Sähköjännite

Sähköjännite määritellään sähköpotentiaalieroksi sähkökentän kahden pisteen välillä.

Vesiputken analogiaa käyttämällä voimme visualisoida jännitteen korkeuserona, joka saa veden virtaamaan alas.

V = φ₂ - φ₁

V on pisteiden 2 ja 1 välinen jännite voltteina (V) .

φ ₂ on sähköpotentiaali pisteessä #2 voltteina (V).

φ ₁ on sähköpotentiaali pisteessä #1 voltteina (V).

Sähköpiirissä sähköjännite V voltteina (V) on yhtä suuri kuin energiankulutus E jouleina (J)

jaettuna kulonimääräisellä sähkövarauksella Q (C).

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

V on jännite mitattuna voltteina (V)

E on energia mitattuna jouleina (J)

Q on sähkövaraus mitattuna kuloneina (C)

Jännite sarjassa

Useiden sarjaan kytkettyjen jännitelähteiden tai jännitehäviöiden kokonaisjännite on niiden summa.

V_T = V₁+ V₂+ V₃+...

V _T - vastaava jännitelähde tai jännitehäviö voltteina (V).

V ₁ - jännitelähde tai jännitehäviö voltteina (V).

V ₂ - jännitelähde tai jännitehäviö voltteina (V).

V ₃ - jännitelähde tai jännitehäviö voltteina (V).

Jännite rinnakkain

Rinnakkaisilla jännitelähteillä tai jännitehäviöillä on sama jännite.

V_T = V₁= V₂= V₃=...

V _T - vastaava jännitelähde tai jännitehäviö voltteina (V).

V ₁ - jännitelähde tai jännitehäviö voltteina (V).

V ₂ - jännitelähde tai jännitehäviö voltteina (V).

V ₃ - jännitelähde tai jännitehäviö voltteina (V).

Jännitteen jakaja

Sähköpiirissä, jossa vastukset (tai muu impedanssi) on kytketty sarjaan, vastuksen R _{i jännitehäviö V}_i on:

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

Kirchhoffin jännitelaki (KVL)

Virtasilmukan jännitehäviöiden summa on nolla.

∑ V_k = 0

DC piiri

Tasavirtaa (DC) tuottaa vakiojännitelähde, kuten akku tai tasajännitelähde.

Vastuksen jännitehäviö voidaan laskea vastuksen resistanssista ja vastuksen virrasta Ohmin lain avulla:

Jännitteen laskeminen Ohmin lailla

V_R = I_R × R

_VR - jännitehäviö vastuksessa mitattuna voltteina (V )

I _R - virran virtaus vastuksen läpi mitattuna ampeereina (A)

R - vastuksen resistanssi mitattuna ohmeina (Ω)

AC piiri

Vaihtovirta syntyy sinimuotoisesta jännitelähteestä.

Ohmin laki

V_Z = I_Z × Z

V _Z - jännitehäviö kuormituksella mitattuna voltteina (V)

I _Z - virran kulku kuorman läpi mitattuna ampeereina (A)

Z - kuorman impedanssi ohmeina (Ω) mitattuna

Hetkellinen jännite

v(t) = V_max × sin(ωt+θ)

v(t) - jännite hetkellä t, mitattuna voltteina (V).

V _max - maksimijännite (=sinin amplitudi), mitattuna voltteina (V).

ω - kulmataajuus mitattuna radiaaneina sekunnissa (rad/s).

t - aika, mitattuna sekunteina (s).

θ - siniaallon vaihe radiaaneina (rad).

RMS (tehollinen) jännite

V_rms = V_eff = V_max/ √2 ≈ 0.707 V_max

V _rms - RMS-jännite, mitattuna voltteina (V).

V _max - maksimijännite (=sinin amplitudi), mitattuna voltteina (V).

Huipusta huippuun -jännite

V_p-p = 2V_max

Jännitteen putoaminen

Jännitehäviö on sähköpotentiaalin tai potentiaalieron lasku sähköpiirin kuormassa.

Jännitteen mittaus

Sähköjännite mitataan volttimittarilla. Volttimittari on kytketty rinnan mitatun komponentin tai piirin kanssa.

Volttimittarilla on erittäin korkea vastus, joten se ei melkein vaikuta mitattuun piiriin.

Jännite maittain

Vaihtojännitesyöttö voi vaihdella maittain.

Euroopan maat käyttävät 230 V, kun taas Pohjois-Amerikan maat käyttävät 120 V.

Maa	Jännite [Volttia]	Taajuus [Hertz]
Australia	230V	50 Hz
Brasilia	110V	60 Hz
Kanada	120V	60 Hz
Kiina	220V	50 Hz
Ranska	230V	50 Hz
Saksa	230V	50 Hz
Intia	230V	50 Hz
Irlanti	230V	50 Hz
Israel	230V	50 Hz
Italia	230V	50 Hz
Japani	100V	50/60 Hz
Uusi Seelanti	230V	50 Hz
Filippiinit	220V	60 Hz
Venäjä	220V	50 Hz
Etelä-Afrikka	220V	50 Hz
Thaimaa	220V	50 Hz
Iso-Britannia	230V	50 Hz
USA	120V	60 Hz

Sähkövirta ►