Elektrisk spænding

Elektrisk spænding er defineret som elektrisk potentialforskel mellem to punkter i et elektrisk felt.

Ved hjælp af vandrørsanalogi kan vi visualisere spændingen som højdeforskel, der får vandet til at strømme ned.

V = φ₂ - φ₁

V er spændingen mellem punkt 2 og 1 i volt (V) .

φ ₂ er det elektriske potentiale ved punkt #2 i volt (V).

φ ₁ er det elektriske potentiale ved punkt #1 i volt (V).

I et elektrisk kredsløb er den elektriske spænding V i volt (V) lig med energiforbruget E i joule (J)

divideret med den elektriske ladning Q i coulombs (C).

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

V er spændingen målt i volt (V)

E er energien målt i joule (J)

Q er den elektriske ladning målt i coulombs (C)

Spænding i serie

Den samlede spænding af flere spændingskilder eller spændingsfald i serie er deres sum.

V_T = V₁+ V₂+ V₃+...

V _T - den ækvivalente spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₁ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₂ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₃ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

Spænding parallelt

Spændingskilder eller spændingsfald parallelt har samme spænding.

V_T = V₁= V₂= V₃=...

V _T - den ækvivalente spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₁ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₂ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

V ₃ - spændingskilde eller spændingsfald i volt (V).

Spændingsdeler

For elektriske kredsløb med modstande (eller anden impedans) i serie er spændingsfaldet V _i på modstanden R _i :

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

Kirchhoffs spændingslov (KVL)

Summen af spændingsfald ved en strømsløjfe er nul.

∑ V_k = 0

DC kredsløb

Jævnstrøm (DC) genereres af en konstant spændingskilde som et batteri eller en jævnspændingskilde.

Spændingsfaldet på en modstand kan beregnes ud fra modstandens modstand og modstandens strøm ved hjælp af Ohms lov:

Spændingsberegning med Ohms lov

V_R = I_R × R

V _R - spændingsfald på modstanden målt i volt (V)

I _R - strømgennemstrømning gennem modstanden målt i ampere (A)

R - modstand af modstand målt i ohm (Ω)

AC kredsløb

Vekselstrøm genereres af en sinusformet spændingskilde.

Ohms lov

V_Z = I_Z × Z

V _Z - spændingsfald på belastningen målt i volt (V)

I _Z - strøm flow gennem belastningen målt i ampere (A)

Z - belastningens impedans målt i ohm (Ω)

Momentan spænding

v(t) = V_max × sin(ωt+θ)

v(t) - spænding på tidspunktet t, målt i volt (V).

V _max - maksimal spænding (=amplitude af sinus), målt i volt (V).

ω - vinkelfrekvens målt i radianer pr. sekund (rad/s).

t - tid, målt i sekunder (s).

θ - fase af sinusbølge i radianer (rad).

RMS (effektiv) spænding

V_rms = V_eff = V_max/ √2 ≈ 0.707 V_max

V _rms - RMS spænding, målt i volt (V).

V _max - maksimal spænding (=amplitude af sinus), målt i volt (V).

Top-to-peak spænding

V_p-p = 2V_max

Spændingsfald

Spændingsfald er faldet i elektrisk potentiale eller potentialforskel på belastningen i et elektrisk kredsløb.

Spændingsmåling

Elektrisk spænding måles med Voltmeter. Voltmeteret er forbundet parallelt med den målte komponent eller kredsløb.

Voltmeteret har meget høj modstand, så det påvirker næsten ikke det målte kredsløb.

Spænding efter land

AC-spændingsforsyningen kan variere for hvert land.

Europæiske lande bruger 230V, mens lande i Nordamerika bruger 120V.

Land	Spænding [Volt]	Frekvens [Hertz]
Australien	230V	50 Hz
Brasilien	110V	60 Hz
Canada	120V	60 Hz
Kina	220V	50 Hz
Frankrig	230V	50 Hz
Tyskland	230V	50 Hz
Indien	230V	50 Hz
Irland	230V	50 Hz
Israel	230V	50 Hz
Italien	230V	50 Hz
Japan	100V	50/60 Hz
New Zealand	230V	50 Hz
Filippinerne	220V	60 Hz
Rusland	220V	50 Hz
Sydafrika	220V	50 Hz
Thailand	220V	50 Hz
Storbritannien	230V	50 Hz
USA	120V	60 Hz

Elektrisk strøm ►