電圧

電圧は、電界の 2 点間の電位差として定義されます。

水道管のアナロジーを使用して、電圧を高低差として視覚化し、水を流下させることができます。

V = φ₂ - φ₁

Vは、ポイント 2 と 1 の間のボルト (V) 単位の電圧です。

φ ₂は、ボルト (V) 単位のポイント #2 の電位です。

φ ₁は、ポイント #1 のボルト (V) 単位の電位です。

電気回路では、ボルト (V) 単位の電圧Vは、ジュール (J) 単位のエネルギー消費Eに等しくなります。

クーロン (C) 単位の電荷Q で除算します。

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

Vはボルト (V) で測定された電圧です。

Eはジュール (J) で測定されたエネルギーです。

Qはクーロン (C) で測定された電荷です。

直列電圧

直列の複数の電圧源または電圧降下の合計電圧は、それらの合計です。

V_T = V₁+ V₂+ V₃+...

V _T - ボルト (V) 単位の等価電圧源または電圧降下。

V ₁ - 電圧源またはボルト単位の電圧降下 (V)。

V ₂ - 電圧源またはボルト単位の電圧降下 (V)。

V ₃ - 電圧源またはボルト単位の電圧降下 (V)。

並列電圧

並列の電圧源または電圧降下の電圧は等しくなります。

V_T = V₁= V₂= V₃=...

V _T - ボルト (V) 単位の等価電圧源または電圧降下。

V ₁ - 電圧源またはボルト単位の電圧降下 (V)。

V ₂ - 電圧源またはボルト単位の電圧降下 (V)。

V ₃ - 電圧源またはボルト単位の電圧降下 (V)。

分圧器

抵抗器 (または他のインピーダンス) を直列に接続した電気回路の場合、抵抗器 R_{iでの電圧降下 V}_iは次のようになります。

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

キルヒホッフの電圧法則 (KVL)

電流ループでの電圧降下の合計はゼロです。

∑ V_k = 0

直流回路

直流 (DC) は、バッテリーや DC 電圧源などの定電圧源によって生成されます。

抵抗器の電圧降下は、オームの法則を使用して、抵抗器の抵抗値と抵抗器の電流から計算できます。

オームの法則による電圧計算

V_R = I_R × R

V _R - ボルト (V) で測定された抵抗器の電圧降下

I _R - アンペア (A) で測定された抵抗を流れる電流

R - オーム（Ω）で測定された抵抗器の抵抗

交流回路

交流電流は、正弦波電圧源によって生成されます。

オームの法則

V_Z = I_Z × Z

V _Z - ボルト (V) で測定された負荷の電圧降下

I _Z - アンペア (A) で測定された負荷を流れる電流

Z - オーム (Ω) で測定された負荷のインピーダンス

瞬時電圧

v(t) = V_max × sin(ωt+θ)

v(t) - ボルト (V) で測定された時間 t での電圧。

V _max - 最大電圧 (= 正弦波の振幅)、ボルト (V) で測定。

ω -ラジアン/秒 (rad/s) で測定された角周波数。

t - 時間 (秒単位)。

θ - ラジアン (rad) で表した正弦波の位相。

RMS (実効) 電圧

V_rms = V_eff = V_max/ √2 ≈ 0.707 V_max

V _rms - ボルト (V) で測定される RMS 電圧。

V _max - 最大電圧 (= 正弦波の振幅)、ボルト (V) で測定。

ピーク間電圧

V_p-p = 2V_max

電圧降下

電圧降下は、電気回路の負荷における電位または電位差の降下です。

電圧測定

電圧は電圧計で測定します。電圧計は、測定対象のコンポーネントまたは回路に並列に接続されます。

電圧計は抵抗値が非常に高いため、測定回路にほとんど影響を与えません。

国別の電圧

AC 電圧供給は国ごとに異なる場合があります。

ヨーロッパ諸国は 230V を使用し、北米諸国は 120V を使用します。

国	電圧【ボルト】	周波数 [ヘルツ]
オーストラリア	230V	50Hz
ブラジル	110V	60Hz
カナダ	120V	60Hz
中国	220V	50Hz
フランス	230V	50Hz
ドイツ	230V	50Hz
インド	230V	50Hz
アイルランド	230V	50Hz
イスラエル	230V	50Hz
イタリア	230V	50Hz
日本	100V	50/60Hz
ニュージーランド	230V	50Hz
フィリピン	220V	60Hz
ロシア	220V	50Hz
南アフリカ	220V	50Hz
タイ	220V	50Hz
イギリス	230V	50Hz
アメリカ合衆国	120V	60Hz

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