Jak se měří napětí? Měřící jednotka elektrického napětí

Je možné si představit život bez elektřiny? Moderní muž se těsně obklopil domácími spotřebiči, které pomáhají v životě. Nemůžeme si představit sebe a svůj život bez inteligentních domácích pomocníků.

V technologii častěji přechází na používání elektřiny. Dokonce i doprava je postupně přenášena na elektromotory, což umožňuje snížit významné škody na přírodě.

Dnes se pokusíme odpovědět na následující otázky:

• Co je to elektrický proud?
• Co je elektrické napětí?
• Jak zjistit napětí?
• Jak se měří napětí?

Co je aktuální?

Na úsvitu studie o elektřině bylo dosaženo tím, že se jedno tělo otřáslo kolem druhého. Větší rezervní poplatek byste mohli získat při bouřce při použití přirozeného výboje - blesk. Je známo, že tato metoda stojí za život studentu MV Lomonosova, Richtera.

Samotný náboj je obtížně použitelný a iracionální. Je nutné získat jeho směrový pohyb - elektrický proud. Aktuální vlastnosti:

• topný vodič;
• chemické působení;
• mechanické působení;
• magnetické působení.

Používají se v každodenním životě a technologii. Nutnou podmínkou pro existenci proudu je přítomnost zdroj proudu, bez elektrických nábojů a uzavřeného vodiče.

Pozadí

V roce 1792 slavný italský fyzik, fyziolog a vynálezce Alessandro Volta zájem o poznatky krajana Luigi Galvani o povaze aktuálních impulzů v orgánech zvířat. Dlouhé pozorování chování nožiček žáků upevněných na kovových hácích mu umožnilo dospět k závěru, že zdroj elektrické energie není živým organismem, nýbrž kontaktem odlišných kovů. Právě tato okolnost usnadňuje tok elektřiny a reakce nervových zakončení je pouze fyziologickým účinkem proudu.

Jedinečný objev vedl k vytvoření prvního světového zdroje stejnosměrný proud, Volta Pole ". Heterogenní kovy (Volta argumentovaly, že je třeba je odstranit ze série chemických prvků) jsou dlážděny papírem impregnovaným kapalným "vodičem druhého druhu".

Toto zařízení se stalo prvním zdrojem konstantního napětí. Jednotka pro měření elektrického napětí trvala jméno Alessandro Volta.

Napájení DC

Hlavním prvkem elektrického obvodu je zdroj proudu. Jejím cílem je vytvořit elektrické pole, jehož působením se uvolňují volně nabité částice (elektrony, ionty) ve směrovém pohybu. Poplatky nahromaděné na jednotlivých prvcích zdroje (nazývají se tyče) mají různé znaky. Samotný náboj se přerozděluje uvnitř zdroje pod působením sil neelektrické povahy (mechanické, chemické, magnetické, tepelné atd.). Elektrické pole vytvořené póly mimo zdroj proudu provádí práci na pohybu náboje v uzavřeném vodiči. Alessandro Volta mluvil o potřebě uzavřeného okruhu k vytvoření konstantního proudu.

Protože ve zdrojích působících síly neelektrické povahy se náboj pohybuje, to znamená, že lze tvrdit, že tyto síly dělají práci. Říkáme jim cizí. Poměr práce vnějších sil na přenos náboje uvnitř zdroje proudu na velikost náboje se nazývá elektromotorická síla.

Matematická notace pro tento vztah je:

• Epsilon- = A_st: q,

kde E je elektromotorická síla (EMF), A_umění. - práce vnějších sil, q - náboj přenášený vnějšími silami ve zdroji.

EMF charakterizuje schopnost zdroje vytvořit proud, ale hlavní charakteristika zdroje je někdy považována za elektrické napětí (potenciální rozdíl).

Stres

Poměr pracovních polí na pohybu náboje ve vodiči k hodnotě náboje byl nazýván elektrickým napětím.

Chcete-li jej určit, je třeba rozdělit práci v terénu o hodnotu nabíjení. Nechť A je práce vykonaná elektrickým polem zdroje proudu v nábojovém posunutí q. U - elektrické napětí. Matematická notace odpovídajícího vzorce:

• U = A: q.

Stejně jako jakákoli fyzická veličina, napětí má jednotku měření. Jak se měří napětí? Podle jména autora prvního světového zdroje stejnosměrného proudu Alessandro Volta byla této hodnotě dána vlastní jednotka měření. V mezinárodním systému je napětí měřeno ve voltech (V).

Napětí 1 V je považováno za napětí elektrického pole, které provádí práci v 1 J pro přenos náboje v 1 Cl.

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

V základních jednotkách systému SI jednotka pro měření elektrického napětí:

• kg • m / (A • s³).

Požadovaná hodnota

Proč nestačí, když popisujeme proud, představit koncept proudové síly? Pojďme provést mentální experiment. Vezměme dvě různé lampy: obyčejnou lampu pro domácnost a lampu z baterky. Při připojení k různým zdrojům proudu (městské sítě a baterie) můžete získat absolutně stejnou hodnotu současné síly. Současně svítidlo pro domácnost poskytuje více světla, to znamená, že současná práce v něm je mnohem větší.

Různé zdroje proudu mají různá napětí. Proto je toto množství velmi nezbytné.

Užitečná analogie

Pochopení fyzického významu elektrického napětí přichází, když se podíváte na zajímavou analogii. V komunikujících plavidel Tekutina proudí z trubice do trubice, pokud je v ní rozdíl tlaku. Průtok kapaliny se zastaví, když jsou tlaky rovny.

Pokud je tekutinový proud porovnáván s tokem elektrického náboje, pak rozdíl tlaků ve sloupcích kapaliny hraje stejnou roli jako potenciální rozdíl v proudovém zdroji.

Dokud procesy doprovázející přerozdělení náboje na pólech se vyskytují uvnitř zdroje proudu, je schopen vytvořit proud ve vodiči. Napětí elektrického proudu se měří ve voltech, tlakový rozdíl má měrnou jednotku - pascal.

AC proud

Elektrický proud, který pravidelně mění směr, se nazývá proměnná. Je vytvořen zdrojem střídavého napětí. Nejčastěji jde o generátor. Pokusme se vysvětlit: v čem se měří střídavé napětí?

Samotný princip současné generace je založen na fenoménu elektromagnetické indukce. Otáčení uzavřené smyčky v magnetickém poli vede k vzniku potenciálního rozdílu ve vodiči. Napětí se měří ve voltech a v případě měnícího se proudu.

Můžeme říci, že napětí se nemění? Je zřejmé, že kvůli změně úhlu mezi rovinou obrysu a normálem k ní se vytvářené napětí mění s časem. Jeho hodnota roste z nuly na nějakou maximální hodnotu, pak opět klesá na nulu. Mluvit o určité množství není nutné. Zadejte tzv. Efektivní hodnotu napětí:

• U_d = U: radic-2.

Jakým přístrojem se měří napětí?

Zařízení pro měření elektrického napětí je voltmetr. Princip její činnosti je založen na interakci obvodu s proudem a magnetickým polem permanentního magnetu. Je známo, že proudová smyčka se otáčí v magnetickém poli. V závislosti na velikosti proudu v obvodu se změní úhel rotace.

Pokud je šipka připojena k obrysu, odchází se od nulové hodnoty, když proud proudí v obvodu (častěji cívka). V závislosti na způsobu měření napětí se kalibruje měřítko přístroje. Použití pozdějších a více hodnot je možné.

V případě nízkých hodnot se elektrické napětí měří v milivoltech nebo mikrovoltách. Naopak, ve vysokonapěťových sítích se používá více jednotek.

Každý voltmetr je zapojen paralelně s částí obvodu, kde je měřeno napětí. Hlavní vlastnost obvodu zařízení může být nazývána vysokým ohmickým odporem. Voltmetr, bez ohledu na to, jaké napětí se měří, by neměl ovlivňovat proud v obvodu. Při ní prochází malý proud, který významně neovlivňuje základní hodnotu.

Stresový stůl

Praktická aplikace voltmetru

Abyste voltmetr účinně používali, měli byste se naučit, jak ho používat. Zvědavý experimentátor může být doporučen, aby se ucházel o učení.

Třídy školní fyziky jsou vybaveny laboratorními a demonstračními nástroji pro měření napětí.

Ovládejte libovolný voltmetr opatrně podle jednoduchých pravidel:

1. Voltmetr má maximální limit měření. Toto je nejvyšší hodnota v měřítku. Nepřipojujte jej k okruhu obsahujícímu prvek vyššího napětí.
2. Pokud neexistuje žádný jiný zdroj nebo voltmetr, můžete použít systém dodatečných odporů. V takovém případě je třeba změnit i měřítko voltmetru.
3. Ve stejnosměrném okruhu jsou elektrické spotřebiče připojeny v závislosti na označení nabíjecího signálu na svorkách. Pozitivní svorka zdroje proudu musí být připojena k kladné svorce voltmetru, záporná svorka k zápornému. Pokud se chcete zaměnit, mohou se ruce přístroje ohýbat, což je velmi nežádoucí.
4. Všechna připojení se provádějí výlučně na okruhu bez napětí.

Zdraví škodlivý

Účinek elektrického proudu může být pro člověka nebezpečný. Napětí menší než 24 V je považováno za neškodné.

Účinek proudu pod napětím městské sítě (220 V) je docela patrný. Dotyk exponovaných kontaktů je doprovázen výrazným "proudovým šokem".

Napětí při bouřce prochází tak vysokým proudem lidského těla, které ho ohrožuje smrtícím výsledkem. Neohrožujte svůj život a zdraví.