Kā mēra spriegumu? Elektriskā sprieguma vienība

Vai ir iespējams iedomāties savu dzīvi bezelektrība? Mūsdienu cilvēku cieši ieskauj sadzīves tehnika, kas palīdz dzīvē. Mēs vairs nevaram iedomāties sevi un savu dzīvi bez gudriem mājas palīgiem.

Šī metode arvien vairāk pāriet uz elektroenerģijas izmantošanu. Pat transports pakāpeniski tiek pārvests uz elektromotoriem, kas ļauj samazināt būtisko kaitējumu dabai.

Šodien mēs centīsimies atbildēt uz šādiem jautājumiem:

• Kas ir elektriskā strāva?
• Kas ir elektriskais spriegums?
• Kā noteikt spriegumu?
• Kā mēra spriegumu?

Kas ir aktuāls?

Elektrības izpētes rītausmā tā tika saņemtaberzējot vienu ķermeni pret otru. Lielāku lādiņa daudzumu varēja iegūt negaisa laikā, izmantojot dabisko izlādi - zibeni. Ir zināms, ka šī metode maksāja MV Lomonosova - Rihtera studenta dzīvību.

Pats lādiņš ir grūti un neracionāli lietojams. Ir nepieciešams iegūt tā virziena kustību - elektrisko strāvu. Pašreizējās īpašības:

• vadītāja sildīšana;
• ķīmiskā darbība;
• mehāniska darbība;
• magnētiskā darbība.

Tos izmanto ikdienas dzīvē un tehnoloģijās. Nepieciešams nosacījums strāvas esamībai ir strāvas avota, brīvu elektrisko lādiņu un slēgta vadītāja klātbūtne.

Priekšvēsture

1792. gadā slavenais itāļu fiziķis, fiziologsun izgudrotājs Alesandro Volta sāka interesēties par sava tautieša Luidži Galvani secinājumiem par dzīvnieku orgānu pašreizējo impulsu dabu. Ilgstoša vardes kāju uzvedības novērošana, kas piestiprināta pie metāla āķiem, ļāva viņam secināt, ka elektrības avots ir nevis dzīvs organisms, bet gan atšķirīgu metālu kontakts. Tieši šis apstāklis ​​veicina elektrības plūsmu, un nervu galu reakcija ir tikai strāvas fizioloģiskā ietekme.

Unikāls atklājums noveda pie pirmā radīšanas gadālīdzstrāvas avota pasaule, ko sauc par "Voltaic pīlāru". Dažādi metāli (Volta apgalvoja, ka tie ir jānoņem viens no otra ķīmisko elementu virknē) tiek uzklāti ar papīru, kas piesūcināts ar šķidru "otrā veida vadītāju".

Šī ierīce bija pirmais pastāvīgā sprieguma avots. Elektriskā sprieguma mērīšanas vienība iemūžinājusi Alesandro Volta vārdu.

Pastāvīgs strāvas avots

Elektriskās ķēdes galvenais elements ir avotspašreizējais. Tās mērķis ir radīt elektrisko lauku, kura ietekmē brīvas lādētas daļiņas (elektroni, joni) nonāk virziena kustībā. Uz atsevišķiem avota elementiem (tos sauc par stabiem) uzkrātajiem lādiņiem ir dažādas pazīmes. Pats lādiņš avotā tiek pārdalīts neelektriska rakstura spēku ietekmē (mehāniski, ķīmiski, magnētiski, termiski utt.). Polu radītais elektriskais lauks ārpus strāvas avota veic lādiņa pārvietošanu slēgtā vadītājā. Alesandro Volta runāja par nepieciešamību pēc slēgtas ķēdes, lai izveidotu līdzstrāvu.

Tā kā avotos spēku ietekmēneelektriska rakstura lādiņš pārvietojas, kas nozīmē, ka var apgalvot, ka šie spēki strādā. Sauksim viņus par trešajām pusēm. Ārējo spēku darba attiecību pret lādiņa pārnesi strāvas avota iekšienē un lādiņa daudzumu sauc par elektromotora spēku.

Šīs attiecības matemātiskais ieraksts:

• Ε = A_Māksla: q,

kur E ir elektromotora spēks (EMF),_sv Vai ārējo spēku darbs, q ir lādiņš, ko avotā nes ārējie spēki.

EMF raksturo avota spēju radīt strāvu, bet galvenā avota īpašība dažreiz tiek uzskatīta par elektrisko spriegumu (potenciālu starpību).

spriegums

Lauka darba attiecību, lai pārvietotu lādiņu vadītājā, un lādiņa daudzumu sauc par elektrisko spriegumu.

Lai to noteiktu, nepieciešams lauka darba apjomsdalīts ar maksas summu. Ļaujiet A būt darbam, ko strāvas avota elektriskais lauks veic, lai pārvietotu lādiņu q. U ir elektriskais spriegums. Atbilstošās formulas matemātiskais apzīmējums:

• U = A: q.

Tāpat kā jebkurš fiziskais daudzums, arī stress irmērvienība. Kā mēra spriegumu? Ar pasaules pirmā līdzstrāvas avota izgudrotāja Alesandro Volta vārdu šai vērtībai tika piešķirta sava mērvienība. Starptautiskajā sistēmā spriegumu mēra voltos (V).

1 V spriegums ir elektriskā lauka spriegums, kas veic 1 J darbu, lai pārvietotu 1 C lādiņu.

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

SI sistēmas pamatvienībās elektriskā sprieguma mērvienība:

• kg • m / (A • s³)

Nepieciešamā vērtība

Kāpēc nepietiek, raksturojot pašreizējo, ievieststrāvas stipruma jēdziens? Veiksim domu eksperimentu. Paņemiet divas dažādas lampas: parastu mājsaimniecības lampu un lukturīšu lampu. Savienojot tos ar dažādiem pašreizējiem avotiem (pilsētas tīkls un akumulators), jūs varat iegūt tieši tādu pašu pašreizējo vērtību. Tajā pašā laikā mājsaimniecības lampa dod vairāk gaismas, tas ir, strāvas darbs tajā ir daudz lielāks.

Dažādiem enerģijas avotiem ir atšķirīgs spriegums. Tāpēc šī vērtība ir ārkārtīgi nepieciešama.

Noderīga līdzība

Izpratne par elektrisko fizisko nozīmispriedze rodas no interesantas līdzības. Sakaru traukos šķidrums plūst no caurules uz cauruli, ja tajos ir spiediena starpība. Šķidruma plūsma apstājas, ja spiediens ir vienāds.

Ja šķidruma strāvu salīdzina ar elektriskā lādiņa plūsmu, tad spiediena starpībai starp šķidruma kolonnām ir tāda pati loma kā strāvas avota potenciālajai atšķirībai.

Kamēr procesi notiek pašreizējā avota iekšienē,pavadot lādiņa pārdali pie poliem, tas spēj radīt strāvu vadītājā. Elektriskās strāvas spriegumu mēra voltos, spiediena starpībai ir mērvienība - paskal.

Maiņstrāva

Elektriskā strāva, periodiski mainot tovirzienu sauc par mainīgu. To rada mainīga sprieguma avots. Visbiežāk tas ir ģenerators. Mēģināsim precizēt: kāds ir mērītais maiņstrāvas spriegums?

Pašreizējās paaudzes princips ir balstīts uz parādībuelektromagnētiskā indukcija. Slēgtas cilpas rotācija magnētiskajā laukā noved pie potenciāla starpības parādīšanās vadītājā. Spriegumu mēra voltos un mainīgas strāvas gadījumā.

Vai var apgalvot, ka spriegums nemainās?Acīmredzot, mainoties leņķim starp kontūras plakni un normālu pret to, radītais spriegums laika gaitā mainās. Tās vērtība pieaug no nulles līdz kādai maksimālai vērtībai, pēc tam atkal nokrīt uz nulli. Par konkrētu vērtību nav jārunā. Ievadiet tā saukto r.m.s. sprieguma vērtību:

• U_d = U: √2.

Ar kādu instrumentu mēra spriegumu?

Elektriskā sprieguma mērīšanas ierīce -voltmetrs. Tās darbības princips ir balstīts uz ķēdes mijiedarbību ar strāvu un pastāvīgā magnēta magnētisko lauku. Ir zināms, ka ķēde ar strāvu rotē magnētiskajā laukā. Atkarībā no strāvas daudzuma ķēdē mainās rotācijas leņķis.

Ja kontūrai pievienojat bultiņu, tad tonovirzās no nulles, kad ķēde (parasti spole) plūst strāva. Atkarībā no tā, kādā spriegumā mēra, ierīces skala tiek kalibrēta. Iespējama apakšgrupu un daudzkārtņu izmantošana.

Zemām vērtībām spriegumu mēra milivoltos vai mikrovoltos. Gluži pretēji, augstsprieguma tīklos tiek izmantoti vienību daudzkārtņi.

Jebkurš voltmetrs ir savienots paralēli tamķēdes posms, kurā mēra spriegumu. Ierīces ķēdes galveno īpašību var saukt par augstu omas pretestību. Voltmetrs neatkarīgi no tā, kādā spriegumā mēra, nedrīkst ietekmēt strāvu ķēdē. Caur to tiek nodota neliela strāva, kas būtiski neietekmē galveno vērtību.

Sprieguma tabula

Voltmetra praktiska pielietošana

Lai efektīvi izmantotu voltmetru, ir vērts iemācīties to izmantot. Ziņkārīgajam eksperimentētājam var ieteikt vērsties pie skolas skolotājiem.

Fizikas kabineti ir aprīkoti ar laboratorijas un demonstrācijas instrumentiem sprieguma mērīšanai.

Jebkurš voltmetrs jālieto piesardzīgi, ievērojot vienkāršus noteikumus:

1. Voltmetram ir maksimālā mērījumu robeža. Šī ir viņa skalas augstākā vērtība. Nepievienojiet to ķēdei, kurā ir augstāka sprieguma elements.
2. Ja nav cita avota vai voltmetra, var izmantot papildu pretestības sistēmu. Šajā gadījumā ir jāmaina arī voltmetra skala.
3. Līdzstrāvas ķēdē elektriskās ierīcesir savienoti atkarībā no uzlādes zīmes norādēm uz tās spailēm. Strāvas avota pozitīvajai spailei jābūt savienotai ar voltmetra pozitīvo savienotāju, negatīvajam - ar negatīvo. Ja tas ir sajaukts, ierīces bultiņas var saliekties, kas ir ļoti nevēlami.
4. Visi savienojumi tiek veikti tikai ar izslēgtu ķēdi.

Neveselīgs

Elektrošoks cilvēkiem var būt nedrošs. Spriegums, kas mazāks par 24V, tiek uzskatīts par nekaitīgu.

Strāvas darbība zem pilsētas tīkla sprieguma (220 V) ir diezgan pamanāma. Kailu kontaktu pieskaršanos pavada ievērojams "šoks".

Spriegums negaisa laikā iziet tik lielu strāvu caur cilvēka ķermeni, ka tas draud ar nāvi. Jums nevajadzētu riskēt ar savu dzīvību un veselību.