

Hvis væskestrømmen sammenlignes med strømmen af ​​en elektrisk ladning, så spiller trykforskellen mellem væskens søjler samme rolle som potentialforskellen i strømkilden.

Mens processer finder sted inde i den aktuelle kilde,ledsaget af omfordelingen af ​​ladning ved polerne, er den i stand til at skabe en strøm i lederen. Spændingen af ​​en elektrisk strøm måles i volt, trykforskellen har en måleenhed - pascal.

Vekselstrøm

Elektrisk strøm, med jævne mellemrum at ændre densretning kaldes variabel. Det er skabt af en kilde til vekselspænding. Oftest er dette en generator. Lad os prøve at afklare: hvad er AC-spændingen målt?

Selve princippet om den nuværende generation er baseret på fænomenetelektromagnetisk induktion. Rotationen af ​​en lukket sløjfe i et magnetfelt fører til udseendet af en potentialforskel i lederen. Spænding måles i volt og ved varierende strøm.

Kan det argumenteres for, at spændingen ikke ændrer sig?Det er klart, at på grund af en ændring i vinklen mellem konturens plan og normalen til det, ændres den genererede spænding over tid. Dens værdi vokser fra nul til en vis maksimumværdi og falder derefter tilbage til nul. Der er ingen grund til at tale om en bestemt værdi. Indtast den såkaldte r.m.s.-spændingsværdi:

• i_d = U: √2.

Hvilket instrument bruges til at måle spænding?

Elektrisk spændingsmåler -voltmeter. Dens funktionsprincip er baseret på kredsløbets interaktion med strøm og magnetfeltet af en permanent magnet. Det er kendt, at et kredsløb med en strøm roterer i et magnetfelt. Afhængigt af mængden af ​​strøm i kredsløbet ændres rotationsvinklen.

Hvis du vedhæfter en pil til konturen, så er denafviger fra nul, når der løber strøm i kredsløbet (normalt spolen). Afhængigt af hvad spændingen er målt i, kalibreres enhedens skala. Det er muligt at bruge sub-multipler og multipla.

For lave værdier måles spændingen i millivolt eller mikrovolt. Tværtimod bruges multipla af enheder i højspændingsnetværk.

Ethvert voltmeter er forbundet parallelt med detden del af kredsløbet, hvor spændingen måles. Hovedegenskaben ved enhedskredsløbet er høj ohmsk modstand. Et voltmeter, uanset hvad spændingen måles i, bør ikke påvirke strømmen i kredsløbet. En lille strøm føres gennem den, hvilket ikke påvirker hovedværdien væsentligt.

Spændingstabel

Praktisk anvendelse af et voltmeter

For effektiv brug af et voltmeter er det værd at lære, hvordan man bruger det. En nysgerrig eksperimentator kan rådes til at kontakte skolelærere.

Fysik klasseværelser er udstyret med laboratorie- og demonstrationsinstrumenter til måling af spændinger.

Ethvert voltmeter skal betjenes med forsigtighed ved at følge enkle regler:

1. Voltmeteret har en maksimal målegrænse. Dette er den højeste værdi på hans skala. Tilslut den ikke til et kredsløb, der indeholder et højere spændingselement.
2. Hvis der ikke er en anden kilde eller et voltmeter, kan et ekstra modstandssystem bruges. I dette tilfælde skal voltmeterets skala også ændres.
3. I DC-kredsløbet, elektriske apparaterer forbundet afhængigt af indikationerne af ladetegnet på dets terminaler. Den positive terminal på strømkilden skal forbindes til det positive stik på voltmeteret, den negative terminal til den negative. Hvis de er forvirrede, kan enhedens pile bøje, hvilket er yderst uønsket.
4. Alle tilslutninger foretages udelukkende til et spændingsløst kredsløb.

Usund

Elektrisk stød kan være farligt for mennesker. Spænding mindre end 24V betragtes som harmløs.

Virkningen af ​​strømmen under spændingen af ​​bynetværket (220 V) er ret mærkbar. Berøring af bare kontakter er ledsaget af et betydeligt "chok".

Spændingen under et tordenvejr passerer så høj en strøm gennem menneskekroppen, at den kan være dødelig. Du bør ikke risikere dit liv og helbred.