Електрическо напрежение

Електрическото напрежение се определя като електрическа потенциална разлика между две точки на електрическо поле.

Използвайки аналогията с водопроводната тръба, можем да визуализираме напрежението като разлика във височината, която кара водата да тече надолу.

V = φ₂ - φ₁

V е напрежението между точка 2 и 1 във волтове (V) .

φ ₂ е електрическият потенциал в точка #2 във волтове (V).

φ ₁ е електрическият потенциал в точка #1 във волтове (V).

В електрическа верига електрическото напрежение V във волтове (V) е равно на консумацията на енергия E в джаули (J)

разделено на електрическия заряд Q в кулони (C).

$V=\frac{E}{Q}$

V е напрежението, измерено във волтове (V)

E е енергията, измерена в джаули (J)

Q е електрическият заряд, измерен в кулони (C)

Серийно напрежение

Общото напрежение на няколко източника на напрежение или спадове на напрежението в серия е тяхната сума.

V_T = V₁+ V₂+ V₃+...

V _T - еквивалентният източник на напрежение или спад на напрежението във волтове (V).

V ₁ - източник на напрежение или спад на напрежението във волтове (V).

V ₂ - източник на напрежение или спад на напрежението във волтове (V).

V ₃ - източник на напрежение или спад на напрежението във волтове (V).

Напрежение в паралел

Паралелните източници на напрежение или спадове на напрежение имат еднакво напрежение.

V_T = V₁= V₂= V₃=...

V _T - еквивалентният източник на напрежение или спад на напрежението във волтове (V).

V ₁ - източник на напрежение или спад на напрежението във волтове (V).

V ₂ - източник на напрежение или спад на напрежението във волтове (V).

V ₃ - източник на напрежение или спад на напрежението във волтове (V).

Делител на напрежение

За електрическа верига с резистори (или друг импеданс) в серия, спадът на напрежението V _i на резистора R _i е:

$V_i=V_T\: \frac{R_i}{R_1+R_2+R_3+...}$

Закон за напрежението на Кирхоф (KVL)

Сумата от спадовете на напрежението в токова верига е нула.

∑ V_k = 0

DC верига

Правият ток (DC) се генерира от източник на постоянно напрежение като батерия или източник на постоянно напрежение.

Спадът на напрежението върху резистор може да се изчисли от съпротивлението на резистора и тока на резистора, като се използва законът на Ом:

Изчисляване на напрежението по закона на Ом

V_R = I_R × R

V _R - спад на напрежението на резистора, измерен във волтове (V)

I _R - ток през резистора, измерен в ампери (A)

R - съпротивление на резистора, измерено в ома (Ω)

AC верига

Променливият ток се генерира от източник на синусоидално напрежение.

Закон на Ом

V_Z = I_Z × Z

V _Z - спад на напрежението върху товара, измерен във волтове (V)

I _Z - токов поток през товара, измерен в ампери (A)

Z - импеданс на товара, измерен в ома (Ω)

Моментно напрежение

v(t) = V_max × sin(ωt+θ)

v(t) - напрежение в момент t, измерено във волтове (V).

V _max - максимално напрежение (= амплитуда на синуса), измерено във волтове (V).

ω - ъглова честота, измерена в радиани за секунда (rad/s).

t - време, измерено в секунди (s).

θ - фаза на синусоида в радиани (rad).

RMS (ефективно) напрежение

V_rms = V_eff = V_max/ √2 ≈ 0.707 V_max

V _rms - RMS напрежение, измерено във волтове (V).

V _max - максимално напрежение (= амплитуда на синуса), измерено във волтове (V).

Напрежение от пик до пик

V_p-p = 2V_max

Спад на волтажа

Падът на напрежението е спадът на електрическия потенциал или потенциалната разлика върху товара в електрическа верига.

Измерване на напрежение

Електрическото напрежение се измерва с волтметър. Волтметърът е свързан паралелно към измервания компонент или верига.

Волтметърът има много високо съпротивление, така че почти не влияе на измерваната верига.

Напрежение по държава

Захранването с променлив ток може да варира за всяка държава.

Европейските страни използват 230V, докато страните от Северна Америка използват 120V.

Държава	Волтаж [волта]	Честота [Херц]
Австралия	230V	50Hz
Бразилия	110V	60Hz
Канада	120V	60Hz
Китай	220V	50Hz
Франция	230V	50Hz
Германия	230V	50Hz
Индия	230V	50Hz
Ирландия	230V	50Hz
Израел	230V	50Hz
Италия	230V	50Hz
Япония	100V	50/60Hz
Нова Зеландия	230V	50Hz
Филипините	220V	60Hz
Русия	220V	50Hz
Южна Африка	220V	50Hz
Тайланд	220V	50Hz
Великобритания	230V	50Hz
САЩ	120V	60Hz

Електрически ток ►