Co to jest napięcie?

Napięcie to ciśnienie pochodzące ze źródła zasilania obwodu elektrycznego, które popycha naładowane elektrony (prąd) przez pętlę przewodzącą, umożliwiając im wykonanie pracy, takiej jak zapalenie światła.

W skrócie, napięcie = ciśnienie, i jest mierzone w woltach (V). Termin ten pochodzi od nazwiska włoskiego fizyka Alessandro Volty (1745-1827), wynalazcy stosu woltaicznego – prekursora dzisiejszej baterii domowej.

W początkach elektryczności napięcie było znane jako siła elektromotoryczna (emf). Dlatego w równaniach, takich jak prawo Ohma, napięcie jest przedstawiane za pomocą symbolu E.

Przykład napięcia w prostym obwodzie prądu stałego:

1. W tym obwodzie prądu stałego przełącznik jest zamknięty (włączony).
2. Napięcie w źródle zasilania – „różnica potencjałów” między dwoma biegunami baterii – zostaje aktywowane, tworząc ciśnienie, które zmusza elektrony do przepływu prądu przez ujemny biegun baterii.
3. Prąd dociera do światła, powodując jego świecenie.
4. Prąd powraca do źródła zasilania.

Napięcie jest napięciem prądu zmiennego (ac) lub napięciem prądu stałego (dc). Sposoby, w jakie się różnią:

Napięcie prądu zmiennego (reprezentowane na multimetrze cyfrowym przez ):

• Pływa w równomiernie pofalowanych falach, jak pokazano poniżej:
  

  

• Odwraca kierunek w regularnych odstępach czasu.
• Powszechnie wytwarzane przez zakłady użyteczności publicznej za pomocą generatorów, w których energia mechaniczna – ruch obrotowy napędzany przepływającą wodą, parą, wiatrem lub ciepłem – jest przekształcana w energię elektryczną.
• Powszechniejsze niż napięcie prądu stałego. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej dostarczają napięcie przemienne do domów i firm, gdzie większość urządzeń wykorzystuje napięcie przemienne.
• Podstawowe źródła napięcia różnią się w zależności od kraju. W Stanach Zjednoczonych, na przykład, jest to napięcie 120 V.
• Niektóre urządzenia domowe, takie jak telewizory i komputery, wykorzystują napięcie stałe. Używają one prostowników (takich jak ten gruby blok w przewodzie laptopa) do przekształcania napięcia i prądu przemiennego na prąd stały.

Napięcie prądu stałego (reprezentowane na multimetrze cyfrowym przez i ):

• Przemieszcza się w linii prostej i tylko w jednym kierunku.
• Powszechnie wytwarzane przez źródła zmagazynowanej energii, takie jak baterie.
• Źródła napięcia stałego mają dodatnie i ujemne zaciski. Zaciski ustalają polaryzację w obwodzie, a polaryzacja może być użyta do określenia czy obwód jest prądu stałego czy przemiennego.
• Powszechnie stosowane w przenośnym sprzęcie zasilanym bateriami (samochody, latarki, aparaty fotograficzne).

Co to jest różnica potencjałów?

Napięcie i termin „różnica potencjałów” są często używane zamiennie. Różnica potencjałów może być lepiej zdefiniowana jako różnica energii potencjalnej pomiędzy dwoma punktami w obwodzie. Wielkość różnicy (wyrażona w woltach) określa jak dużo energii potencjalnej istnieje, aby przenieść elektrony z jednego określonego punktu do drugiego. Ilość określa, jak wiele pracy, potencjalnie, może być wykonane przez circuit.

Domowa bateria alkaliczna AA, na przykład, oferuje 1,5 V. Typowe domowe gniazdka elektryczne oferują 120 V. Im większe napięcie w obwodzie, tym większa jego zdolność do „pchania” większej ilości elektronów i wykonywania pracy.

Różnicę napięcia/potencjału można porównać do wody przechowywanej w zbiorniku. Im większy zbiornik i im większa jego wysokość (a więc i prędkość potencjalna), tym większa zdolność wody do wywołania uderzenia, gdy zawór jest otwarty i woda (podobnie jak elektrony) może przepływać.

Dlaczego pomiar napięcia jest przydatny

Technicy podchodzą do większości sytuacji związanych z rozwiązywaniem problemów wiedząc, jak obwód powinien zwyczajowo działać.

Obwody są używane do dostarczania energii do obciążenia – od małego urządzenia do sprzętu gospodarstwa domowego do silnika przemysłowego. Obciążenia często posiadają tabliczkę znamionową, która identyfikuje ich standardowe elektryczne wartości referencyjne, w tym napięcie i prąd. Zamiast tabliczki znamionowej, niektórzy producenci dostarczają szczegółowy schemat (schemat techniczny) obwodu obciążenia. Instrukcje mogą zawierać wartości standardowe.

Liczby te mówią technikowi, jakie odczyty oczekiwać, gdy obciążenie działa normalnie. Odczyt na multimetrze cyfrowym może obiektywnie zidentyfikować odchylenia od normy. Mimo to, technik musi wykorzystać wiedzę i doświadczenie, aby określić czynniki powodujące takie odchylenia.

.