電圧とは、電気回路の電源からの圧力で、帯電した電子(電流)を導電ループに押し流し、明かりをつけるなどの仕事をさせるものです。 この用語は、今日の家庭用電池の前身であるボルタの山を発明したイタリアの物理学者アレッサンドロ・ボルタ(1745-1827)の名にちなんでつけられました。
単純な直流回路の電圧の例:
- この直流回路では、スイッチは閉じています(ONになっています)。
- 電源の電圧(電池の両極間の「電位差」)が活性化され、電子が電池のマイナス端子から電流として流れ出るように圧力がかかります。
交流電圧(デジタル・マルチメータではで表される):
- 下図のように、波が均一にうねるように流れます。
- 一定間隔で方向を反転します。
- 一般に、発電機を介して電力会社が生産し、機械エネルギー(流れる水、蒸気、風または熱を動力とする回転運動)は、電気エネルギーに変換されます。
- 一次電圧の供給は国によって異なりますが、電力会社は、交流電圧を使用する機器の大多数がある家庭や企業に交流電圧を供給しています。 たとえば米国では、120ボルトです。
- テレビやコンピュータなどの一部の家庭用機器は、直流電圧の電力を利用します。 それらは整流器(ラップトップコンピュータのコードにあるようなずんぐりしたブロック)を使用して、交流電圧と電流を直流に変換します。
直流電圧(デジタル・マルチメータではとで表される):
- 直進性があり、1方向にしか流れないこと。
- 直流電圧源には、正と負の端子がある。
- バッテリー駆動の携帯機器(自動車、懐中電灯、カメラ)でよく使用されます。
電位差とは何ですか? 電位差は、回路内の2点間の電位エネルギー差と定義した方がよいかもしれません。 差の量(ボルトで表示)は、ある特定の点から別の点へ電子を移動させるために存在する潜在的なエネルギーの量を決定します。 その量は、回路を通してどれだけの仕事を潜在的に行うことができるかを特定します。
たとえば、家庭用の単3形アルカリ電池は1.5 Vを提供します。 一般的な家庭用コンセントは120Vです。回路の電圧が高いほど、より多くの電子を「押し出し」、仕事をする能力が高くなります。
電圧/電位差は、タンクに貯めた水に例えることができます。
電圧の測定が役立つ理由
技術者は、ほとんどのトラブルシューティングの状況で、回路が通常どのように動作すべきかを知りながらアプローチします。 負荷には、電圧や電流などの標準的な電気的基準値を特定する銘板が貼られていることがよくあります。 銘板の代わりに、負荷の回路の詳細な回路図(技術図)を提供するメーカーもある。 マニュアルには標準値が記載されている場合があります。
これらの数値は、負荷が正常に動作しているときに期待される測定値を技術者に教えてくれます。 デジタルマルチメーターの読みは、標準からの逸脱を客観的に識別することができます。 それでも、技術者は知識と経験を駆使して、そのような偏差を引き起こす要因を特定する必要があります。
- 下図のように、波が均一にうねるように流れます。