Elektrisk spänning

Elektrisk spänning definieras som elektrisk potentialskillnad mellan två punkter i ett elektriskt fält.

Med vattenrörsanalogi kan vi visualisera spänningen som höjdskillnad som gör att vattnet rinner ner.

V = φ₂ - φ₁

V är spänningen mellan punkt 2 och 1 i volt (V) .

φ ₂ är den elektriska potentialen vid punkt #2 i volt (V).

φ ₁ är den elektriska potentialen vid punkt #1 i volt (V).

I en elektrisk krets är den elektriska spänningen V i volt (V) lika med energiförbrukningen E i joule (J)

dividerat med den elektriska laddningen Q i coulombs (C).

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

V är spänningen mätt i volt (V)

E är energin mätt i joule (J)

Q är den elektriska laddningen mätt i coulombs (C)

Spänning i serie

Den totala spänningen för flera spänningskällor eller spänningsfall i serie är deras summa.

V_T = V₁+ V₂+ V₃+...

V _T - den ekvivalenta spänningskällan eller spänningsfallet i volt (V).

V ₁ - spänningskälla eller spänningsfall i volt (V).

V ₂ - spänningskälla eller spänningsfall i volt (V).

V ₃ - spänningskälla eller spänningsfall i volt (V).

Spänning parallellt

Spänningskällor eller spänningsfall parallellt har samma spänning.

V_T = V₁= V₂= V₃=...

V _T - den ekvivalenta spänningskällan eller spänningsfallet i volt (V).

V ₁ - spänningskälla eller spänningsfall i volt (V).

V ₂ - spänningskälla eller spänningsfall i volt (V).

V ₃ - spänningskälla eller spänningsfall i volt (V).

Spänningsdelare

För elektrisk krets med motstånd (eller annan impedans) i serie är spänningsfallet V _i på motståndet R _i :

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

Kirchhoffs spänningslag (KVL)

Summan av spänningsfall vid en strömslinga är noll.

∑ V_k = 0

DC-krets

Likström (DC) genereras av en konstant spänningskälla som ett batteri eller DC-spänningskälla.

Spänningsfallet på ett motstånd kan beräknas från motståndets resistans och motståndets ström, med hjälp av Ohms lag:

Spänningsberäkning med Ohms lag

V_R = I_R × R

V _R - spänningsfall på motståndet mätt i volt (V)

I _R - strömflöde genom motståndet mätt i ampere (A)

R - motståndet för motståndet mätt i ohm (Ω)

AC-krets

Växelström genereras av en sinusformad spänningskälla.

Ohms lag

V_Z = I_Z × Z

V _Z - spänningsfall på lasten mätt i volt (V)

I _Z - strömflöde genom belastningen mätt i ampere (A)

Z - lastens impedans mätt i ohm (Ω)

Momentan spänning

v(t) = V_max × sin(ωt+θ)

v(t) - spänning vid tidpunkten t, mätt i volt (V).

V _max - maximal spänning (=sinusamplitud), mätt i volt (V).

ω - vinkelfrekvens mätt i radianer per sekund (rad/s).

t - tid, mätt i sekunder (s).

θ - fas av sinusvåg i radianer (rad).

RMS (effektiv) spänning

V_rms = V_eff = V_max/ √2 ≈ 0.707 V_max

V _rms - RMS-spänning, mätt i volt (V).

V _max - maximal spänning (=sinusamplitud), mätt i volt (V).

Spänning från topp till topp

V_p-p = 2V_max

Spänningsfall

Spänningsfall är fallet av elektrisk potential eller potentialskillnad på belastningen i en elektrisk krets.

Spänningsmätning

Elektrisk spänning mäts med Voltmeter.Voltmetern är parallellkopplad med den uppmätta komponenten eller kretsen.

Voltmetern har mycket hög resistans, så den påverkar nästan inte den uppmätta kretsen.

Spänning per land

AC-spänningen kan variera för varje land.

Europeiska länder använder 230V medan länder i Nordamerika använder 120V.

Land	Spänning [Volt]	Frekvens [Hertz]
Australien	230V	50 Hz
Brasilien	110V	60 Hz
Kanada	120V	60 Hz
Kina	220V	50 Hz
Frankrike	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	50/60Hz
Nya Zeeland	230V	50 Hz
Filippinerna	220V	60 Hz
Ryssland	220V	50 Hz
Sydafrika	220V	50 Hz
Thailand	220V	50 Hz
Storbritannien	230V	50 Hz
USA	120V	60 Hz

Elektrisk ström ►