Električni napon

Električni napon se definira kao razlika električnog potencijala između dvije točke električnog polja.

Koristeći analogiju s vodovodnom cijevi, možemo vizualizirati napon kao visinsku razliku zbog koje voda teče prema dolje.

V = φ₂ - φ₁

V je napon između točke 2 i 1 u voltima (V) .

φ ₂ je električni potencijal u točki #2 u voltima (V).

φ ₁ je električni potencijal u točki #1 u voltima (V).

U električnom krugu, električni napon V u voltima (V) jednak je potrošnji energije E u džulima (J)

podijeljeno s električnim nabojem Q u kulonima (C).

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

V je napon izmjeren u voltima (V)

E je energija mjerena u džulima (J)

Q je električni naboj mjeren u kulonima (C)

Napon u seriji

Ukupni napon više izvora napona ili padova napona u nizu je njihov zbroj.

V_T = V₁+ V₂+ V₃+...

V _T - ekvivalentni izvor napona ili pad napona u voltima (V).

V ₁ - izvor napona ili pad napona u voltima (V).

V ₂ - izvor napona ili pad napona u voltima (V).

V ₃ - izvor napona ili pad napona u voltima (V).

Napon u paraleli

Paralelni izvori napona ili padovi napona imaju jednak napon.

V_T = V₁= V₂= V₃=...

V _T - ekvivalentni izvor napona ili pad napona u voltima (V).

V ₁ - izvor napona ili pad napona u voltima (V).

V ₂ - izvor napona ili pad napona u voltima (V).

V ₃ - izvor napona ili pad napona u voltima (V).

Razdjelnik napona

Za električni krug s otpornicima (ili drugom impedancijom) u nizu, pad napona V _i na otporniku R _i je:

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

Kirchhoffov naponski zakon (KVL)

Zbroj padova napona u strujnoj petlji je nula.

∑ V_k = 0

DC krug

Istosmjernu struju (DC) stvara izvor konstantnog napona poput baterije ili izvora istosmjernog napona.

Pad napona na otporniku može se izračunati iz otpora otpornika i struje otpornika, koristeći Ohmov zakon:

Proračun napona prema Ohmovom zakonu

V_R = I_R × R

V _R - pad napona na otporniku mjeren u voltima (V)

I _R - protok struje kroz otpornik izmjeren u amperima (A)

R - otpor otpornika izmjeren u ohmima (Ω)

AC krug

Izmjeničnu struju stvara izvor sinusnog napona.

Ohmov zakon

V_Z = I_Z × Z

V _Z - pad napona na opterećenju mjeren u voltima (V)

I _Z - protok struje kroz opterećenje izmjeren u amperima (A)

Z - impedancija opterećenja mjerena u ohmima (Ω)

Trenutačni napon

v(t) = V_max × sin(ωt+θ)

v(t) - napon u trenutku t, mjeren u voltima (V).

V _max - maksimalni napon (=amplituda sinusa), mjeren u voltima (V).

ω - kutna frekvencija mjerena u radijanima po sekundi (rad/s).

t - vrijeme, mjereno u sekundama (s).

θ - faza sinusnog vala u radijanima (rad).

RMS (efektivni) napon

V_rms = V_eff = V_max/ √2 ≈ 0.707 V_max

V _rms - efektivna vrijednost napona, mjerena u voltima (V).

V _max - maksimalni napon (=amplituda sinusa), mjeren u voltima (V).

Napon od vrha do vrha

V_p-p = 2V_max

Pad napona

Pad napona je pad električnog potencijala ili razlike potencijala na trošilu u električnom krugu.

Mjerenje napona

Električni napon se mjeri voltmetrom. Voltmetar je spojen paralelno s mjerenom komponentom ili krugom.

Voltmetar ima vrlo visok otpor, tako da gotovo ne utječe na mjereni krug.

Napon po zemlji

Napajanje izmjeničnim naponom može se razlikovati od zemlje do zemlje.

Europske zemlje koriste 230V dok zemlje Sjeverne Amerike koriste 120V.

Zemlja	napon [Volti]	Frekvencija [Herc]
Australija	230V	50 Hz
Brazil	110V	60Hz
Kanada	120V	60Hz
Kina	220V	50 Hz
Francuska	230V	50 Hz
Njemačka	230V	50 Hz
Indija	230V	50 Hz
Irska	230V	50 Hz
Izrael	230V	50 Hz
Italija	230V	50 Hz
Japan	100V	50/60Hz
Novi Zeland	230V	50 Hz
Filipini	220V	60Hz
Rusija	220V	50 Hz
Južna Afrika	220V	50 Hz
Tajland	220V	50 Hz
UK	230V	50 Hz
SAD	120V	60Hz

Električna struja ►