Напряжение единица: Единица измерения напряжения, теория и онлайн калькуляторы

Содержание

Как обозначается напряжение и единицы силы электрического тока

Эпоха научно-технического прогресса требует измерять всё. Электрические сети не являются исключением. Для проведения этих измерений важно знать, в каких единицах измеряется напряжение. В самой распространённой системе СИ единица измерения напряжения обозначается 1 Вольт или сокращённо – 1В. Может также обозначаться 1V. Это обозначение выбрано в честь физика из Италии Алессандро Вольта.

Вольт

Что такое электрическое напряжение

Оно не может существовать само по себе, как вес. Есть два случая, требующих его измерения:

  • Между разными узлами электрической цепи или концами проводника. 1 Вольт – это такой потенциал, при котором ток величиной 1 Ампер выделяет 1 Ватт мощности;
  • Измерение напряженности электростатического поля проводится между двумя точками поля. Единица напряжения 1 Вольт – это такой потенциал, при котором заряд 1 Кулон совершает работу 1 Джоуль.

Эффект Джозефсона

С 1990 года есть ещё одно определение электрического напряжения. Его значение связано с эталоном частоты и цезиевыми часами. При этом используется нестационарный эффект Джозефсона6 при облучении специальной матрицы излучением на частоте 10-80 ГГц на ней появляется потенциал, величина которого не зависит от условий эксперимента.

Действующее значение напряжения

Определение величины электрического потенциала между участками сети производится по количеству тепла или работе, совершённой за определённое время. Но это справедливо только для постоянного тока. Переменное напряжение имеет синусоидальную форму. В максимуме амплитуды оно максимально, а при переходе от положительной полуволны к отрицательной равно нулю.

Поэтому для расчётов используется среднее значение, которое называется «действующее значение», при расчетах приравнивающееся к постоянному той же величины.

От максимального оно отличается в 1,4 раза или √2. Для сети 220В максимальное значение составляет 311В. Это имеет значение при выборе конденсаторов, диодов и других элементов электронных схем.

Определение величины напряжения

Чем измеряется напряжение? Это производится специальным прибором – вольтметром. Он может иметь различную конструкцию, быть цифровым или стрелочным, но его сопротивление должно быть максимально возможным, а ток – минимальным. Это необходимо для того, чтобы свести к минимуму влияние прибора на сеть и потери в проводах, идущих от источника питания к вольтметру.

Вольтметр

Сеть постоянного тока

Эти измерения производятся магнитоэлектрическими приборами. В последнее время широко используются устройства с цифровым табло.

Самый простой способ – прямое подключение прибора к месту измерения. Это возможно при соблюдении ряда условий:

  • Предел измерения больше ожидаемого максимума. Если оно до начала измерений неизвестно, то следует выбрать наибольший предел и последовательно его уменьшать;
  • Соблюдение полярности подключения. При неправильном подключении стрелка отклонится в обратную сторону, а цифровое табло покажет отрицательную величину.

Если предел измерений недостаточен, то его можно расширить при помощи добавочного сопротивления. Оно может быть внешним или внутренним. Можно использовать несколько сопротивлений и переключать их для изменения предела прибора. Так устроен мультиметр.

Сеть переменного тока

Напряжение измеряется в сети переменного электрического тока приборами всех типов, кроме магнитоэлектрических. Эти устройства можно использовать, только подключив их к выходу выпрямителя.

Для увеличения предела измерения есть несколько способов. Для этого к прибору подключается дополнительно одно из устройств:

  • добавочные сопротивления;
  • при неизменной частоте сети вместо сопротивления используются конденсаторы;
  • самый распространённый вариант – применение трансформатора напряжения.

Требования к измерительным устройствам и дополнительным приспособлениям такие же, как к устройствам постоянного тока.

Схема подключения

Измерение разности потенциалов – это важный элемент наладки электрических и электронных схем, и от него зависит надёжность работы оборудования. Для того чтобы правильно их произвести, важно знать, в чем измеряется напряжение в цепях электрического тока.

Видео

Оцените статью:

Напряжение единица измерения — Энциклопедия по машиностроению XXL







Часть электродвижущей силы источника тока, затрачиваемая на преодоление сопротивления внешней цепи, называется напряжением. Единицей измерения напряжения служит вольт (в).  [c.122]

Понятие об электрическом токе. Проводники и изоляторы электрического тока. Напряжение. Единицы измерения напряжения — вольт. Сила тока. Единица измерения силы тока — ампер. Сопротивление. Единица измерения сопротивления — ом. Закон Ома.  [c.551]

Движение электронов по проводнику обусловлено разностью потенциалов на его концах. Называется эта разность электродвижущей силой или напряжением. Единицей измерения напряжения служит вольт (б).  [c.17]

При создании трещины способом, указанным на рис. 7.9, К зависит от нагрузки и от геометрии образца. Единица измерения для Ki — кг/мм»/. Состоянию металла в вершине трещины глубиной 1 мм при равномерном напряжении 10,1 кг/мм соответствует Ki = 20 кг/мм />.  [c.146]

Укажем соотношения между названными единицами измерения напряжений  [c.207]

Запишем систему динамических уравнений теории упругости для напряжений и скоростей (для удобства штрихи в дальнейшем будем опускать), положив единицы измерения такими, чтобы а = I и р = 1  [c.657]

Напряжение в данной точке тела зависит от величин и законов распределения внешних факторов, от положения сечения, проходящего через эту точку, от геометрии тела в случае задания перемещений точек тела напряжение зависит также и от его материала. Единица измерения — паскаль (Па).  [c.14]

Проектом нового ГОСТа на единицы измерений разрешается пользоваться для напряжений внесистемной единицей ньютон на квадратный миллиметр (й/лл ),  [c.25]

Объектами государственной стандартизации являются общетехнические и организационно-методические правила и нормы (например, ряды номинальных частот и. напряжений электрического тока, допуски и посадки, резьбы, предпочтительные числа, нормы точности зубчатых передач и др.) научно-технические термины и обозначения единицы измерений и эталоны единиц измерений системы нормативно-технической, конструкторской, технологической, эксплуатационной и ремонтной документации, документации в области организации и управления производством и др.  [c.47]

При переводе мы старались использовать принятую в отечественной литературе терминологию. Если таковая отсутствовала, то в соответствующих местах, как правило, указывались английские термины и их дословный перевод. Оставлены принятые в американской литературе единицы измерения (например, напряжения измеряются в фунт/дюйм 1 фунт/дюйм ж 0,0703 кГ/см2 ж 6894,07495 Н/м ).  [c.8]

МАКСИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ E l I]j ДЛЯ ТРЕХФАЗНЫХ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ С ДВУМЯ СИСТЕМАМИ ПРИ ЧАСТОТЕ 50 Гц (ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ B-kA -km ) ПРИ ТРЕХ РАБОЧИХ НАПРЯЖЕНИЯХ (110-380 кВ)  [c.437]

Различают размерные и безразмерные (относительные) величины. Размерными называются величины, численное значение которых зависит от принятых единиц измерения. Длина, время, напряжение, сила, температура и другие величины обычно бывают размерными величинами.  [c.148]

Напряжения электрические — Единицы измерения 20  [c.989]

Единицей измерения касательных напряжений в системе СИ является паскаль (Па) — ньютон, отнесенный к квадратному метру (1 Па — 1 Н/м2).  [c.7]

Рассмотрим случай, в котором нагрузка величиной R = 20000 приложена под двумя углами 0 = л/4 и 0 = Зл/4. Ферма предполагается симметричной, так что й, = Ь . Следовательно, достаточно рассмотреть первое условие нагружения и наложить ограничения на напряжения только для стержней 1 и 2. Ограничением на напряжение является величина а = 20000. Величины Р, а, й и а имеют размерность фунт, дюйм, дюйм , и фунт/дюйм соответственно. Как показано в разделе 5.1, для статического анализа единицы измерения силы и длины могут выбираться независимо, поэтому в данном случае выбор единиц измерения формален.  [c.478]

Единицей измерения напряженности магнитного поля является ампер на метр (а м).  [c.292]

При определении напряжений в качестве вспомогательной единицы измерения также используется кН/см (1 кН/см = = 10 МПа).  [c.4]

Единицу измерения для длин обозначим через = И = [ ], а для сосредоточенной силы—через 2 = [ ]- Распределенная нагрузка p = Pjb имеет размерность [о =QL , а величины 0, а, Р — безразмерные, то есть [0] = [о ]= р] = 1- Так как напряжения Of, q, т 9 имеют размерность силы, деленной на площадь l o = QL ), то из формул (18. 21) следует, что функция ф имеет размерность силы  [c.383]

Напряженность магнитного поля Н. Единица измерения эрстед, ампер на сантиметр. 1 Э=(10/4я) А-см- =79,577 А-м >.  [c.144]

Поскольку напряжение равно силе, отнесенной к площади, на которой она действует, единица измерения напряжения в системе СИ равна Н/м (Па). Ввиду малости величины I Н/м на практике напряжения обычно измеряют в МН/м (МПа). Заметим, что 1 кгс/мм — 9,8067 МПа.  [c.116]

Кроме сборников стандартов имеется несколько монографий, посвященных механическим свойствам полимеров, в том числе вязкоупругим, и методам механических испытаний [2, 7]. Показатели механических свойств в литературе часто приводятся в различных единицах измерения. Показатели напряжения, модулей  [c.14]

Таким образом, с помощью увеличения числа основных единиц измерения анализ размерностей позволяет получить дополнительные сведения о характере зависимости (7. 44) и представить критическое напряжение стержня в виде определенной функции основных параметров (7.48).  [c.156]

Здесь L, G, К — основные единицы измерения (длина, сила, абсолютная температура) а, в, f — характерные величины напряжений, деформаций и перемещений, под которыми следует понимать любые из компонентов напряжений деформаций и перемещений щ (t, / = 1, 2, 3) Я — внешняя нагрузка Е, v — модуль упругости и коэффициент Пуассона материала.  [c.207]

Размерность производной величины представляет собой произведение возведенных в соответствующую степень размерностей основных величин. Она не зависит от выбора единиц измерений, т. е. от размера единиц. Размерность дает чисто качественное представление о величине. Размерность не отражает всех особенностей величины и, прежде всего, не отражает ее связи с тем или иным конкретным объектом. Кроме того, имеются различные величины с одинаковой размерностью (например, работа и момент, давление и различные виды напряжения в материале, объем и статический момент площади и т. д.). Величины одного рода имеют одинаковую размерность, но не все величины с одинаковой размерностью являются величинами одного и того же рода. Выражаясь образно, сетка размерностей имеет более крупные ячейки, чем сетка величин, и размерность дает лишь частичное, не-20  [c.20]

В практике технических расчетов широко применяют внесистемные единицы измерения напряжения килограмм-сила на квадратный сантиметр и килограмм-сила на квадратный миллиметр кГ1см и кПмм ). В СИ единица измерения напряжений ньютон на квадратный метр (н1м ), но для практических расчетов эта единица неудобна, так как она очень мелка, и применяют кратную единицу меганьютон на квадратный метр (1 Мн/м =10 н/м ) или внесистемную единицу ньютон на квадратный миллиметр (н1мм ), численно равную предьщущей (1 н/мм = Мн/м ). В этой книге в основном применяется последняя из указанных единиц.  [c.207]

Показатель вязкости или, как еще его называют, тре-гциностойкости, определяют экспериментально путем испытания полосы с заранее сделанным острым надрезом. При нагружении замечают напряжение, при котором от края надреза начинает распространяться трещина. Затем по формуле (8.12) определяют показатель Кс, имеющий не совсем обычную единицу измерения МПа-м / .  [c.371]

В настоящем пособии в качестве единицы измерения напряжения (величины,. наиболее часто встречающейся в расчетах) принята внесистемная единица ньютон на квадратный миллиметр (н/жлt ), наиболее удобная как по размеру, так и потому, что в машлиосгроительных чертежах размеры указывают в миллиметрах. Применен  [c.3]

Во многих учебных пособиях по сопротивлению материалов и по деталям машин, изданных за последнее время, применяется кратная единица измерения напряжений меганьютон на квадратный метр (Мн/ж ). Следует иметь в виду, что 1 Мн1м = н1мм .  [c.5]

Внесистемные единицы измерения напряжения Kfj M и kFImm , в основном применявшиеся до введения СИ и до сих пар часто встречаюш иеся в различных изданиях, связаны с принятой здесь единицей соотношениями  [c. 5]

В технической системе единиц (МКГСС) для измерения напряжений применяют килограмм-силу на квадратный сантиметр. Соотношение между единицами измерения напряжений в Международной и технической системах устанавливается на основе соотношения между единицами сил 1 кгс = 9,81 Н -5= 10 Н.  [c.69]

Предлагаемый здесь впервые показатель а, определяющий стойкость к коррозии под механическим напряжением, является важнейшей характеристикой металла, легко определяемой экспериментально. Единица измерения его — В/мПа, Если этот показатель мал, мало будет и произведение ао, т. е. металл не склонен к растерескиванию.  [c.66]

Примечание. Ь технической литературе и в учебных пособиях и учебниках иногда применяются вместо указанных в таблице нижеследующие единицы измерений напряженность электрического поля — в вольтах на сантиметр (в1см), электрическое смещение — в кулонах на квадратный сантиметр к1см у, плотность тока — в амперах на квадратный миллиметр (а/ммЛ удельное сопротивление — ом, умноженный на сантиметр (омсм)  [c. 329]

Теплотехника 181—217 Термисторы 249 Термокомпенсаторы 249 Ток — Сила — Единицы измерения 19 — Сумма — Закон Кирхгофа 221 —переменный — Напряжения номинальные — Таблицы 226  [c.1001]

В настоящее время осуществляется переход на международную систему единиц измерения СИ. Единица силы ньютон, 1н= 0,101972 /сгсяг 0,102 кгс. Единица давления, напряжения 1 я/л = 1,02-10 5 кгс см . = 0,102 кгс м = 0,98692 10—5 атм = 10—5 бар.  [c.10]

Формулу, устанавливающую зависимость размерности какой-либо величины от основных единиц измерения, называют формулой размерности. Можно строго доказать, что все формулы размерности должны иметь вид степенных одночленов. Это положение вытекает из очевидного условия, согласно которому отношение двух численных значений производных величин не зависит от принятых основных единиц измерения. На этом основании мы нормировали скорость, давление, силу, напряжение трения, принимая в качестве нормирующих Ma njTa6oB в общем-то произвольные величины. Их выбор часто диктуется некоторыми добавочными нсиринциииальиыми соображениями. Так, при построении кривых распределения безразмерных скоростей по обводам обтекаемого тела удобно в качестве нормирующего масштаба использовать максимальное значение скорости из рассматриваемого диапазона абсолютных скоростей. Тогда безразмерная величина i—- i/ i будет меняться в достаточно узком диапазоне (O l).  [c.193]

Пример оформления технологического процесса сборки и сварки на операционных картах согласно ЕСТД показан на рис. 185. В операционных картах применены следующие условные обозначения ОК -операционная карта О — переход операции К/М — комплектующие детали и материалы Р — режимы МИ — масса изделия Т — инструмент То — основное время на переход Тв — вспомогательное время на переход ОПП — обозначение подразделения (кладовой, склада), откуда поступают детали, сборочные единицы, материалы или куда поступают обработанные детали, узлы ЕВ — единицы измерения величины (массы, длины и т. п.) ЕН — единица нормирования, на которую устанавливается норма расхода материала (например, 1,10,100) КИ — количество деталей, сборочных единиц, применяемых при сборке изделия Н. расх. — норма расхода материала P — режим сварки ПС -обозначение положения сварки по ГОСТ 11969-79 ДС — диаметр сопла для сварки в защитных газах со струйной защитой, мм 4 — расстояние от торца сопла до поверхности свариваемых деталей /э — вылет электрода, мм U — напряжение дуги I — сила сварочного тока Ус -скорость сварки V — скорость подачи присадочного материала доз -расход защитного газа.  [c.369]


Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр. Измерение напряжения





























План урока


Ход урока


Запасной вариант положения


1) Организационная часть:


— Добрый день, ребята! Меня зовут Ахметова Айзаря Занифовна. Всем хорошего настроения и удачной работы. Присаживайтесь.


 


1 слайд


Девиз урока: «Я слышу – я забываю, я вижу – я запоминаю, я делаю – я понимаю» (Китайская пословица)


 


2) Проверка знаний:


 


2 слайд


 


— Посмотрите внимательно на экран. Что мы видим на картине? (поле). В жизни это поле мы видим, а с точки зрения электричества поле существует? (да, электрическое)


 


3-4 слайд;


 3 анимация «Эл. Ток»


 


А теперь что наблюдаем? (течение воды в трубе). А в электричестве что может протекать? (эл. ток)


 


 


Стихотворение


(работа в парах, дается 3 ученикам)


1 уч. работает у доски,


2 – работа в парах. (одновременно)


«Как вычисляется сила тока?» – стихотворение


Я не зря себя хвалю,

Всем и всюду говорю,

Что я физику люблю,

Что я физику учу.

Как-то раз придумал я

Решить задачу.

Без сомненья,

Мне известно было тут

Время, ровно 5 минут.

Но одно я не пойму,

Что ж такое q ?

Силу тока мне найти

Совсем не трудно:

Нужно заряд на время разделить,

И это будет чудно!


 


Вопрос.


Ответ. 8 А 


5 слайд


Одновременно игра «верю не верю» с остальным классом.


 


Чему равна сила тока в цепи, если заряд равен 2,4 кКл?


Ребята у вас на парте лежат сигнальные карточки зеленого и красного цветов. Я зачитываю предложения, а вы в течении 3 секунд должны поднять красную карточку ,если вы не согласны с утверждением, зеленую – если согласны.

  1. Упорядоченное движение заряженных частиц – этоЭлектрическое поле (эл. ток). кр. карточка
  2. Сила тока обозначается буквой I. зел карточка
  3. Единица силы тока Кл. (А) кр. Карточка
  4. Прибор для измерения силы тока — электроскоп. (Амперметр) кр. Карточка
  5. Тела, которые проводят электрический ток, называются проводники. зел карточка.


 


Проверка. Самооценка.


Проверка у доски задачи.


6 слайд Самооценка.


А сейчас проверим. Кто на все вопросы правильно ответил. Ставит себе 3 балла, если ошиблись 1-2 раза — ставим 2 б, если 3 и более – ставим 1 балл. Отметьте на полях в тетрадях или на листочках у себя.


 


Демонстрация движения груза с динамометром


7 слайд


 


Из курса 7 класса вы знакомы с термином механическая работа.

  1. Чем вызвано Движение тела? (приложенной силой)
  2. Сила совершает…? (А)
  3. Чем вызвано движение заряда в цепи?(ЭП)
  4. Электрическое поле совершает работу


 


Анимация 2


 


– Создадим аналогичную ситуацию с электричеством ?


Т. е. если в механике существует механическая работа, то в электричестве …? (Сущ-ет работа тока)


– И эту работу совершает…. (ЭП)


К какому выводу из сказанного мы можем прийти?


 


Определение


Работу сил электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока.


В процессе такой работы энергия электрического поля превращается в другой вид энергии – КАКУЮ? (механическую, внутреннюю и др.)


ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ РАБОТА ТОКА?


(от силы тока, т. е. электрического заряда, протекающего по цепи в 1 с) – в этом вы убедились на предыдущих уроках и при выполнении Л/Р.


 


Исследование


8 слайд


Разделившись на 2 группы , ученики замыкают собранные цепи.


 


Сравнить показания амперметра на рис. 63 и 64


 


Анимация 3


(Демонстрация лампы)


А теперь, ребята, у каждого из вас н парте имеется листочки с надписью «Исследование». На оборотной стороне написано слово. (На листочках написаны Диэлектрики: дистиллированная вода, стекла, пластмассы, бензол, масла, слюда, фарфор, воздух, резина, смолы различные, дерево;


Проводники: растворы солей, растворы кислот, серебро, медь, алюминий, золото, вода, графит, медь, ) На 2 партах надписи ДИЭЛЕКТРИК и ПРОВОДНИК. На слайде прописано группа диэлектриков и проводников. Каждый находит свой слово в группе и идет к тому столу , где стоит карточка с этим названием. Ребята делятся т.о. на 2 группы и проводят исследование: замыкают собранную цепь. .


— Ребята, посмотрите на показания амперметра. Озвучьте каждая группа.(Называет каждая группа).


— если в цепи с осветительной лампой амперметр показывает меньшую силу тока , а через цепь с лампой от карманного фонаря проходит больший ток, то почему же яркость лампочек различна? (ответы ребят)


— Идеализированный, частный случай, когда показания амперметров одинаковы.


Значит, работа тока зависит не только от силы тока, но и


от другой величины…. (которую называют электрическим напряжением или просто напряжением)


 


3) Изучение нового материала:


Так вот, сегодня мы узнаем, что такое напряжение, научимся его измерять, познакомимся с его основными характеристиками.


 


Записать число и тему урока в тетради


(На доске)


9 слайд


Тема нашего урока: «Электрическое напряжение. Единицы напряжения»


 


План на доске и 1 один на парту


10 слайд


При знакомстве с новой величиной будем пользоваться уже известным нам планом.


Ребята, найдите в учебнике определение, кто нашел — прочтите классу.(стр.91)


 


Определение


Электрическое напряжение – это физическая величина, характеризующая электрическое поле


 


Определение


Вывод: напряжение показывает, какую работу совершает эл. поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.


 


Обозначение


Прописываю на доске, одновременно со слайдом


 


Обозначается напряжение U;


работа А;


заряд буквой q;


 


 


Исходя из определения напряжения : зная работу тока на данном участке цепи и весь эл. заряд, прошедший по этому участку, мы можем составить уравнение, т. е. работу тока при перемещении единичного эл. заряда:


Карточка с заданием.


Формула для вычисления


Анимация 4


U = A/q → A= Uq; q = A/U


 


(Мини сообщение)


Заранее дать одному ребенку


 


Этот портрет вам знаком? (Да, Алессандро Вольта) Как вы думаете единица электрического напряжения как называется? (Вольт). Обозначение напряжения В.


Обратимся к формуле напряжения и попробуем вывести единицу измерения.


U = A/q; 1 В = 1Дж/Кл


 


Единицы измерения


Слайд 11


За единицу напряжения принимают , такое эл. напряжение на концах проводника , при котором работа по перемещению эл.заряда в 1 Кл по этому проводнику равна 1 Дж: 1 В = 1Дж/Кл


— На следующем уроке вы познакомитесь с прибором для измерения напряжения – вольтметр. Подключается он в цепь параллельно, попробуете собрать цепь с использованием вольтметра.


 


Слайд 12


Прибор для измерения


Обозначение на схеме


Правила подключения


 


— Как понять смысл напряжения?


Электрический ток подобен течению воды в реках и водопадах, т. е. подобен течению воды с более высокого уровня на более низкий. Заряд q соответствует массе воды, а напряжение – разности уровней, напору воды в реке.


 


Слайд 13


 


Работа, совершаемая падающей водой, зависит от её массы и высоты падения, следовательно, зависит от потенциальной энергии. Чем больше разность уровней воды, тем большую работу совершает вода.


Работа силы тока зависит от электрического заряда и напряжения на этом проводнике. Чем больше напряжение на участке цепи, тем больше работа тока при той же величине заряда. В 10 классе мы будем работу электрического поля выражать через разность потенциальной энергии.


Если в цепи нет напряжения, то в ней нет и электрического тока (как нет течения в озере или пруде при отсутствии разности уровней в рельефе).


 


4) Домашнее задание:


записано на доске заранее 


§39-40, пройти тестирование с использованием телефона по теме «Электрическое напряжение».


 


 


Творческий проект.


Слайд 14


Класс работает над творческим проектом.


Попробуем написать свою картину? Ее нужно будет пояснять с точки зрения электричества.


Если не успеваю, тогда


Домашняя работа


Рефлексия (на рисунок лампочки прикрепляют зеленые и красные кружочки при помощи магнитиков). (1 мин)


На доске прикреплен ватман, на котором нарисована лампочка. Перед уходом.


 


 

Напряжение: формулы, единицы измерения, природа явления

Электричество воспринимается нами как данность и вряд ли кто задумывается над тем, что такое электрическое напряжение и какова его физическая сущность, когда включает свет, компьютер или стиральную машину. На самом же деле оно заслуживает гораздо большего внимания, и не только потому, что может быть смертельно опасным, но и из-за того, что Человечество, овладев этим видом энергии, совершило качественный цивилизационный скачок.

Природа электрического напряжения

Вспомним один из наиболее интересных моментов на школьном уроке физики, когда преподаватель вращал диск электрической машины, а между металлическими шариками проскакивала искра. Это и есть видимое отражение природного феномена под названием электрический ток. Он возникает из-за того, что на одном шарике отрицательно заряженных ионов больше, а на другом меньше, из-за чего возникает разность потенциалов, то есть факт, нарушающий основной закон Природы – сохранения энергии.

Отрицательно заряженные частицы стремятся переместиться туда, где их меньше, тем самым обнулив разницу. Конечно же, электроны не проходят весь путь между заряженными шариками, называемых полюсами. Их пробег ограничивает кристаллическая решетка, узлов которой они не могут покинуть. Зато способны удариться о соседние частицы и передать импульс по цепочке дальше, создавая эффект домино. Каждое такое соударение порождает выплеск энергии, из-за чего система переходит из состояния покоя в возбужденное, которое и принято называть электрическим напряжением.

Сила, движущая заряженные частицы

Чтобы поставить себе на службу электрическое напряжение и ток, человеку надо было найти силу, которая могла возобновлять разницу потенциалов между полюсами, порождая непрерывное соударение частиц кристаллической решетки. Их оказалось целых три:

  1. Электромагнитная индукция – возникновение тока в результате взаимозависимого перемещения металлов в магнитном поле. Используется в генераторах постоянного и переменного тока.
  2. Электрохимическое взаимодействие, порождаемая разностью потенциалов кристаллических решеток веществ. Используется в аккумуляторах, батареях питания постоянного тока.
  3. Термохимическая реакция, повышающая активность электронов в результате нагрева.

Сила, порождающее движение заряженных частиц, получила наименование «электродвижущая» (аббревиатура ЭДС) и обозначается на схемах буквой «Е», обычно сопутствующей мнемосимволам разъемов, к которым подключается источник питания.

Вольты и амперы

ЭДС и напряжение измеряются в вольтах – условной единице, названной в честь итальянца Алессандро Вольты, официально признанного изобретателя гальванической батареи – источника постоянного тока. Это количество работы, которая совершается при перемещении единицы заряда (кулона), если при этом был потрачен 1 джоуль условной энергии.

Однако существует и вторая единица измерения электрического тока – ампер, названная в честь французского физика Андре-Мари Ампера. Традиционно ее называют силой тока, хотя правильнее применять термин «магнитодвижущая сила», что наиболее полно отражает двуединую физическую сущность заряженной частицы.

Магнитное и электрическое поля электрона стремятся к взаимной компенсации, а их зависимость определяется законом Ома, описываемого формулой I = U / R. Если сопротивление среды резко падает (например, при коротком замыкании), то сила тока растет по экспоненте. Это вызывает ответное падение напряжения, в результате чего система приходит в равновесное состояние. Подобный эффект можно заметить во время работы сварочного трансформатора, когда при возникновении дуги лампы накаливания почти гаснут.

Существует и другой эффект: при большом сопротивлении среды заряд одного знака копится на какой-либо поверхности до тех пор, пока напряжение не достигнет критического уровня, после чего происходит пробой (возникновение тока) в направлении поверхности с наибольшей разницей потенциала. Статическое напряжение чрезвычайно опасно, поскольку в момент разряда оно может порождать токи силой в сотни ампер. Поэтому металлические конструкции, длительное время находящиеся в магнитном поле, обязательно заземляются.

Постоянный или переменный?

Напряжение – это статическая составляющая электричества, а сила тока – динамическая, ведь его направление меняется вместе с полярностью на концах проводника. И это свойство оказалось очень полезным для распространения электричества по Миру. Дело в том, что любой ток затухает из-за внутреннего сопротивления среды, согласно всё тому же закону сохранения энергии. Но оказалось, что двигающийся в одну сторону поток электронов усилить очень сложно, а циклически изменяющий направление – просто, для этого применяется трансформатор с двумя обмотками на одном сердечнике.

Чтобы получить переменный ток, надо вывернуть наизнанку принцип, открытый Фарадеем, который в своем прообразе электрического генератора вращал медный диск в поле действия постоянного магнита. Никола Тесла сделал наоборот – поместил вращающийся электромагнит внутрь неподвижной обмотки, получив неожиданный эффект: в момент прохождения полюсов через нейтраль магнитного поля амплитуда напряжения падает до нуля, а потом снова растет, но уже с другим знаком. За один оборот направление движения электронов в проводнике меняется два раза, составляя рабочую фазу. Поэтому переменный ток называют еще и фазным. А порождающее его напряжение – синусоидальным.

Никола Тесла создал генератор с двумя обмотками, расположенными под углом в 900 друг к другу, а русский инженер М.О. Доливо-Добровольский усовершенствовал его, расположив на статоре три, что увеличило стабильность работы электрической машины. В результате этого промышленный переменный ток стал трехфазным.

Почему 220 вольт 50 Гц?

В нашей стране бытовая однофазная сеть имеет номиналы 220 вольт и 50 герц. Причина появления именно этих цифр весьма интересна.

Пальма первенства в бытовом освоении электричества принадлежит Томасу Эдисону. Он использовал исключительно постоянный ток, поскольку гениального изобретения Николой Тесла переменного еще не произошло.

Первым электрическим прибором оказалась лампа накаливания с угольной нитью. Опытным путем было установлено, что лучше всего она работает при напряжении в 45 вольт и включенном в цепь балластном сопротивлении, обеспечивающим рассеивание еще двадцати. Приемлемая длительность работы обеспечивалась последовательным включением двух ламп. Итого в бытовой сети, по мнению Эдисона, должно было быть 110 вольт.

Однако передача постоянного тока от электростанций к потребителям сопровождалась большими трудностями: через одну-две мили он затухал полностью. По Закон Джоуля — Ленца количество тепла, рассеиваемое проводником при прохождении тока, вычисляется по следующей формуле: Q = R . I2. Чтобы снизить потери вчетверо, напряжение увеличили до 220 вольт, а силовую линию построили из трех проводников – с двумя «плюсами» и одним «минусом». Потребитель получал все те же 110 вольт.

Противостояние Николы Теслы и Томаса Эдисона, названное «Войной токов», решилось в пользу переменного, поскольку его можно было передавать на большие расстояния с минимальными потерями. Тем не менее напряжение между силовыми проводниками осталось 220, а линейное, поступающее к потребителю – 127 вольт, поскольку из-за сдвига фаз на 120 градусов амплитуды напряжения не складываются арифметически, а умножаются на 1,73 – корень квадратный из трех.

В СССР сетевым номиналом 127 вольт в одной фазе пользовались до начала 60-х годов. В ходе усовершенствования электрических линий, проводимого с целью увеличения передаваемой мощности, конструкторы пошли по тому же пути, что и Эдисон – повысили напряжение.

За точку отсчета приняли 220 вольт, которые измерялись между фазами. Оно стало бытовым. А промышленное межфазное напряжение 380 вольт получилось умножением 220 на 1,73. Частота 50 Гц – это 3 тыс. колебаний в минуту, то есть, оптимальное количество оборотов коленвала дизеля или другого двигателя внутреннего сгорания, который приводит в действие машину переменного тока.

Теперь вы знаете, что такое напряжение и электрический ток, в каких единицах они измеряются и как зависят друг от друга, а также почему в вашей розетке именно 220 вольт. Приведенные факты не носят академического характера и не претендуют на истину в последней инстанции. Более подробно ознакомиться с природой этого феномена вы можете в учебниках по электротехнике.

Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр. Измерение напряжения. 8 класс. Физика. — Объяснение нового материала.

Комментарии преподавателя

Мы знаем, что электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, которое создаётся электрическим полем, а оно при этом совершает работу. Работу сил электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока. В процессе такой работы энергия электрического поля превращается в другой вид энергии — механическую, внутреннюю и др.

От чего же зависит работа тока? Можно с уверенностью сказать, что она зависит от силы тока, т. е. от электрического заряда, протекающего по цепи в 1 с. В этом мы убедились, знакомясь с различными действиями тока. Например, пропуская ток по железной или никелиновой проволоке, мы видели, что чем больше была сила тока, тем выше становилась температура проволоки, т. е. сильнее было тепловое действие тока.

Но не только от одной силы тока зависит работа тока. Она зависит ещё и от другой величины, которую называют электрическим напряжением или просто напряжением.

Напряжение — это физическая величина, характеризующая электрическое поле. Оно обозначается буквой U. Чтобы ознакомиться с этой очень важной физической величиной, обратимся к опыту.

На рисунке изображена электрическая цепь, в которую включена лампочка от карманного фонарика. Источником тока здесь служит батарейка. На рисунке б показана другая цепь, в неё включена лампа, используемая для освещения помещений. Источником тока в этой цепи является городская осветительная сеть. Амперметры, включённые в указанные цепи, показывают одинаковую силу тока в обеих цепях. Однако лампа, включённая в городскую сеть, даёт гораздо больше света и тепла, чем лампочка от карманного фонаря. Объясняется это тем, что при одинаковой силе тока работа тока на этих участках цепи при перемещении электрического заряда, равного 1 Кл, различна. Эта работа тока и определяет новую физическую величину, называемую электрическим напряжением.

Рис. Различное свечение ламп при одной и той же силе тока:

а — источник тока — батарейка; б — источник тока — городская сеть

Напряжение, которое создаёт батарейка, значительно меньше напряжения городской сети. Именно поэтому при одной и той же силе тока лампочка, включённая в цепь батарейки, даёт меньше света и тепла.

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.

Зная работу тока А на данном участке цепи и весь электрический заряд q, прошедший по этому участку, можно определить напряжение U, т. е. работу тока при перемещении единичного электрического заряда:

U = A / q

Следовательно, напряжение равно отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку.

Из предыдущей формулы можно определить:

A = Uq, q = A / U.

Электрический ток подобен течению воды в реках и водопадах, т. е. течению воды с более высокого уровня на более низкий. Здесь электрический заряд (количество электричества) соответствует массе воды, протекающей через сечение реки, а напряжение — разности уровней, напору воды в реке. Работа, которую совершает вода, падая, например, с плотины, зависит от массы воды и высоты её падения. Работа тока зависит от электрического заряда, протекающего через сечение проводника, и от напряжения на этом проводнике. Чем больше разность уровней воды, тем большую работу совершает вода при своём падении; чем больше напряжение на участке цепи, тем больше работа тока. В озёрах и прудах уровень воды всюду одинаков, и там вода не течёт; если в электрической цепи нет напряжения, то в ней нет и электрического тока.

Единица напряжения названа вольтом (В) в честь итальянского учёного Алессандро Вольта, создавшего первый гальванический элемент.

За единицу напряжения принимают такое электрическое напряжение на концах проводника, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1 Кл по этому проводнику равна 1 Дж.

1 В = 1 Дж / Кл

Кроме вольта применяют дольные и кратные ему единицы: милливольт (мВ) и киловольт (кВ).

1 мВ = 0,001 В;

1 кВ = 1000 В.

Высокое (большое) напряжение опасно для жизни. Допустим, что напряжение между одним проводом высоковольтной линии передачи и землёй 100 000 В. Если этот провод соединить каким-нибудь проводником с землёй, то при прохождении через него электрического заряда в 1 Кл будет совершена работа, равная 100 000 Дж. Примерно такую же работу совершит груз массой 1000 кг при падении с высоты 10 м. Он может произвести большие разрушения. Этот пример показывает, почему так опасен ток высокого напряжения.

Вольта Алессандро (1745-1827)

Итальянский физик, один из основателей учения об электрическом токе, создал первый гальванический элемент.

Но осторожность надо соблюдать и в работе с более низкими напряжениями. В зависимости от условий напряжение даже в несколько десятков вольт может оказаться опасным. Для работы в помещении безопасным считают напряжение не более 42 В.

Напряжение в некоторых технических устройствах и в природе

Гальванические элементы создают невысокое напряжение. Поэтому в осветительной сети используется электрический ток от генераторов, создающих напряжение 127 и 220 В, т. е. вырабатывающих значительно большую энергию.

Для измерения напряжения на полюсах источника тока или на каком-нибудь участке цепи применяют прибор, называемый вольтметром.

Вольтметр, используемый в школьных опытах, показан на рисунке а, в лабораторных работах — на рисунке в.

Многие вольтметры по внешнему виду очень похожи на амперметры. Для отличия вольтметра от других электроизмерительных приборов на его шкале ставят букву V. На схемах вольтметр изображают кружком с буквой V внутри (рис. б).

Рис. Вольтметр

Как и у амперметра, у одного зажима вольтметра ставят знак «+». Этот зажим необходимо обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону.

Вольтметр включается иначе, чем амперметр. На рисунке а изображена электрическая цепь, в которую включены электрическая лампа, амперметр и вольтметр. На рисунке б показана схема такой цепи. Амперметром в этой цепи измеряют силу тока в лампе, для этого он включён в цепь последовательно с ней. Вольтметр должен показывать напряжение, существующее на зажимах лампы.

Рис. Подключение вольтметра и амперметра в цепь

Поэтому его включают в цепь не последовательно с лампой, а так, как показано на рисунке а и на схеме (см. рис. б). Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Такое включение прибора называют параллельным. Сила тока, проходящего через вольтметр, мала по сравнению с силой тока в цепи, поэтому он почти не изменяет напряжение между теми точками, к которым подключён.

Для измерения напряжения на полюсах источника тока вольтметр подключают непосредственно к зажимам источника тока так, как показано на рисунке.

Рис. Подключение вольтметра к источнику тока

Домашняя работа

Задание 1. Ответь на вопросы.

  1. Как называют прибор для измерения напряжения?
  2. Как включают вольтметр для измерения напряжения на участке цепи?
  3. Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?
  4. Какой должна быть сила тока, проходящего через вольтметр, по сравнению с силой тока в цепи?
  5. Что принимают за единицу напряжения?
  6. Какое напряжение используют в осветительной сети?
  7. Чему равно напряжение на полюсах сухого элемента и кислотного аккумулятора?
  8. Какие единицы напряжения, кроме вольта, применяют на практике?
  9. Опишите опыт, который доказывает, что работа тока зависит не только от силы тока, но и от напряжения.
  10. Что такое электрическое напряжение?
  11. Как можно определить его через работу тока и электрический заряд?

Задание 2. Разгадай ребус.

К занятию прикреплен файл  «Это интересно!». Вы можете скачать файл в любое удобное для вас время.

Использованные источники: http://www.tepka.ru/fizika_8, http://class-fizika.narod.ru

Напряжение (сопромат)

Напряженное состояние в точке тела является ключевым понятием в сопромате. Необходимость введения понятия напряжения в точке для суждения об интенсивности внутренних сил в некоторой точке сечения стержня вызвана неравномерным распределением внутренних сил по длине и поперечному сечению в общем случае нагружения.

Напряжение в точке тела K (обозначено буквой p) – это интенсивность внутренней силы , возникающей на бесконечно малой площадке в окрестности данной точки (рис. 1.4, а).

В количественном выражении .

Понятие о напряжении в точке твердого тела в некотором смысле напоминает понятие о давлении, действующем, например, внутри жидкости. Однако давление в точке жидкости одинаково во всех направлениях. Если проведем через точку K тела другое сечение, иной будет внутренняя сила. Следовательно, иным будет и напряжение, хотя оно возникает в той же самой точке K.

Напряжение в точке тела в разных направлениях (на разных площадках, проходящих через данную точку тела) может быть различным (в частности, оно может возникать только в одном направлении).

Понятие о напряжении в точке деформируемого твердого тела ввел в 1822 г. французский ученый Огюстен Луи Коши.

Основную роль в расчетах прочности играет не полное напряжение p, а его проекции на оси координат x, y и z: нормальное напряжение ( – сигма), направленное по перпендикуляру к площадке (параллельно оси z), и касательные напряжения ( – тау), лежащие в плоскости сечения и направленные, соответственно, вдоль осей x и y (рис. 1.4, б). Первый индекс у касательных напряжений характеризует нормаль к площадке z, на которой они возникают.

Между полным (), нормальным () и касательными напряжениями ( и ) существует зависимость:

.

Касательные напряжения служат мерой тенденции одной части сечения смещаться (или скользить) относительно другой его части.

Единицы нормальных и касательных напряжений в СИ – паскаль (Па). Один паскаль – это напряжение, при котором на площадке в один квадратный метр возникает внутренняя сила, равная одному ньютону (то есть равная, приблизительно, весу одного яблока). Как мы увидим в дальнейшем, эта единица напряжения мизерно мала. В сопромате чаще используются другие единицы:

1 МПа = 106 Па; 1 кН/см2 = 107 Па.

В технической системе единиц напряжения измеряются в килограммах силы на миллиметр (сантиметр) в квадрате (кгс/мм2 или кгс/см2) . Следует запомнить, что 1 кН/см2 » 1 кгс/мм2.

Лекции и примеры решения задач технической механики

Мерой интенсивности распределения внутренних сил R в окрестности точки в пределах данного сечения площадью A являются напряжения p, измеряемые в единицах силы, отнесенной к единице площади dA
Полные напряжения в точке
Единица измерения напряжений — Паскаль (Н/м2=Па).
Рассмотрим подробнее:

Система приложенных к телу внешних нагрузок, приводит к возникновению в его сечениях внутренней силы R и момента M

Внутренние сила и момент в сечении бруса

При этом надо понимать что внутренняя сила и внутренний момент воздействуют на всё сечение бруса в целом.

Выделим в рассматриваемом сечении элементарную площадку dA бесконечно малой площади.

Элементарная площадка в сечении бруса

Полное напряжение – часть внутренних усилий, приходящаяся на конкретную точку сечения.

Вектор полного напряжения в точке

Обозначение полного напряжения в точке – p.
Единица измерения – Паскаль [Па] (Н/м2).

Ввиду того, что большинство конструкционных материалов обладает высокой прочностью часто напряжения, возникающие в них, измеряются в кратных величинах, например мегапаскаль [МПа].

В общем случае вектор полного напряжения в точке может располагаться под любым углом к сечению. В таких случаях для существенного упрощения расчетов его удобно раскладывать на составляющие (проекции):

Нормальное и касательное напряжения

Проекция вектора полного напряжения p на нормаль к сечению называется нормальным напряжением и обозначается через σ, а проекция вектора полного напряжения на плоскость сечения называется касательным напряжением и обозначается через τ.

Разложение вектора полного напряжения на две указанные составляющие имеет конкретный физический смысл – с нормальным напряжением связано разрушение путем отрыва, а с касательным – разрушение путем сдвига или среза.

В частных случаях (например при растяжении-сжатии и кручении) в поперечных сечениях бруса имеют место только нормальные и только касательные напряжения соответственно.

При решении таких задач, величина нормальных и касательных напряжений сравнивается с соответствующими допустимыми значениями напряжений.

Примеры расчета напряжений >>

Что такое единица измерения напряжения? — Определение и единица измерения напряжения в системе СИ

Напряжение можно определить как электрический потенциал между двумя точками. В проводнике, если электрическое поле однородно, разность потенциалов между точками составляет

В = EL

. Используя различные уравнения удельного сопротивления, тока и сопротивления, можно вывести другое уравнение:

В = EL

.

В = JL

В = (I / A) L

В = I (የ L / A)

В = IR

Из приведенного выше уравнения мы можем вывести, что напряжение или разность потенциалов на резисторе можно найти, умножив ток на сопротивление.Единицей измерения разности потенциалов является вольт (В), который также равен джоулям на кулон (Дж / Кл).

Единица измерения напряжения в системе СИ

Единица измерения напряжения в системе СИ — вольт, обозначаемая буквой v. Вольт — производная единица измерения электродвижущей силы или электрического потенциала в системе СИ. Таким образом, благодаря этому вольт можно определить несколькими способами.

Вольт можно определить как «электрический потенциал, присутствующий вместе с проводом, когда электрический ток в один ампер рассеивает мощность в 1 ватт (Вт).

В = Вт / А

Кроме того, вольт можно выразить как разность потенциалов, которая существует между двумя точками в электрической цепи, которая передает энергию в 1 джоуль (Дж) на кулон заряда, протекающего по цепи.

В = потенциальная энергия / заряд

В = Дж / Кл = кг м² / А с³

Его также можно выразить как ампер-умножение на ом, джоуль на кулон или ватт на ампер.

В = AΩ = Вт / А (энергия на единицу заряда) = Дж / Кл (мощность на единицу тока)

Его также можно выразить в единицах СИ,

1 В = 1 кг м² с ⁻³ A⁻¹ (Один килограмм-метр в квадрате в секунду в кубе на ампер).

Ниже приведены некоторые другие электрические блоки

Qoulomb

Мощность

Вт

9 0055

Электрический параметр

Единица СИ

Символ

Заряд

Импеданс

Ом

Z

Проводимость

Simen

G или ひ

G или ひ

C

Индуктивность

Генри

L или H

Напряжение

Вольт

В или E

В или E

Вт

Частота

Герц

Гц

Сопротивление

Ом

R или Ом

2

2 Напряжение

2

Источник напряжения — это в основном устройство, которое используется в электрических цепях с фиксированной разностью потенциалов на обоих концах. Источником напряжения может быть батарея или любой другой источник с фиксированной разностью потенциалов и постоянным током. На принципиальных схемах источник напряжения изображен, как показано на рисунке ниже.

В случае, если концы источника напряжения подключены к цепи, имеющей несколько резисторов, вольтметров и т. Д., Тогда формируется полная цепь, и теперь ток может течь от одного конца к другому. А если ток течет, то на обоих выводах источника напряжения он одинаковый.

Источник напряжения — это часть полной цепи, которая может создавать электродвижущую силу. Электродвижущая сила обозначается символом ε. Единица электродвижущей силы такая же, как и напряжение, то есть вольт. Здесь вольт равен джоуля на кулон (Дж / Кл). В случае идеального источника электродвижущая сила равна разности напряжений,

ε = V = IR

Реальные источники, такие как батареи, не считаются идеальными источниками, поскольку они имеют некоторый источник внутреннего сопротивления. Если r обозначает внутреннее сопротивление батареи, то разница напряжений на батарее составляет

В = ε — Ir

Это также можно назвать напряжением на клеммах батареи. Когда полная цепь сделана с использованием резистора с сопротивлением R, тогда протекающий через него ток можно найти с помощью уравнения:

В = IR

IR = ε -Ir

IR + Ir = ε

I (R + r) = ε

I = (R + r) / ε

Таким образом, ток равен электродвижущей силе источника, деленной на полное сопротивление, присутствующее в цепи.

Вольт (В) Преобразование единиц напряжения

Вольт — это единица измерения напряжения. Используйте один из приведенных ниже калькуляторов преобразования, чтобы преобразовать в другую единицу измерения, или прочтите, чтобы узнать больше о вольтах.

Калькулятор преобразования вольт

Выберите единицу напряжения, в которую нужно преобразовать.

Единицы СИ

Единицы измерения сантиметр – грамм – секунда

Связанные калькуляторы

Вольт, определение и использование

Напряжение — это измерение электродвижущей силы и разности электрических потенциалов между двумя точками проводника. [1] Один вольт равен разности потенциалов, которая могла бы переместить один ампер тока против одного ома сопротивления.

Вольт — производная единица измерения напряжения в системе СИ в метрической системе. Вольт можно обозначить как V ; например, 1 вольт можно записать как 1 В.

Закон Ома гласит, что ток между двумя точками на проводнике пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.
Используя закон Ома, можно выразить разность потенциалов в вольтах как выражение, используя ток и сопротивление.

V V = I A × R Ом

Разность потенциалов в вольтах равна величине тока в амперах, умноженной на сопротивление в омах.

Предпосылки и происхождение

Вольт назван в честь итальянского физика Алессандро Вольта в честь его пионеров в области электричества.
Вольт был предложен и назван для использования в качестве единицы электродвижущей силы в конце 19 века.

Вольт Таблица преобразования значений

Стандартные значения напряжения и эквивалентные измерения напряжения в британской и метрической системе
вольт нановольт микровольт милливольт киловольт мегавольт гигавольты статвольт абвольты
1 В 1000000000 нВ 1 000 000 мкВ 1000 мВ 0. 001 кВ 0,000001 МВ 0,000000001 GV 0,003336 stV 100000000 abV
2 В 2 000 000 000 нВ 2 000 000 мкВ 2000 мВ 0.002 кВ 0,000002 МВ 0,000000002 GV 0,006671 stV 200000000 abV
3 В 3 000 000 000 нВ 3 000 000 мкВ 3000 мВ 0. 003 кВ 0,000003 МВ 0,000000003 GV 0,010007 стВ 300000000 abV
4 В 4 000 000 000 нВ 4 000 000 мкВ 4000 мВ 0.004 кВ 0,000004 МВ 0,000000004 GV 0,013343 стВ 400000000 abV
5 В 5 000 000 000 нВ 5 000 000 мкВ 5000 мВ 0. 005 кВ 0,000005 МВ 0,000000005 GV 0,016678 стВ 500000000 abV
6 В 6 000 000 000 нВ 6 000 000 мкВ 6000 мВ 0.006 кВ 0,000006 МВ 0,000000006 GV 0,020014 стВ 600000000 abV
7 В 7 000 000 000 нВ 7 000 000 мкВ 7000 мВ 0. 007 кВ 0,000007 МВ 0,000000007 GV 0,023349 стВ 700000000 abV
8 В 8 000 000 000 нВ 8 000 000 мкВ 8000 мВ 0.008 кВ 0,000008 МВ 0,000000008 GV 0,026685 стВ 800000000 abV
9 В 9 000 000 000 нВ 9 000 000 мкВ 9000 мВ 0. 009 кВ 0,000009 МВ 0,000000009 GV 0,030021 стВ

0000 abV

10 В 10 000 000 000 нВ 10 000 000 мкВ 10000 мВ 0.01 кВ 0,00001 МВ 0,00000001 GV 0,033356 стВ 1,000,000,000 ABV
11 В 11 000 000 000 нВ 11 000 000 мкВ 11000 мВ 0. 011 кВ 0,000011 МВ 0,000000011 GV 0,036692 стВ 1,100,000,000 abV
12 В 12 000 000 000 нВ 12 000 000 мкВ 12000 мВ 0.012 кВ 0,000012 МВ 0,000000012 GV 0,040028 стВ 1,200,000,000 abV
13 В 13 000 000 000 нВ 13 000 000 мкВ 13000 мВ 0. 013 кВ 0,000013 МВ 0,000000013 GV 0,043363 стВ 1,300,000,000 abV
14 В 14 000 000 000 нВ 14 000 000 мкВ 14000 мВ 0.014 кВ 0,000014 МВ 0,000000014 GV 0,046699 стВ 1,400,000,000 abV
15 В 15 000 000 000 нВ 15 000 000 мкВ 15000 мВ 0. 015 кВ 0,000015 МВ 0,000000015 GV 0,050035 стВ 1,500,000,000 abV
16 В 16 000 000 000 нВ 16 000 000 мкВ 16000 мВ 0.016 кВ 0,000016 МВ 0,000000016 GV 0,05337 стВ 1,600,000,000 abV
17 В 17 000 000 000 нВ 17 000 000 мкВ 17000 мВ 0. 017 кВ 0,000017 МВ 0,000000017 GV 0,056706 стВ 1,700,000,000 abV
18 В 18 000 000 000 нВ 18 000 000 мкВ 18000 мВ 0.018 кВ 0,000018 МВ 0,000000018 GV 0,060042 стВ 1,800,000,000 abV
19 В 19 000 000 000 нВ 19 000 000 мкВ 19000 мВ 0. 019 кВ 0,000019 МВ 0,000000019 GV 0,063377 стВ 1 900 000 000 abV
20 В 20 000 000 000 нВ 20 000 000 мкВ 20000 мВ 0.02 кВ 0,00002 МВ 0,00000002 GV 0,066713 стВ 2,000,000,000 abV

Возможно, вам пригодятся и другие наши электрические калькуляторы.

Ссылки

  1. Международное бюро мер и весов, Международная система единиц, 9-е издание, 2019 г. , https: // www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9.pdf

основных единиц простых электрических схем, Рон Куртус

SfC Home> Физика> Электричество>

Рон Куртус (от 23 октября 2019 г.)

Основные блоки простой электрической цепи — это ампер, вольт и ом.

Простая схема обычно состоит из источника напряжения, металлических проводов, которые проводят электрический ток, и одного или нескольких резисторов, препятствующих прохождению тока.Ток может быть постоянным (DC) или переменным (AC), и не должно быть дополнительных устройств, влияющих на ток.

Единица измерения электрического тока — ампер — является основной единицей международного стандарта (СИ). Единицы измерения напряжения и сопротивления являются производными от ампера и других стандартных единиц. К сожалению, международный комитет ученых сделал определения более сложными, чем они должны быть.

Вопросы, которые могут у вас возникнуть:

  • Какое определение для ампера?
  • Что за вольт?
  • Что такое единица измерения сопротивления?

Этот урок ответит на эти вопросы.Полезный инструмент: Конвертация единиц



Ампер

Ампер ( A ) — основная единица измерения электрического тока в системе СИ. Его можно определить как количество электрического заряда или количество электронов, которые проходят точку в цепи за одну секунду. Один ампер равен 6,241 * 10 18 электронов, проходящих точку в секунду или один кулон в секунду. (Кулон ( C ) — единица измерения электрического заряда в системе СИ.)

Официальное определение ампера в системе СИ несколько странно:

«Ампер — это тот постоянный ток, который, если он поддерживается в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с незначительным круглым поперечным сечением и помещен на расстоянии 1 метра в вакууме, создает между этими проводниками силу, равную 2 * 10 — 7 ньютона на метр длины. «

Примечание : Я считаю, что требование наличия проводника бесконечной длины и «незначительного» поперечного сечения непрактично и не входит в стандартное определение. Кроме того, существуют неустановленные последствия отношения силы между двумя проводами и током, которые следует выразить.

Поскольку A является базовой единицей СИ, она не выражается в других единицах.

Вольт

Вольт ( В, ) — производная единица измерения электрического потенциала или электродвижущей силы в системе СИ, которая заставляет электроны двигаться.Поскольку источник электричества создает энергию, вольт можно определить как разность потенциалов между двумя точками в электрической цепи, которая будет передавать один джоуль ( Дж ) энергии на один кулон ( C ) заряда, который проходит через него.

V = J / C

Напряжение также может быть указано как электрический потенциал вдоль провода, когда электрический ток в один ампер рассеивает один ватт ( Вт, ) мощности ( Вт = Дж / с).

V = W / A

В вольт можно указать в основных единицах СИ как 1 В = 1 кг · м 2 с −3 A −1 (один килограмм-метр в квадрате в секунду в кубе на ампер).

Принимая во внимание официальное определение ампера в системе СИ, вольт также равен разности потенциалов между двумя параллельными бесконечными плоскостями, расположенными на расстоянии 1 метра друг от друга, которые создают электрическое поле в 1 ньютон на кулон.

Ом

Ом ( Ом ) — это единица измерения электрического сопротивления в цепи.Он определяется как сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов в 1 вольт ( В, ), приложенная к этим точкам, создает в проводнике ток в 1,0 ампер ( А, ) при условии, что проводник не источник какой-либо электродвижущей силы, например, в батарее.

Ом = В / А

Обратите внимание на , что это также уравнение закона Ома.

Указание сопротивления в основных единицах СИ:

Ом = кг м 2 с −3 A −2

Электрическое сопротивление также зависит от поперечного сечения провода, а также от его температуры.

Сводка

Ампер ( A ) — это основная единица СИ, состоящая из количества электрического заряда или количества электронов, которые проходят точку в электрической цепи за одну секунду. Вольт ( В, ) — это электрический потенциал, заставляющий электроны перемещаться по проводу. Это джоуль энергии на кулон заряда. Ом ( Ом, ) — это единица электрического сопротивления, равная 1 вольту, деленному на 1 ампер.


Excel в том, чем вы занимаетесь


Ресурсы и ссылки

Полномочия Рона Куртуса

Сайтов

Единица электрического тока (ампер) — Национальный институт стандартов и технологий (NIST)

ампер — Википедия

Кулоновская сила — Wolfram Science World

Кулон — Википедия

Напряжение — HyperPhysics

Разность электрических потенциалов — Кабинет физики

Вольт — Википедия

Ом — Википедия

Электроэнергетические ресурсы постоянного и переменного тока

Физические ресурсы

Книги

Научитесь электричеству и электронике Стэна Гибилиско; Макгроу-Хилл; (2001) 34 доллара. 95 — Руководство для профессионалов, любителей и техников, желающих изучить цепи переменного и постоянного тока


Вопросы и комментарии

У вас есть вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если это так, отправьте свой отзыв по электронной почте. Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.


Поделиться страницей

Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:


Студенты и исследователи

Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
electric_basic_units.htm

Пожалуйста, включите это как ссылку на свой веб-сайт или как ссылку в своем отчете, документе или тезисе.

Авторские права © Ограничения


Где ты сейчас?

Школа чемпионов

По физике

Основные элементы электрических цепей

Вольт | Единицы измерения Wiki

На этой странице используется контент из английской Википедии . Оригинальная статья была в Volt. Список авторов можно увидеть в истории страниц . Как и в случае с Вики-сайтом «Единицы измерения», текст Википедии доступен по лицензии Creative Commons, см. Wikia: Licensing.

Джозефсоновский матричный чип, разработанный NIST в качестве стандартного напряжения

Вольт (обозначение: V ) — производная единица СИ для электрического потенциала, разности электрических потенциалов и электродвижущей силы. [1] Вольт назван в честь итальянского физика Алессандро Вольта (1745–1827), который изобрел гальваническую батарею, возможно, первую химическую батарею.

Один вольт определяется как разность электрического потенциала в проводе, когда электрический ток в один ампер рассеивает один ватт мощности. [2] Он также равен разности потенциалов между двумя параллельными бесконечными плоскостями, расположенными на расстоянии 1 метра друг от друга, которые создают электрическое поле силой 1 ньютон на кулон. Кроме того, это разность потенциалов между двумя точками, которая будет передавать один джоуль энергии на кулон заряда, который проходит через нее. Его можно выразить в единицах СИ следующим образом:

Это также может быть записано с использованием только основных единиц СИ m, кг, с и A как:

Определение соединения Джозефсона [править | править источник]

В период с 1990 по 1997 год вольт был откалиброван с использованием эффекта Джозефсона для точного преобразования напряжения в частоту в сочетании с эталонным временем цезием-133, как было решено 18-й Генеральной конференцией по мерам и весам.Для постоянной Джозефсона используется следующее значение:

K {J-90} = 2 e / h = 0,4835979 ГГц / мкВ.

Обычно используется с решеткой из нескольких тысяч или десятков тысяч переходов, возбуждаемых микроволновыми сигналами от 10 до 80 ГГц (в зависимости от конструкции решетки). [3] Эмпирически несколько экспериментов показали, что метод не зависит от конструкции устройства, материала, измерительной установки и т. Д., и при практической реализации никаких поправочных членов не требуется. [4] Однако по состоянию на июль 2007 года это не официальное определение BIPM для Volt. [5]

В аналоге потока воды , который иногда используется для объяснения электрических цепей, сравнивая их с заполненными водой трубами, разность напряжений сравнивается с разницей давления воды — разница определяет, как быстро электроны будут перемещаться по цепи. Ток (в амперах), по той же аналогии, является мерой объема воды, которая протекает через данную точку в единицу времени (объемный расход).Скорость потока определяется шириной трубы (аналогично электропроводности) и разницей давления между передним концом трубы и выходом (аналогично напряжению). Аналогия распространяется на рассеяние мощности: мощность, отдаваемая потоком воды, равна скорости потока, умноженной на давление, точно так же, как мощность, рассеиваемая в резисторе, равна току, умноженному на падение напряжения на резисторе.

Соотношение между напряжением и током (в омических устройствах) определяется законом Ома.

Мультиметр

может использоваться для измерения напряжения между двумя положениями.]]

Батареи C-cell 1,5 В

Номинальные напряжения известных источников:

  • Потенциал покоя нервных клеток: около -75 мВ [6]
  • Одноэлементный аккумулятор NiMH или NiCd: 1,2 В
  • Ртутный аккумулятор: 1,355 В
  • Одноэлементная неперезаряжаемая щелочная батарея (например, элементы AAA, AA, C и D): 1.5 В
  • LiFePO 4 аккумулятор: 3,3 В
  • Литий-полимерный аккумулятор: 3,75 В (см. Аккумулятор № Таблица технологий аккумуляторов)
  • Источник питания транзисторно-транзисторной логики / CMOS (TTL): 5 В
  • Батарея PP3: 9 В
  • Автомобильная электрическая система: номинальное напряжение 12 В, около 11,8 В в разряженном состоянии, 12,8 В в заряженном состоянии и 13,8–14,4 В во время зарядки (работающего автомобиля).
  • Электроэнергия в домашних условиях: 230 В RMS в Европе, Азии и Африке, 120 В RMS в Северной Америке, 100 В RMS в Японии (см. Список стран, в которых есть вилки сетевого питания, напряжение и частота)
  • Грузовые автомобили: 24 В постоянного тока
  • Скоростной третий рельс: 600–750 В (см. Перечень действующих систем для тяги электрельсов)
  • Воздушные линии электропередачи для высокоскоростных поездов: 25 кВ действующее значение при 50 Гц, но см. Перечень действующих систем для тяги электрических рельсов и 25 кВ при 60 Гц для исключений.
  • Высоковольтные линии электропередачи: среднеквадратичное значение 110 кВ и выше (1,15 МВ — рекордное значение на 2005 г.)
  • Lightning: сильно различается, часто около 100 МВ.

Примечание. Там, где выше указано RMS (среднеквадратичное значение), пиковое напряжение в разы больше, чем RMS напряжение для синусоидального сигнала с центром вокруг нулевого напряжения.

Файл: Alessandro Volta. jpeg

Алессандро Вольта

В 1800 году в результате профессиональных разногласий по поводу гальванической реакции, которую пропагандировал Луиджи Гальвани, Алессандро Вольта разработал так называемую гальваническую батарею, предшественницу батареи, которая произвела устойчивый электрический ток.Вольта определил, что наиболее эффективная пара разнородных металлов для производства электричества — это цинк и серебро. В 1880-х годах Международный электротехнический конгресс, ныне Международная электротехническая комиссия (МЭК), одобрил вольт в качестве единицы электродвижущей силы. В то время вольт определялся как разность потенциалов [то есть то, что в настоящее время называется «напряжением (разностью)»] на проводнике, когда ток в один ампер рассеивает один ватт мощности.

Международный вольт был определен в 1893 году как 1/1.434 ЭДС ячейки Кларка. От этого определения отказались в 1908 году в пользу определения, основанного на международном оме и международном амперах, пока в 1948 году не отказались от всего набора «воспроизводимых единиц».

До разработки стандарта напряжения на переходе Джозефсона в национальных лабораториях поддерживалось напряжение, используя специально сконструированные батареи, называемые стандартными элементами . Соединенные Штаты использовали конструкцию, названную ячейкой Вестона, с 1905 по 1972 год.

  1. ↑ «SI Brochure, Table 3 (Section 2.2.2) «. BIPM. 2006. http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/table3.html. Дата обращения 29 июля 2007.
  2. ↑ Брошюра BIPM SI: Приложение 1, стр. 144
  3. ↑ Берроуз, Чарльз Дж .; Бенц, Сэмюэл П. (1999-06-01), «Программируемый стандарт напряжения Джозефсона на 1 В постоянного тока», Транзакции IEEE по прикладной сверхпроводимости 9 (3): 4145–4149, ISSN 1051-8223, http: // www.nist.gov/cgi-bin/view_pub.cgi?pub_id=15238
  4. ↑ Келлер, Марк В. (18 января 2008 г.), «Текущее состояние треугольника квантовой метрологии», Metrologia 45 (1): 102–109, википедия: Bibcode 2008Metro. .45..102K, DOI: 10.1088 / 0026-1394 / 45/1/014, ISSN 0026-1394, http://qdev.boulder.nist.gov/817.03/pubs/downloads/set/Metrologia%2045,% 20102.pdf, «Теоретически нет текущих прогнозов для каких-либо поправочных членов. Эмпирически несколько экспериментов показали, что K J и R K не зависят от конструкции устройства, материала, измерительной установки и т. Д. Эта демонстрация универсальности согласуется с точностью соотношений, но не доказывает ее прямо.»
  5. ↑ http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/
  6. ↑ Баллок, Орканд и Гриннелл, стр. 150–151; Юнге, стр. 89–90; Шмидт-Нильсен, стр. 484

Определение напряжения в физике

Напряжение — это электрическая потенциальная энергия на единицу заряда. Если в каком-либо месте была размещена единица электрического заряда, напряжение указывает на ее потенциальную энергию в этой точке. Другими словами, это измерение энергии, содержащейся в электрическом поле или электрической цепи в данной точке. Это равно работе, которая должна быть совершена на единицу заряда против электрического поля, чтобы переместить заряд из одной точки в другую.

Напряжение — это скалярная величина; у него нет направления. Закон Ома гласит, что напряжение равно току, умноженному на сопротивление.

Единицы напряжения

Единицей измерения напряжения в системе СИ является вольт, так что 1 вольт = 1 джоуль / кулон. Он представлен буквой V. Вольт назван в честь итальянского физика Алессандро Вольта, который изобрел химическую батарею.

Это означает, что один кулон заряда получит один джоуль потенциальной энергии при перемещении между двумя местами, где разность электрических потенциалов составляет один вольт. При напряжении 12 между двумя точками один кулон заряда получит 12 джоулей потенциальной энергии.

Шестивольтная батарея имеет потенциал за один кулон заряда, чтобы получить шесть джоулей потенциальной энергии между двумя местоположениями. У девятивольтовой батареи есть потенциал за один кулон заряда, чтобы получить девять джоулей потенциальной энергии.

Как работает напряжение

Более конкретный пример напряжения из реальной жизни — это резервуар для воды со шлангом, идущим снизу. Вода в баке представляет собой накопленный заряд. Чтобы наполнить бак водой, нужно потрудиться. Это создает запас воды, как в аккумуляторе. Чем больше воды в баке, тем выше давление, и вода может выходить через шланг с большей энергией. Если бы в баке было меньше воды, она выходила бы с меньшим количеством энергии.

Этот потенциал давления эквивалентен напряжению.Чем больше воды в баке, тем больше давление. Чем больше заряда в аккумуляторе, тем больше напряжение.

Когда вы открываете шланг, течет вода. Давление в резервуаре определяет, насколько быстро он вытекает из шланга. Электрический ток измеряется в амперах или амперах. Чем больше у вас вольт, тем больше ампер для тока, чем больше давление воды, тем быстрее вода будет вытекать из бака.

Однако на ток также влияет сопротивление.В случае шланга это его ширина. Широкий шланг пропускает больше воды за меньшее время, а узкий шланг препятствует потоку воды. С электрическим током также может быть сопротивление, измеряемое в омах.

Закон Ома гласит, что напряжение равно току, умноженному на сопротивление. V = I * R. Если у вас 12-вольтовая батарея, но ваше сопротивление составляет два Ом, ваш ток будет шесть ампер. Если бы сопротивление было 1 Ом, ток был бы 12 ампер.

Напряжение

— вычислитель.org

Что такое напряжение?

Напряжение также известно как разность электрических потенциалов. Он обозначается символом «V», а единицей СИ для напряжения является вольт. Разность напряжений — это сила, известная как электродвижущая сила (или ЭДС), которая перемещает обычный ток из точки с высоким потенциалом в точку с низким потенциалом. Эта концепция разности напряжений аналогична концепции разницы давлений, которая управляет потоком воды (который был бы аналогичен электрическому току).Обычно, когда мы говорим о напряжении, мы имеем в виду разницу напряжений; падение напряжения на каком-то устройстве. Таким образом, напряжение или падение напряжения на устройстве означает одно и то же и принимается как разность между двумя потенциалами. Напряжение можно рассчитать по формулам: —

В = I.R

P = I.V

Где V = разность напряжений (вольт), I = электрический ток (амперы), R = сопротивление (Ом), P = мощность (Вт)

Приведенные выше формулы относятся к цепям постоянного тока (DC).Для переменного тока формулы более сложные:

В = P / I.cos (x)

В = I.R / cos (x)

Падение напряжения может быть на резисторе, конденсаторе или катушке индуктивности, поэтому все три имеют разные формулы,

Резистор: —

Vr = IRr

Конденсатор: —

Vc = IXc

Индуктор: —

VL = IXL

Где V = разность напряжений, I = ток, R = сопротивление, X = реактивное сопротивление, Xc указывает реактивное сопротивление конденсатора, а XL означает реактивное сопротивление катушки индуктивности.

Как измеряется напряжение

Вольтметр используется для измерения разности напряжений и обычно работает, пропуская крошечный ток через измеритель с подвижной катушкой (или цифровой эквивалент) последовательно с резистором. Вольтметр фактически измеряет ток, проходящий через этот резистор, поскольку ток прямо пропорционален разности напряжений на резисторе. Номинал резистора выбирается в зависимости от диапазона измеряемых напряжений. Чувствительность измерителя должна быть достаточной, чтобы ток, потребляемый измерителем, был достаточно мал, чтобы он не влиял на измеряемое напряжение.Напряжение также можно измерить с помощью потенциометра или осциллографа. Электронно-лучевой осциллограф использует разность напряжений (обычно после усиления) для отклонения электронного луча, которую можно измерить с помощью сетки на экране осциллографа, а также визуально интерпретировать как изменение формы волны напряжения во времени.

Напряжение до 50 В при определенных обстоятельствах может привести к смертельному шоку, хотя опасность представляет величина возникающего тока, проходящего через тело.Всякий раз, когда есть высокое напряжение, безопасность становится проблемой. В электронно-лучевых трубках, генерации рентгеновских лучей и пучков частиц, высокомощном усилителе в вакууме или любых научных или промышленных приложениях используются высокие напряжения. Напряжение, превышающее 50 В при приложении к коже человека, может вызвать фибрилляцию сердца, если через ткани тела проходит достаточный ток, например, если кожа влажная или есть какие-либо раны на теле.

Добавьте эту страницу в закладки в своем браузере, используя Ctrl и d или используя одну из следующих служб: (открывается в новом окне)

Как соотносятся напряжение, ток и сопротивление: Закон Ома

Том I — Округ Колумбия »ЗАКОН ОМА»

Электрическая цепь образуется, когда создается токопроводящий путь для
позволить свободным электронам непрерывно двигаться.Это непрерывное движение
Свободные электроны, проходящие через проводники цепи, называют током , и его часто называют «потоком», как поток жидкости через полую трубу.

Сила, побуждающая электроны «течь» в цепи, называется напряжением .
Напряжение — это особая мера потенциальной энергии, которая всегда
относительный между двумя точками. Когда мы говорим об определенном количестве
присутствует напряжение в цепи, мы имеем в виду измерение
о том, сколько потенциальной энергии существует для перемещения электронов из одной конкретной точки в этой цепи в другую конкретную точку. Без ссылки на две конкретные точки термин «напряжение» не имеет значения.

Свободные электроны имеют тенденцию перемещаться по проводникам с некоторой степенью
трение или противодействие движению. Это противодействие движению больше
правильно называется сопротивление . Количество текущих
в цепи зависит от количества доступного напряжения, чтобы мотивировать
электронов, а также количество сопротивления в цепи, чтобы противостоять
электронный поток.Как и напряжение, сопротивление — величина относительная.
между двумя точками. По этой причине величины напряжения и
сопротивление часто указывается как «между» или «поперек» двух точек
в цепи.

Чтобы иметь возможность сделать значимые заявления об этих количествах в
цепей, мы должны иметь возможность описывать их количество в одном и том же
способ, которым мы могли бы количественно определить массу, температуру, объем, длину или любой другой
другой вид физической величины. Для массы мы можем использовать единицы
«фунт» или «грамм». «Для температуры мы можем использовать градусы Фаренгейта или
градусов Цельсия. Вот стандартные единицы измерения для
электрический ток, напряжение и сопротивление:

«Символ», указанный для каждого количества, является стандартным алфавитным
буква, используемая для обозначения этой величины в алгебраическом уравнении.
Подобные стандартизованные буквы распространены в дисциплинах
физика и техника и признаны во всем мире. Единица
сокращение «для каждого количества представляет собой используемый алфавитный символ.
как сокращенное обозначение его конкретной единицы измерения.И,
да, этот странный на вид символ «подкова» — заглавная греческая
буква Ω, просто символ в иностранном алфавите (приношу извинения всем греческим читателям).

Каждая единица измерения названа в честь известного экспериментатора в области электричества: усилитель в честь француза Андре М. Ампера, вольт в честь итальянца Алессандро Вольта и Ом в честь немца Георга Симона Ома.

Математический символ для каждой величины также имеет значение.В
«R» для сопротивления и «V» для напряжения говорят сами за себя,
тогда как «I» для тока
кажется немного странным. Считается, что «я» должно было представлять
«Интенсивность» (потока электронов) и другой символ напряжения, «E».
означает «Электродвижущая сила». Из каких исследований я смог
да, кажется, есть некоторые споры о значении «я». Символы
«E» и «V» по большей части взаимозаменяемы, хотя некоторые тексты
зарезервируйте «E» для обозначения напряжения на источнике (таком как аккумулятор или
генератор) и «V», чтобы представить напряжение на любом другом месте.

Все эти символы выражены заглавными буквами, за исключением случаев, когда величина (особенно напряжение или ток)
описывается в терминах короткого периода времени (называемого
«мгновенное» значение). Например, напряжение батареи, которое
стабильный в течение длительного периода времени, будет обозначаться заглавной буквой
буква «Е», а пик напряжения удара молнии в самом
момент, когда он попадает в линию электропередачи, скорее всего, будет обозначен
строчная буква «е» (или строчная буква «v»), чтобы обозначить это значение как
находясь в один момент времени. Это же соглашение о нижнем регистре выполняется
верно и для тока, строчная буква «i» обозначает ток в некоторый момент времени. Однако большинство измерений постоянного тока (DC), которые стабильны во времени, будут обозначаться заглавными буквами.

Одна основополагающая единица электрического измерения, которой часто учат в
начало курсов электроники, но впоследствии редко используемые,
блок кулон ,
который представляет собой меру электрического заряда, пропорциональную количеству
электроны в несбалансированном состоянии.Один кулон заряда равен
6 250 000 000 000 000 000 электронов. Символ электрического заряда
количество — заглавная буква «Q» с единицей измерения кулоны.
сокращенно заглавной буквой «C». Так получилось, что агрегат для
электронный поток, amp, равен 1 кулону электронов, проходящих через
данный момент в цепи за 1 секунду времени. В этих терминах ток — это скорость движения электрического заряда по проводнику.

Как указывалось ранее, напряжение является мерой потенциальной энергии на единицу заряда , доступной для перемещения электронов из одной точки в другую. Прежде чем мы сможем точно определить, что такое «вольт»
то есть, мы должны понять, как измерить эту величину, которую мы называем «потенциал
энергия ». Общая единица измерения энергии любого вида — джоуль, ,
равно количеству работы, выполненной приложенной силой в 1 ньютон
через движение 1 метр (в том же направлении). В британских частях
это чуть меньше 3/4 фунта силы, приложенной на расстоянии
1 фут. Проще говоря, требуется около 1 джоуля энергии для
поднять гирю 3/4 фунта на 1 фут от земли или перетащить что-нибудь
расстояние в 1 фут с использованием параллельной тянущей силы 3/4 фунта.Определенный
в этих научных терминах 1 вольт равен 1 джоуля электрической потенциальной энергии на (деленный на) 1 кулон заряда. Таким образом, батарея на 9 вольт выделяет 9 джоулей энергии на каждый кулон электронов, проходящих через цепь.

Эти единицы и символы электрических величин станут очень
важно знать, когда мы начинаем исследовать отношения между ними
в схемах. Первые и, пожалуй, самые важные отношения
Между током, напряжением и сопротивлением называется закон Ома, открытый Георгом Саймоном Омом и опубликованный в его статье 1827 года Математические исследования гальванической цепи .Главное открытие Ома заключалось в том, что величина электрического тока
через металлический проводник в цепи прямо пропорционально
напряжение, приложенное к нему, для любой заданной температуры. Ом выражен
его открытие в виде простого уравнения, описывающего, как напряжение,
ток и сопротивление взаимосвязаны:

В этом алгебраическом выражении напряжение (E) равно току
(I) умноженное на сопротивление (R). Используя методы алгебры, мы можем
преобразовать это уравнение в два варианта, решая для I и R,
соответственно:

Давайте посмотрим, как эти уравнения могут работать, чтобы помочь нам анализировать простые схемы:

В приведенной выше схеме есть только один источник напряжения (батарея слева) и только один источник сопротивления току.
(лампа справа).Это позволяет очень легко применять закон Ома.
Если мы знаем значения любых двух из трех величин (напряжения, тока и сопротивления) в этой цепи, мы можем использовать закон Ома для определения третьей.

В этом первом примере мы вычислим величину тока (I) в цепи, учитывая значения напряжения (E) и сопротивления (R):

Какая величина тока (I) в этой цепи?

В этом втором примере мы вычислим величину сопротивления (R) в цепи, учитывая значения напряжения (E) и тока (I):

Какое сопротивление (R) предлагает лампа?

В последнем примере мы вычислим величину напряжения, подаваемого батареей, с учетом значений тока (I) и сопротивления (R):

Какое напряжение обеспечивает аккумулятор?

Закон Ома — очень простой и полезный инструмент для анализа электрических
схемы.Он так часто используется при изучении электричества и
электроники, которую нужно сохранить в памяти серьезными
ученик. Для тех, кто еще не знаком с алгеброй, есть
трюк с запоминанием того, как решить для любого одного количества, учитывая другое
два. Сначала расположите буквы E, I и R в виде треугольника следующим образом:

Если вы знаете E и I и хотите определить R, просто удалите R с картинки и посмотрите, что осталось:

Если вы знаете E и R и хотите определить I, удалите I и посмотрите, что осталось:

Наконец, если вы знаете I и R и хотите определить E, удалите E и посмотрите, что осталось:

В конце концов, вам придется познакомиться с алгеброй, чтобы серьезно
изучать электричество и электронику, но этот совет может сделать ваш первый
расчеты запомнить немного легче.Если тебе комфортно с
алгебры, все, что вам нужно сделать, это зафиксировать E = IR в памяти и получить
другие две формулы из того, когда они вам нужны!