Elektrické napětí

Elektrické napětí je definováno jako rozdíl elektrického potenciálu mezi dvěma body elektrického pole.

Pomocí analogie vodního potrubí můžeme vizualizovat napětí jako výškový rozdíl, který způsobuje, že voda stéká dolů.

V = φ₂ - φ₁

V je napětí mezi bodem 2 a 1 ve voltech (V) .

φ ₂ je elektrický potenciál v bodě #2 ve voltech (V).

φ ₁ je elektrický potenciál v bodě #1 ve voltech (V).

V elektrickém obvodu se elektrické napětí V ve voltech (V) rovná spotřebě energie E v joulech (J)

děleno elektrickým nábojem Q v coulombech (C).

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

V je napětí měřené ve voltech (V)

E je energie měřená v joulech (J)

Q je elektrický náboj měřený v coulombech (C)

Napětí v sérii

Celkové napětí několika zdrojů napětí nebo poklesy napětí v sérii jsou jejich součtem.

V_T = V₁+ V₂+ V₃+...

V _T - ekvivalentní zdroj napětí nebo pokles napětí ve voltech (V).

V ₁ - zdroj napětí nebo pokles napětí ve voltech (V).

V ₂ - zdroj napětí nebo pokles napětí ve voltech (V).

V ₃ - zdroj napětí nebo pokles napětí ve voltech (V).

Napětí paralelně

Zdroje napětí nebo paralelní poklesy napětí mají stejné napětí.

V_T = V₁= V₂= V₃=...

V _T - ekvivalentní zdroj napětí nebo pokles napětí ve voltech (V).

V ₁ - zdroj napětí nebo pokles napětí ve voltech (V).

V ₂ - zdroj napětí nebo pokles napětí ve voltech (V).

V ₃ - zdroj napětí nebo pokles napětí ve voltech (V).

Dělič napětí

Pro elektrický obvod s odpory (nebo jinou impedancí) v sérii je úbytek napětí V _i na rezistoru R _i :

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

Kirchhoffův napěťový zákon (KVL)

Součet úbytků napětí v proudové smyčce je nulový.

∑ V_k = 0

DC obvod

Stejnosměrný proud (DC) je generován zdrojem konstantního napětí, jako je baterie nebo zdroj stejnosměrného napětí.

Pokles napětí na rezistoru lze vypočítat z odporu rezistoru a proudu rezistoru pomocí Ohmova zákona:

Výpočet napětí s Ohmovým zákonem

V_R = I_R × R

_VR - úbytek napětí na rezistoru měřený ve voltech (V)

I _R - průtok proudu rezistorem měřený v ampérech (A)

R - odpor rezistoru měřený v ohmech (Ω)

AC obvod

Střídavý proud je generován sinusovým zdrojem napětí.

Ohmův zákon

V_Z = I_Z × Z

V _Z - úbytek napětí na zátěži měřený ve voltech (V)

I _Z - průtok proudu zátěží měřený v ampérech (A)

Z - impedance zátěže měřená v ohmech (Ω)

Okamžité napětí

v(t) = V_max × sin(ωt+θ)

v(t) - napětí v čase t, měřeno ve voltech (V).

V _max - maximální napětí (= amplituda sinusu), měřeno ve voltech (V).

ω - úhlová frekvence měřená v radiánech za sekundu (rad/s).

t - čas, měřený v sekundách (s).

θ - fáze sinusovky v radiánech (rad).

RMS (efektivní) napětí

V_rms = V_eff = V_max/ √2 ≈ 0.707 V_max

V _rms - efektivní napětí, měřeno ve voltech (V).

V _max - maximální napětí (= amplituda sinusu), měřeno ve voltech (V).

Špičkové napětí

V_p-p = 2V_max

Pokles napětí

Pokles napětí je pokles elektrického potenciálu nebo rozdíl potenciálu na zátěži v elektrickém obvodu.

Měření napětí

Elektrické napětí se měří voltmetrem. Voltmetr je připojen paralelně k měřené součástce nebo obvodu.

Voltmetr má velmi vysoký odpor, takže téměř neovlivňuje měřený obvod.

Napětí podle země

Napájení střídavým napětím se může v každé zemi lišit.

Evropské země používají 230V, zatímco země Severní Ameriky používají 120V.

Země	Napětí [Volty]	Frekvence [Hertz]
Austrálie	230V	50 Hz
Brazílie	110V	60 Hz
Kanada	120V	60 Hz
Čína	220V	50 Hz
Francie	230V	50 Hz
Německo	230V	50 Hz
Indie	230V	50 Hz
Irsko	230V	50 Hz
Izrael	230V	50 Hz
Itálie	230V	50 Hz
Japonsko	100V	50/60 Hz
Nový Zéland	230V	50 Hz
Filipíny	220V	60 Hz
Rusko	220V	50 Hz
Jižní Afrika	220V	50 Hz
Thajsko	220V	50 Hz
Spojené království	230V	50 Hz
USA	120V	60 Hz

Elektrický proud ►