Mikä on mitattu jännite? Jänniteyksikkö

Onko mahdollista kuvitella elämääsi ilmansähköä? Nykyihminen on tiukasti ympäröinyt itsensä kodinkoneilla, jotka auttavat elämää. Emme voi enää kuvitella itseämme ja elämäämme ilman älykkäitä kodin avustajia.

Tekniikka siirtyy yhä enemmän sähkön käyttöön. Myös liikenne siirtyy vähitellen sähkömoottoreihin, mikä vähentää merkittäviä luonnonhaittoja.

Tänään yritämme vastata seuraaviin kysymyksiin:

• Mikä on sähkövirta?
• Mikä on sähköjännite?
• Kuinka määrittää jännite?
• Miten jännite mitataan?

Mikä on nykyinen?

Sähkön tutkimuksen kynnyksellä se saatiinyhden kehon kitka toista vastaan. Ukkosmyrskyn aikana voitaisiin saada suurempi varausmäärä luonnollisella purkauksella - salamalla. Tiedetään, että tämä menetelmä maksoi M. V. Lomonosovin opiskelijan Richterin hengen.

Itse lataus on vaikea ja irrationaalinen käyttää. On tarpeen saada sen suunnattu liike - sähkövirta. Nykyiset kiinteistöt:

• kapellimestari lämmitys;
• kemiallinen toiminta;
• mekaaninen toiminta;
• magneettinen toiminta.

Niitä käytetään jokapäiväisessä elämässä ja tekniikassa. Virran olemassaolon välttämätön edellytys on virtalähteen läsnäolo, vapaat sähkövaraukset ja suljettu johdin.

sairauskertomus

Vuonna 1792 kuuluisa italialainen fyysikko, fysiologija keksijä Alessandro Volta kiinnostui maanmiehensä Luigi Galvanin päätelmistä eläinten elinten virtapulssien luonteesta. Pitkäaikainen havainto metallikoukkuihin kiinnitettyjen sammakonjalkojen käyttäytymisestä antoi hänelle mahdollisuuden päätellä, että sähkön lähde ei ole elävä organismi, vaan erilaisten metallien kosketus. Juuri tämä seikka edistää sähkön virtausta, ja hermopäätteiden reaktio on vain virran fysiologinen vaikutus.

Ainutlaatuinen löytö johti ensimmäisen luomiseentasavirtalähteen maailma, nimeltään "Volta Column". Erilaiset metallit (Volta väitti, että ne on erotettava toisistaan ​​kemiallisten alkuaineiden sarjassa) erotetaan paperilla, joka on kyllästetty nestemäisellä "toisen tyyppisellä johtimella".

Tästä laitteesta tuli ensimmäinen vakiojännitelähde. Sähköjännitteen mittayksikkö ikuisti Alessandro Voltan nimen.

DC lähde

Sähköpiirin pääelementti on lähdenykyinen Sen tarkoituksena on luoda sähkökenttä, jonka vaikutuksesta vapaat varautuneet hiukkaset (elektronit, ionit) tulevat suunnattuun liikkeeseen. Lähteen yksittäisiin elementteihin kerääntyneillä varauksilla (niitä kutsutaan napoiksi) on eri merkit. Itse varaus jakautuu uudelleen lähteen sisällä ei-sähköisten voimien (mekaanisten, kemiallisten, magneettisten, lämpöisten ja niin edelleen) vaikutuksesta. Virtalähteen ulkopuolella olevien napojen luoma sähkökenttä toimii siirtämään varausta suljetussa johtimessa. Alessandro Volta puhui suljetun piirin tarpeesta tasavirran luomiseksi.

Koska lähteissä voimien vaikutuksen alaisenaluonteeltaan ei-sähköinen varaus liikkuu, mikä tarkoittaa, että voimme sanoa, että nämä voimat toimivat. Kutsutaan niitä kolmansiksi osapuoliksi. Ulkoisten voimien työn suhdetta varauksen siirtoon virtalähteen sisällä varauksen määrään kutsutaan sähkömoottorivoimaksi.

Tämän suhteen matemaattinen merkintä on:

• Ε = A_st: q,

missä E on sähkömotorinen voima (EMF), A_st – ulkoisten voimien työ, q – lähteessä ulkoisten voimien siirtämä varaus.

EMF kuvaa lähteen kykyä luoda virtaa, mutta lähteen pääominaisuutena pidetään joskus sähköjännitettä (potentiaalieroa).

Jännite

Kentän työn suhdetta johtimessa olevan varauksen siirtämiseen varauksen määrään kutsutaan sähköjännitteeksi.

Sen määrittämiseksi tarvitset kenttätyön suuruudenjaa maksun määrällä. Olkoon A työ, jonka virtalähteen sähkökenttä siirtää varauksen q siirtämiseksi. U - sähköjännite. Vastaavan kaavan matemaattinen merkintä:

• U = A : q.

Kuten millä tahansa fyysisellä suurella, jännitteellä onmittayksikkö. Miten jännite mitataan? Maailman ensimmäisen tasavirtalähteen keksijän Alessandro Voltan nimen mukaan tälle suurelle annettiin oma mittayksikkö. Kansainvälisessä järjestelmässä jännite mitataan voltteina (V).

1 V:n jännitteeksi katsotaan sähkökentän jännite, joka tekee 1 J työtä siirtääkseen 1 C:n varauksen.

• B = J/C = N•m/(A•s) = kg•m/(A•s³).

SI-perusyksiköissä sähköjännitteen mittayksikkö on:

• kg•m/(A•s³).

Vaadittu arvo

Miksi ei riitä, että virran luonnehditaan ottamalla käyttöönvirran käsite? Tehdään ajatuskoe. Otetaan kaksi erilaista lamppua: tavallinen kodin lamppu ja taskulamppu. Kun kytket ne eri virtalähteisiin (kaupunkiverkko ja akku), voit saada täysin saman virta-arvon. Samaan aikaan kotitalouslamppu antaa enemmän valoa, eli siinä olevan virran tekemä työ on paljon suurempi.

Eri virtalähteillä on erilaiset jännitteet. Siksi tämä arvo on erittäin tarpeellinen.

Hyödyllinen analogia

Sähkön fyysisen merkityksen ymmärtäminenjännitystä tulee, jos syventyy mielenkiintoiseen analogiaan. Yhteyksissä olevissa astioissa neste virtaa putkesta putkeen, jos niiden välillä on paine-ero. Nesteen virtaus pysähtyy, kun paineet ovat samat.

Jos nestevirtaa verrataan sähkövarauksen virtaukseen, niin nestepylväiden välisellä paine-erolla on sama rooli kuin virtalähteen potentiaalierolla.

Kun prosesseja tapahtuu nykyisen lähteen sisällä,se pystyy luomaan virran johtimeen varauksen uudelleenjakautumisen mukana navoissa. Sähkövirran jännite mitataan voltteina, paine-erolla on mittayksikkö - pascal.

Vaihtovirta

Sähkövirta, joka muuttaa ajoittain sitäsuuntaa kutsutaan muuttujaksi. Se syntyy vaihtojännitelähteestä. Useimmiten tämä on generaattori. Yritetään selittää: miten AC-jännite mitataan?

Itse nykyisen sukupolven periaate perustuu ilmiöönelektromagneettinen induktio. Suljetun silmukan pyöriminen magneettikentässä johtaa potentiaalieron ilmenemiseen johtimessa. Virtajännite mitataan voltteina ja vaihtuvan virran tapauksessa.

Voiko sanoa, että jännite ei muutu?On selvää, että johtuen ääriviivan tason ja sen normaalin välisen kulman muutoksista, luotu jännitys muuttuu ajan myötä. Sen arvo kasvaa nollasta tiettyyn maksimiarvoon ja laskee sitten jälleen nollaan. Tietystä arvosta ei tarvitse puhua. Syötä niin sanottu tehollinen jännitearvo:

• at_d = U : √2.

Mikä laite mittaa jännitettä?

Sähköinen jännitteen mittauslaite -volttimittari. Sen toimintaperiaate perustuu piirin vuorovaikutukseen virran ja kestomagneetin magneettikentän kanssa. Tiedetään, että virtaa kuljettava piiri pyörii magneettikentässä. Piirin virran määrästä riippuen pyörimiskulma muuttuu.

Jos liität ääriviivaan nuolen, niin sepoikkeaa nolla-arvosta, kun virta kulkee piirissä (yleensä kelassa). Mitattavasta jännitteestä riippuen laitteen asteikko kalibroidaan. On mahdollista käyttää osa- ja monikertoja.

Pienillä arvoilla sähköjännite mitataan millivoltteina tai mikrovoltteina. Päinvastoin, suurjänniteverkoissa käytetään useita yksiköitä.

Mikä tahansa volttimittari on kytketty rinnan sen kanssapiirin osa, jossa jännite mitataan. Laitepiirin pääominaisuus on korkea ohminen vastus. Volttimittarin, riippumatta siitä, miten jännite mitataan, ei pitäisi vaikuttaa piirin virranvoimakkuuteen. Sen läpi kulkee merkityksetön virta, joka ei vaikuta merkittävästi pääarvoon.

Jännitetaulukko

Volttimittarin käytännön sovellus

Jotta voit käyttää volttimittaria tehokkaasti, sinun tulee oppia käyttämään sitä. Uteliasta kokeilijaa voidaan neuvoa ottamaan yhteyttä koulun opettajiin.

Koulun fysiikan luokkahuoneet on varustettu laboratorio- ja demonstraatiolaitteilla stressin mittaamiseen.

Mitä tahansa volttimittaria tulee käyttää varoen noudattaen yksinkertaisia ​​sääntöjä:

1. Volttimittarilla on maksimimittausraja. Tämä on mittakaavansa korkein arvo. Älä kytke sitä piiriin, joka sisältää korkeamman jännitteen elementin.
2. Jos muuta lähdettä tai volttimittaria ei ole, voit käyttää lisävastusjärjestelmää. Tässä tapauksessa volttimittarin asteikko on myös vaihdettava.
3. DC-piirin sähkölaitteissakytketään sen liittimissä olevien latausmerkkien mukaan. Virtalähteen positiivinen napa on kytkettävä volttimittarin positiiviseen napaan ja negatiivinen napa negatiiviseen napaan. Jos sekoitat sen, laitteen nuolet voivat taipua, mikä on erittäin ei-toivottavaa.
4. Kaikki kytkennät tehdään yksinomaan jännitteettömään piiriin.

Epäterveellistä

Sähkövirran vaikutus voi olla vaarallinen ihmisille. Alle 24 V:n jännite katsotaan vaarattomaksi.

Virran vaikutus kaupungin verkkojännitteellä (220 V) on varsin havaittavissa. Paljastuneiden kontaktien kosketukseen liittyy merkittävä "sähköisku".

Jännite ukkosmyrskyn aikana kuljettaa niin suuren virran ihmiskehon läpi, että se voi olla kohtalokasta. Ei ole mitään järkeä vaarantaa elämääsi ja terveyttäsi.