Rafspenna

Rafspenna er skilgreind sem rafspennumunur milli tveggja punkta rafsviðs.

Með því að nota vatnspípulíkingu getum við séð spennuna fyrir okkur sem hæðarmun sem lætur vatnið renna niður.

V = φ₂ - φ₁

V er spennan á milli punkts 2 og 1 í voltum (V) .

φ ₂ er rafspennan við punkt #2 í voltum (V).

φ ₁ er rafspennan við punkt #1 í voltum (V).

Í rafrás er rafspennan V í voltum (V) jöfn orkunotkuninni E í júlum (J)

deilt með rafhleðslu Q í coulombs (C).

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

V er spennan mæld í voltum (V)

E er orkan mæld í júlum (J)

Q er rafhleðslan mæld í coulombs (C)

Rafspenna í röð

Heildarspenna nokkurra spennugjafa eða spennufall í röð er summa þeirra.

V_T = V₁+ V₂+ V₃+...

V _T - samsvarandi spennugjafi eða spennufall í voltum (V).

V ₁ - spennugjafi eða spennufall í voltum (V).

V ₂ - spennugjafi eða spennufall í voltum (V).

V ₃ - spennugjafi eða spennufall í voltum (V).

Spenna samhliða

Spennugjafar eða spennufall samhliða hafa jafna spennu.

V_T = V₁= V₂= V₃=...

V _T - samsvarandi spennugjafi eða spennufall í voltum (V).

V ₁ - spennugjafi eða spennufall í voltum (V).

V ₂ - spennugjafi eða spennufall í voltum (V).

V ₃ - spennugjafi eða spennufall í voltum (V).

Spennuskil

Fyrir rafrás með viðnám (eða annarri viðnám) í röð er spennufall V _i á viðnám R _i :

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

Spennalögmál Kirchhoffs (KVL)

Summa spennufalla við straumlykkju er núll.

∑ V_k = 0

DC hringrás

Jafnstraumur (DC) er myndaður af stöðugri spennugjafa eins og rafhlöðu eða DC spennugjafa.

Hægt er að reikna spennufall á viðnám út frá viðnám viðnáms og straumi viðnáms með því að nota lögmál Ohms:

Spennuútreikningur með lögmáli Ohms

V_R = I_R × R

V _R - spennufall á viðnáminu mælt í voltum (V)

I _R - straumflæði í gegnum viðnámið mælt í amperum (A)

R - viðnám viðnáms mæld í ohmum (Ω)

AC hringrás

Riðstraumur er myndaður af sinuslaga spennugjafa.

Lögmál Ohms

V_Z = I_Z × Z

V _Z - spennufall á álaginu mælt í voltum (V)

I _Z - straumflæði í gegnum álagið mælt í amperum (A)

Z - viðnám álagsins mælt í ohmum (Ω)

Augnabliksspenna

v(t) = V_max × sin(ωt+θ)

v(t) - spenna á tíma t, mæld í voltum (V).

V _max - hámarksspenna (=amplitude sinus), mæld í voltum (V).

ω - hornatíðni mæld í radíönum á sekúndu (rad/s).

t - tími, mældur í sekúndum (s).

θ - fasi sinusbylgju í radíönum (rad).

RMS (virk) spenna

V_rms = V_eff = V_max/ √2 ≈ 0.707 V_max

V _rms - RMS spenna, mæld í voltum (V).

V _max - hámarksspenna (=amplitude sinus), mæld í voltum (V).

Hámarksspenna

V_p-p = 2V_max

Spennufall

Spennufall er rafgetufall eða möguleikamunur á álagi í rafrás.

Spennumæling

Rafspenna er mæld með Voltmeter. Voltmælirinn er tengdur samhliða mældum íhlut eða hringrás.

Spennumælirinn hefur mjög mikla viðnám, þannig að hann hefur nánast ekki áhrif á mælda hringrás.

Spenna eftir löndum

Rafstraumspenna getur verið mismunandi eftir landi.

Evrópulönd nota 230V á meðan lönd í Norður-Ameríku nota 120V.

Land	Spenna [Volt]	Tíðni [Hertz]
Ástralía	230V	50Hz
Brasilíu	110V	60Hz
Kanada	120V	60Hz
Kína	220V	50Hz
Frakklandi	230V	50Hz
Þýskalandi	230V	50Hz
Indlandi	230V	50Hz
Írland	230V	50Hz
Ísrael	230V	50Hz
Ítalíu	230V	50Hz
Japan	100V	50/60Hz
Nýja Sjáland	230V	50Hz
Filippseyjar	220V	60Hz
Rússland	220V	50Hz
Suður-Afríka	220V	50Hz
Tæland	220V	50Hz
Bretland	230V	50Hz
Bandaríkin	120V	60Hz

Rafstraumur ►