Единицами измерения напряжения являются

В каких единицах измеряется напряжение электрического тока

Электрическим током (I) называется направленное движение электрических зарядов (ионов — в электролитах, электронов проводимости в металлах). Необходимым условием для протекания электрического тока является замкнутость электрической цепи.

Электрический ток измеряется в амперах (А)

Производными единицами измерения тока являются: 1 килоампер (кА) = 1000 А; 1 миллиампер (мА) 0,001 А; 1 микроампер (мкА) = 0,000001 А.

Человек начинает ощущать проходящий через его тело ток в 0,005 А. Ток больше 0,05 А опасен для жизни человека.

Читайте также: Соединение фаз источников и приемников электрической энергии в треугольник и звезду

Электрическим напряжением (U)

называется разность потенциалов между двумя точками электрического поля.

Единицей разности электрических потенциалов

является вольт (В). 1 В = (1 Вт) : (1 А).

Производными единицами измерения напряжения являются:

1 киловольт (кВ) = 1000 В; 1 милливольт (мВ) = 0,001 В; 1 микровольт (мкВ) = 0,00000 1 В.

Сопротивлением участка электрической цепи

называется величина, зависящая от материала проводника, его длины и поперечного сечения.

Электрическое сопротивление измеряется в омах (Ом). 1 Ом = (1 В) : (1 А).

Производными единицами измерения сопротивления являются:

1 килоОм (кОм) = 1000 Ом; 1 мегаОм (МОм) = 1 000 000 Ом; 1 миллиОм (мОм) = 0,001 Ом; 1 микроОм (мкОм) = 0,00000 1 Ом.

Электрическое сопротивление тела человека в зависимости от ряда условий колеблется от 2000 до 10 000 Ом.

Удельным электрическим сопротивлением (ρ)

называется сопротивление проволоки длиной 1 м и сечением 1 мм2 при температуре 20 °С.

Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электрической проводимостью (γ).

Читайте также: Понятие кпд: определение, формула и применение в физике

Мощностью (Р)

называется величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование энергии, или скорость, с которой совершается работа. Мощностью генератора называется величина, характеризующая скорость, с которой механическая или другая энергия преобразуется в генераторе в электрическую. Мощностью потребителя называется величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование электрической энергии в отдельных участках цепи в другие полезные виды энергии.

Системной единицей мощности в СИ является ватт (Вт). Он равен мощности, при которой за 1 секунду выполняется работа в 1 джоуль:

Производными единицами измерения электрической мощности являются:

1 киловатт (кВт) = 1000 Вт; 1 мегаватт (МВт) = 1000 кВт = 1 000 000 Вт; 1 милливатт (мВт) = 0,001 Вт; о1i 1 лошадиная сила (л. с.) = 736 Вт = 0,736 кВт.

Единицами измерения электрической энергии

1 ватт-секунда (Вт сек) = 1 Дж = (1 Н) (1 м); 1 киловатт-час (кВт ч) = 3,б 106 Вт сек.

Пример. Ток, потребляемый электродвигателем, присоединенным к сети 220 В, составлял 10 А в течение 15 минут. Определить энергию, потребленную двигателем. Вт*сек, или, разделив эту величину на 1000 и 3600, получим энергию в киловатт-часах:

Суть явления

Напряжением называется электрическая движущая сила, которая призвана толкать свободные виды электронов от одного атома к другому в определенном направлении. Обязательное требование для протекания зарядов это наличие цепи с замкнутым контуром, который создает условия, для того чтобы их передвигать. Если имеется обрыв электроцепи, то процесс направленного перемещения частиц прекращается.

Обратите внимание! Стоит отметить, что единица напряжения электрической цепи зависит от того, какой проводник имеет материал, как подключена нагрузка, какая есть температура.

В чем измеряется

Единицей напряжения называют вольт (В). Один Вольт выражается в разности потенциалов двух точек электрического поля, силы которого совершают работу в 1 Дж для перемещения заряда в 1 Кл из первой точки во вторую. Измеряют напряжение специальным прибором — вольтметром.

Орлов Анатолий Владимирович Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Таким образом, значение 220 В подразумевает, что электрическое поле данной сети способно совершить работу (потратить энергию) в 220 Дж для «протаскивания» зарядов через цепь и нагрузку.

Читайте также: Выпрямительные диоды: устройство, конструктивные особенности и основные характеристики

Разновидности

Бывает двух видов: постоянным и переменным. Первое есть в электростатических видах цепей и тех, которые имеют постоянный ток. Переменный встречается там, где есть синусоидальная энергия. Важно, что синусоидальная энергия делится на действующее, мгновенное со средневыпрямленным. Единица измерения напряжения электрического тока вольт.

Стоит также отметить, что величина энергии между фазами называется линейной фазой, а показатель тока земли и фаз — фазным. Подобное правило используется во всех воздушных линиях. На территории Российской Федерации в электрической бытовой сети стандартное — 380 вольт, а фазное — 220 вольт.

Постоянное напряжение

Постоянным называется разность между электрическими потенциалами, при которой остается такой же величина с перепадами полярности на протяжении конкретного периода. Главным преимуществом постоянной энергии является тот факт, что отсутствует реактивная мощность. Это означает, что вся мощность, которая вырабатывается при помощи генератора, потребляется нагрузкой за исключением проводных потерь. Течет по всему проводниковому сечению.

Что касается недостатков, есть сложность повышения со снижением энергии, то есть в моменте преобразования ее из-за конструкции преобразователей и отсутствия мощных полупроводниковых ключей. К тому же сложно развязывается высокая и низкая энергия.

Обратите внимание! Используется постоянная энергия в электронных схемах, гальванических элементах, аккумуляторах, электролизных установках, сварочных инструментах, инверторных преобразователях и многих других приборах.

Переменное напряжение

Переменным называется ток, изменяющийся по величине и направлению периодически, но при этом сохраняющий свое направление в электроцепи неизменно. Нередко его называют синусоидальным. Одно направление, в котором движется энергия, называется положительным, а другое — отрицательным. Поэтому получающаяся величина называется положительной и отрицательной. Такой показатель является алгебраической величиной. В ответ на вопрос, как называется единица измерения напряжения, необходимо отметить, что это вольт. Значение его определяется по направлению. Максимальное значение — амплитуда. Бывает он:

Измерительные приборы

Чтобы измерить силу, используется стрелочный или аналоговый, цифровой или электронный вольтметр. Благодаря этим приборам можно измерять и контролировать характеристики сигналов. Также сделать измерения можно осциллографами. Они работают благодаря тому, что энергия отклоняется электронным лучом и поступает на прибор, выдающий показатель переменной величины.

Напряжение это физическая величина, показывающая размер тока в цепи и оборудовании в вольтах. Ток бывает постоянным и переменным. Отличие в том, что первое понятие обозначает, что ток постоянно меняет свою полярность и протекает в сети переменно. Во втором же случае ток проходит по электроцепи без перерывов. Измеряется вольтметром.

В данной статье мы подробно разберем что такое напряжение, как просто его представить и измерить.

Как действует напряжение

Общее понятие электрического тока заключается в направленном движении заряженных частиц. Эти частицы представляют собой электроны, перемещение которых происходит под действием электрического поля. Чем больше зарядов нужно переместить, тем большая работа совершается полем. На эту работу влияет не только сила тока, но и напряжение.

Физический смысл этой величины заключается в том, что работа тока на каком-либо участке цепи соотносится с величиной заряда, который проходит по данному участку. В процессе этой работы положительный заряд перемещается из точки, где имеется небольшой потенциал, в точку с большим значением потенциала. Таким образом, напряжение определяется в виде разности потенциалов или электродвижущей силы, а сама работа является энергией.

Работа электрического тока измеряется в джоулях (Дж), а величиной электрического заряда является кулон (Кл). В результате, напряжение представляет собой отношение 1 Дж/Кл. Полученная единица напряжения называется вольтом.

Чтобы наглядно объяснить физический смысл напряжения, нужно обратиться к примеру шланга, наполненного водой. В данном случае, объем воды будет играть роль силы тока, а ее давление будет эквивалентно напряжению. При движении воды без наконечника, она свободно и в большом количестве перемещается по шлангу, создавая невысокое давление. Если же конец шланга прижать пальцем, то произойдет уменьшение объема при одновременном повышении давления воды. Сама струя будет перемещаться на значительно большее расстояние.

Представление напряжения

Легче всего понять напряжении, представив давлении в трубе. При более высоком напряжении (давлении) будет течь более сильный ток. Хотя важно понимать, что напряжение (давление) может существовать без тока (потока), но ток не может существовать без напряжения (давления).

Напряжение часто называют разностью потенциалов, потому что между любыми двумя точками в цепи будет существовать разница в потенциальной энергии электронов. Когда электроны протекают через батарею, их потенциальная энергия увеличивается, но когда они протекают через лампочку, их потенциальная энергия будет уменьшаться, эта энергия покинет цепь в виде света и тепла.

Возьмите, например, обычную 1,5-вольтовую батарею AA, между двумя клеммами (+ и -) есть разность потенциалов 1,5 Вольт.

Напряжение.

По определению напряжение – это энергия или работа, которая тратится на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом в точку с более высоким потенциалом. Напряжение представляет собой разность потенциалов между двумя точками. Сразу же остановимся и рассмотрим подробнее понятие – электрический потенциал.

Для определения электрического потенциала необходимо выбрать точку нулевого потенциала, относительно которой будет вестись отсчет. Обычно за ноль потенциала принимают минус питания – это так называемая «земля». Рассмотрим простейшую цепочку, состоящую из источника напряжения и нагрузки – то есть резистора. Пусть напряжение источника равно 10 В, а сопротивление – 5 Ом.

Земля будет точкой отсчета, потенциал в этой точке равен 0. Тогда электрический потенциал в точке 1 будет равен напряжению источника питания, то есть 10 В. Соответственно, в точке 2 потенциал снова уменьшится до нуля, а напряжение на нагрузке будет равно 10 В (разность потенциалов между точками 1 и 2). Вроде бы все несложно и понятно, но это довольно важный момент, надо сразу уяснить для себя понятия напряжения и разности потенциалов, разницу и взаимосвязь между ними.

Читайте также: Что называется линиями магнитной индукции как определить их направление

В чем измеряется напряжение

Мы измеряем напряжение в единицах «Вольт», которые обычно обозначаются просто буквой «V» на чертежах и технической литературе. Часто необходимо количественно определить величину напряжения, это делается в соответствии с единицами СИ, наиболее распространенные величины напряжения, которые вы увидите:

мегавольт (мВ)
киловольт (кВ)
вольт (В)
милливольт (мВ)
микровольт (мкВ)

Напряжение всегда измеряется в двух точках с помощью устройства, называемого вольтметром. Вольтметры являются либо цифровыми, либо аналоговыми, причем последний является наиболее точным. Вольтметры обычно встроены в портативные цифровые мультиметровые устройства, как показано ниже, они являются распространенным и часто важным инструментом для любого электрика или инженера-электрика. Обычно вы найдете аналоговые вольтметры на старых электрических панелях, таких как распределительные щиты и генераторы, но почти все новое оборудование будет поставляться с цифровыми счетчиками в качестве стандарта.

На электрических схемах вы увидите устройства вольтметра, обозначенные буквой V внутри круга, как показано ниже:

Условные графические обозначения электронных компонентов в схемах

Расшифровка буквенных обозначений трансформаторов и автотрансформаторов

Буквенные обозначения трансформаторов: ТМ, ТС, ТСЗ, ТД, ТДЦ, ТМН, ТДН, ТЦ, ТДГ, ТДЦГ, ОЦ, ОДГ, ОДЦГ, АТДЦТНГ, АОТДЦН и т. д.

Читать также: Нож для трубореза роликовый

Первая буква обозначает число фаз (Т – трехфазный, О – однофазный).

Далее следует обозначение системы охлаждения:

М – естественное масляное, т. е. естественная циркуляция масла,

С – сухой трансформатор с естественным воздушным охлаждением открытого исполнения,

Д – масляное с дутьем, т. е. с обдуванием бака при помощи вентилятора,

Ц – принудительная циркуляция масла через водяной охладитель,

ДЦ – принудительная циркуляция масла с дутьем.

Буква Р после числа фаз в обозначении указывает, что обмотка низшего напряжения представлена двумя (тремя) обмотками (расщеплена).

Наличие второй буквы Т означает, что трансформатор трехобмоточный, двухобмоточный специального обозначения не имеет.

Следующие буквы указывают:

Н – регулирование напряжения под нагрузкой (РПН), отсутствие – наличие переключения без возбуждения (ПБВ),

А – автотрансформатор (в начале условного обозначения).

За буквенными обозначениями идут номинальная мощность трансформатора (кВА) и через дробь – класс номинального напряжения обмотки ВН (кВ). В автотрансформаторах добавляют в виде дроби класс напряжения обмотки СН. Иногда указывают год начала выпуска трансформаторов данной конструкции.

Шкала номинальных мощностей трехфазных силовых трансформаторов и автотрансформаторов (действующие государственные стандарты 1967 – 1974 гг.) высоковольтных сетей построена так, чтобы существовали значения мощности, кратные десяти: 20, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600 кВА и т. д. Некоторое исключение составляют мощности 32000, 80000, 125000, 200000, 500000 кВА

Нормативный срок службы отечественных трансформаторов составляет 50 лет, поэтому в сетях энергосистем промышленных и сельскохозяйственных предприятии могут также эксплуатироваться трансформаторы, выпущенные до 1967 г. и обновленные вследствие капитального ремонта. Их шкала номинальных мощностей: 5, 10, 20, 30, 50, 100, 180, 320, 560, 750, 1000, 1800, 3200, 5600, . 31500, 40500, кВА и т. д.

Примеры обозначения типов трансформаторов:

– трехфазный двухобмоточный с естественным масляным охлаждением, изменение напряжения с помощью устройства ПБВ, номинальная мощность 250 кВА, класс напряжения обмотки ВН 10 кВ.

ТДТН-25000/110

– трехфазный трехобмоточный понижающий трансформатор, масляное охлаждение с дутьем, с устройством РПН, номинальная мощность 25000 кВА, класс напряжения обмотки ВН 110 кВ.

ОЦ-533000/500

– однофазный двухобмоточный повышающий трансформатор, охлаждение масляное с принудительной циркуляцией масла, мощностью 533000 кВА, включается в сеть напряжением 500 кВ (номинальное фазное напряжение трансформатора 525/√3).

АТДЦТН-250000/500/110-85

– автотрансформатор трехфазный трехобмоточный, охлаждение масляное с дутьем и циркуляцией, с РПН, номинальная мощность 250 МВА, понижающий, работающий по автотрансформаторной схеме между сетями 500 кВ и 110 кВ (трансформация ВН – СН, обмотка НН является вспомогательной), конструкция 1985 г.

ТДЦТГА-120000/220/110-60

– трехфазный трехобмоточный трансформатор, основной режим которого является повышающим (А), с трансформациями НН – ВН и НН – СН, конструкция 1960 г.

Многие пользуются трансформаторами, но большинство людей пользуются ими, не особо вникая в то, что означает маркировка трансформатора или генератора. Постараемся им помочь. Вот какие трансформаторы бывают: ТМ, ТМЗ, ТСЗ, ТСЗС, ТРДНС, ТМН, ТДНС, ТДН, ТРДН, ТРДЦН.

Буквы в их наименовании означают:

Р – то, что в трансформаторе обмотка низшего напряжение разделена на два;

С – значит трансформатор сухой;

М – трансформатор имеет масляное охлаждение с естественной циркуляцией воздуха и масла;

Ц – трансформатор с принудительной циркуляцией масла и воды. Масло также имеет ненаправленный поток. Это означает, что вода течет по трубам, а масло между ними.

МЦ – трансформатор с естественной циркуляцией воздуха и принудительной масла при ненаправленном потоке последнего.

Д – трансформатор масляный, где циркуляция масла принудительна, а воздуха наоборот естественна.

Читайте также: В чем отличие источника эдс от источника тока

ДЦ – трансформатор, где и масло, и воздух в системе охлаждения циркулируют принудительно.

Н – трансформатор, где напряжение регулируется под нагрузкой.

С – если она стоит в конце обозначение – означает, что трансформатор предназначен для собственных нужд электростанции.

З – трансформатор герметичный, без расширителя, с азотной подушкой.

Трансформаторы трехобмоточные бывают: ТМТН, ТДТН, ТДЦТН – где вторая буквы Т означает, что он трехобмоточный.

Автотрансформаторы: АТДТНГ, АТДЦТНГ, АТДЦТН, АОДЦТН. Тут буква А означает, что это автотрансформатор; О – что он однофазный; Г – что он грозоупорный.

Также силовые трансформаторы отличает применяемый в их работе класс напряжения, номинальная мощность, условия и режим работы, конструкция агрегата.

Используемые класс напряжения и номинальная мощность силовых трансформаторов условно делит их на группы, которые приведены в таблице.

Промышленность выпускает трансформаторы, которые работают в условиях различного климата: умеренного, тропического, холодного. Они могут устанавливаться и на открытом воздухе и в помещении. По своему предназначению трансформаторы делятся: на общего назначения и специальные: электропечные, преобразовательные и др.

По виду охлаждения трансформаторы можно подразделить на сухие, масляные и с негорючим жидким диэлектриком.

Для автотрансформаторов, у которых класс напряжения сторон СН или НН выше 35 кВ, после указания класса напряжения стороны ВН, указывается класс напряжения и для вышеперечисленных сторон. Он пишется через косую черту.

Номинальную мощность и класс напряжения указывают после буквенного обозначения через дефис. Она пишется в виде дроби, в числителе которой пишется номинальная мощность в киловольт-амперах, а в знаменателе – класс напряжения, обозначаемый в киловольтах.

ТМ1000/1074 У1 – означает, что трансформатор трехфазный двухобмоточный с естественным масляным охлаждением, номинальная мощность которого равна 1000 кВА с классом напряжения 10 кВ. Далее цифра 74 означает, что конструкция трансформатора сделана в 1974 году, для районов с умеренным климатом с установкой агрегата на открытом воздухе.

Пример обозначения повышающей модификации

ТДШТА120000/220, понижающий АТДШТ 120000/220. Ранее в обозначении была и буква Г, которая обозначала, что трансформатор грозоупорный. Но после того как внедрили ГОСТ 1167765 все трансформаторы, в том числе и авто 110кВ и больше, имеют гарантированную защиту от грозовых перенапряжений.

Все основные характеристика трансформатора указываются на специальном щитке, который крепится сбоку трансформатора. На нем указываются такие параметры как: тип трансформатора, число фаз, рабочая частота в Гц, место установки (наружное или внутреннее), номинальная мощность (если трансформатор трехобмоточный, то указывается мощность для каждой обмотки со схемой обмотки), процентное измерений напряжения короткого замыкания, способ охлаждения, полная масса трансформатора.

Таблица 1. Виды охлаждения трансформаторов и их условные обозначения

Расчет напряжения

В электрических цепях напряжение может быть рассчитано в соответствии с треугольником Ома. Чтобы найти напряжение (V), просто умножьте ток (I) на сопротивление (R).

Напряжение (V) = ток (I) * сопротивление (R)

V = I *R

Пример

Ток в цепи (I) = 10 А Сопротивление цепи (R) = 2 Ом

Напряжение (V) = 10 А * 2 Ом

Ответ: V = 20В

Краткое описание

Чтобы разбираться в основных понятиях, которые касаются размерности напряжения, нужно понять природу этого явления. Любое вещество состоит из атомов, которые содержат ядро, несущее положительный заряд. Дополнительно присутствуют электроны с отрицательным значением. Так как количество стремительно вращающихся частиц прямо пропорционально числу протонов ядра, в стандартной ситуации атом не обладает зарядом.

В случае ликвидации одного или сразу нескольких электронов атом предпринимает попытки восполнить недостающие элементы. В результате этого формируется положительное поле. Потенциал с отрицательным значением может возникнуть только в случае появления добавочных электронов.

Двустороннее напряжение возникает в тех ситуациях, когда сталкиваются ядра с положительными и отрицательными зарядами. Чем больше будет различаться их потенциал, тем быстрее электроны со знаком «минус» перейдут на противоположную сторону. На фоне этого возрастёт напряжение электрического поля.

В электрических цепях определение напряжения можно выполнить в соответствии с треугольником Ома. Для решения подобных задач нужно использовать следующую формулу: V = l * R. Расшифровка выглядит так:

напряжение — V;
ток в цепи — l;
сопротивление цепи — R.

Ток появляется, когда соединяются потенциалы противоположно заряженных проводниковых элементов. Именно так в конспекте обозначается целенаправленное перемещение мелких частиц, которые стараются устранить имеющуюся потенциальную разность. Электрическое поле выполняет работу, которая задана напряжением, за счёт чего заряды могут двигаться по проводнику.

Резюме

Напряжение — это сила, которая перемещает электроны от одного атома к другому
Напряжение также известно как разность потенциалов
Напряжение измеряется в единицах «вольт» (В)
Батареи увеличивают потенциальную энергию электронов
Лампочки и другие нагрузки уменьшают потенциальную энергию электронов
Напряжение измеряется с помощью вольтметра
Напряжение цепи можно рассчитать путем умножения тока и сопротивления

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Правила измерения

Чтобы понять, в каких единицах измеряется напряжение, можно задействовать научную литературу и графические схемы. В технической документации электрический ток может выражаться только с помощью вольт (В). Такое значение было установлено в честь известного итальянского физика А. Вольта. Потенциальную разницу двух точек поля помогает описать 1 В. В этом случае для перемещения однокулонного заряда должна быть совершена работа в 1 Дж.

Для составления схем используется условное обозначение напряжения. Буква V указывает на единицу тока, которая заключена в круг. В некоторых документах может присутствовать схематическое изображение измерительного прибора. Особого значка в этом случае не предусмотрено. Чтобы разбираться в основных понятиях, которые касаются электрического напряжения, нужно учесть следующие нюансы:

Лампочки и другие виды нагрузки снижают итоговую потенциальную энергию электронов.
Для измерения напряжения нужно использовать вольтметр.
Аккумуляторные батареи увеличивают потенциальную энергию электронов.
Напряжение представляет собой силу, которая позволяет перемещать электроны от одного атома к другому.

Если в сети присутствует напряжение 220 В, то это указывает на то, что имеющееся электрическое поле может затратить до 220 Дж для перемещения заряженных частиц через цепь и линию нагрузки. Для всех электроприборов номинальное напряжение должно указываться производителем в паспорте. Также этот параметр может числиться в составе маркировки на передней панели корпуса.

Единицы измерения тока напряжения сопротивления мощности

Электрическим током (I) называется направленное движение электрических зарядов (ионов — в электролитах, электронов проводимости в металлах).
Необходимым условием для протекания электрического тока является замкнутость электрической цепи.

Электрический ток измеряется в амперах (А).

Производными единицами измерения тока являются:
1 килоампер (кА) = 1000 А;
1 миллиампер (мА) 0,001 А;
1 микроампер (мкА) = 0,000001 А.

Человек начинает ощущать проходящий через его тело ток в 0,005 А. Ток больше 0,05 А опасен для жизни человека.

Электрическим напряжением (U) называется разность потенциалов между двумя точками электрического поля.

Единицей разности электрических потенциалов является вольт (В).
1 В = (1 Вт) : (1 А).

Производными единицами измерения напряжения являются:

1 киловольт (кВ) = 1000 В;
1 милливольт (мВ) = 0,001 В;
1 микровольт (мкВ) = 0,00000 1 В.

Сопротивлением участка электрической цепи называется величина, зависящая от материала проводника, его длины и поперечного сечения.

Электрическое сопротивление измеряется в омах (Ом).
1 Ом = (1 В) : (1 А).

Производными единицами измерения сопротивления являются:

1 килоОм (кОм) = 1000 Ом;
1 мегаОм (МОм) = 1 000 000 Ом;
1 миллиОм (мОм) = 0,001 Ом;
1 микроОм (мкОм) = 0,00000 1 Ом.

Электрическое сопротивление тела человека в зависимости от ряда условий колеблется от 2000 до 10 000 Ом.

Удельным электрическим сопротивлением (ρ) называется сопротивление проволоки длиной 1 м и сечением 1 мм2 при температуре 20 °С.

Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электрической проводимостью (γ).

Мощностью (Р) называется величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование энергии, или скорость, с которой совершается работа.
Мощностью генератора называется величина, характеризующая скорость, с которой механическая или другая энергия преобразуется в генераторе в электрическую.
Мощностью потребителя называется величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование электрической энергии в отдельных участках цепи в другие полезные виды энергии.

Производными единицами измерения электрической мощности являются:

1 киловатт (кВт) = 1000 Вт;
1 мегаватт (МВт) = 1000 кВт = 1 000 000 Вт;
1 милливатт (мВт) = 0,001 Вт; о1i
1 лошадиная сила (л. с.) = 736 Вт = 0,736 кВт.

Единицами измерения электрической энергии являются:

1 ватт-секунда (Вт сек) = 1 Дж = (1 Н) (1 м);
1 киловатт-час (кВт ч) = 3,б 106 Вт сек.

Читайте также: Бытовые солнечные батареи для дома цена

Пример. Ток, потребляемый электродвигателем, присоединенным к сети 220 В, составлял 10 А в течение 15 минут. Определить энергию, потребленную двигателем.
Вт*сек, или, разделив эту величину на 1000 и 3600, получим энергию в киловатт-часах:

W = 1980000/(1000*3600) = 0,55кВт*ч

Таблица 1. Электрические величины и единицы

Не имея определенных начальных знаний об электричестве, тяжело себе представить, как работают электрические приборы, почему вообще они работают, почему надо включать телевизор в розетку, чтобы он заработал, а фонарику хватает маленькой батарейки, чтобы он светил в темноте.

И так будем разбираться во всем по порядку.

Электричество

Электричество – это природное явление, подтверждающее существование, взаимодействие и движение электрических зарядов. Электричество впервые было обнаружено еще в VII веке до н.э. греческим философом Фалесом. Фалес обратил внимание на то, что если кусочек янтаря потереть о шерсть, он начинает притягивать к себе легкие предметы. Янтарь на древнегреческом – электрон.

Вот так и представляю себе, сидит Фалес, трет кусок янтаря о свой гиматий (это шерстяная верхняя одежда у древних греков), а затем с озадаченным видом смотрит, как к янтарю притягиваются волосы, обрывки ниток, перья и клочки бумаги.

Данное явление называется статическим электричеством. Вы можете повторить данный опыт. Для этого хорошенько потрите шерстяной тканью обычную пластмассовую линейку и поднесите ее к мелким бумажным кусочкам.

Следует отметить, что долгое время это явление не изучалось. И только в 1600 году в своем сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле» английский естествоиспытатель Уильям Гилберт ввел термин – электричество. В своей работе он описал свои опыты с наэлектризованными предметами, а также установил, что наэлектризовываться могут и другие вещества.

Далее на протяжении трех веков самые передовые ученые мира исследуют электричество, пишут трактаты, формулируют законы, изобретают электрические машины и только в 1897 году Джозеф Томсон открывает первый материальный носитель электричества – электрон, частицу, благодаря которой возможны электрические процессы в веществах.

Электрон – это элементарная частица, имеет отрицательный заряд примерно равный -1,602·10 -19 Кл (Кулон). Обозначается е или е – .

Напряжение

Чтобы заставить перемещаться заряженные частицы от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Единица измерения напряжения – Вольт (В или V). В формулах и расчетах напряжение обозначается буквой V. Чтобы получить напряжение величиной 1 В нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж (Джоуль).

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под естественным давлением покидает резервуар через трубу. Давайте условимся, что вода – это электрический заряд, высота водяного столба (давление) – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток.

Читайте также: Диван икеа пс мурбо отзывы

Таким образом, чем больше воды в баке, тем выше давление. Аналогично с электрической точки зрения, чем больше заряд, тем выше напряжение.

Начнем сливать воду, давление при этом будет уменьшаться. Т.е. уровень заряда опускается – величина напряжения уменьшается. Такое явление можно наблюдать в фонарике, лампочка светит все тусклее по мере того как разряжаются батарейки. Обратите внимание, чем меньше давление воды (напряжение), тем меньше поток воды (ток).

Электрический ток

Электрический ток – это физический процесс направленного движения заряженных частиц под действием электромагнитного поля от одного полюса замкнутой электрической цепи к другому. В качестве частиц, переносящих заряд, могут выступать электроны, протоны, ионы и дырки. При отсутствии замкнутой цепи ток невозможен. Частицы способные переносить электрические заряды существуют не во всех веществах, те в которых они есть, называются проводниками и полупроводниками. А вещества, в которых таких частиц нет – диэлектриками.

Принято считать направление тока от плюса к минусу, при этом электроны движутся от минуса к плюсу!

Единица измерения силы тока – Ампер (А). В формулах и расчетах сила тока обозначается буквой I. Ток в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда в 1 Кулон (6,241·10 18 электронов) за 1 секунду.

Вновь обратимся к нашей аналогии вода – электричество. Только теперь возьмем два резервуара и наполним их равным количеством воды. Отличие между баками в диаметре выходной трубы.

Откроем краны и убедимся, что поток воды из левого бака больше (диаметр трубы больше), чем из правого. Такой опыт – явное доказательство зависимости скорости потока от диаметра трубы. Теперь попробуем уравнять два потока. Для этого добавим в правый бак воды (заряд). Это даст большее давление (напряжение) и увеличит скорость потока (ток). В электрической цепи в роли диаметра трубы выступает сопротивление.

Проведенные эксперименты наглядно демонстрируют взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Подробнее о сопротивлении поговорим чуть позже, а сейчас еще несколько слов о свойствах электрического тока.

Если напряжение не меняет свою полярность, плюс на минус, и ток течет в одном направлении, то – это постоянный ток и соответственно постоянное напряжение. Если источник напряжения меняет свою полярность и ток течет то в одном направлении, то в другом – это уже переменный ток и переменное напряжение. Максимальные и минимальные значения (на графике обозначены как Io) – это амплитудные или пиковые значения силы тока. В домашних розетках напряжение меняет свою полярность 50 раз в секунду, т.е. ток колеблется то туда, то сюда, получается, что частота этих колебаний составляет 50 Герц или сокращенно 50 Гц. В некоторых странах, например в США принята частота 60 Гц.

Читайте также: Гортензия pinky winky фото

Сопротивление

Электрическое сопротивление – физическая величина, определяющая свойство проводника препятствовать (сопротивляться) прохождению тока. Единица измерения сопротивления – Ом (обозначается Ом или греческой буквой омега Ω). В формулах и расчетах сопротивление обозначается буквой R. Сопротивлением в 1 Ом обладает проводник к полюсам которого приложено напряжение 1 В и протекает ток 1 А.

Проводники по-разному проводят ток. Их проводимость зависит, в первую очередь, от материала проводника, а также от сечения и длины. Чем больше сечение, тем выше проводимость, но, чем больше длина, тем проводимость ниже. Сопротивление – это обратное понятие проводимости.

На примере водопроводной модели сопротивление можно представить как диаметр трубы. Чем он меньше, тем хуже проводимость и выше сопротивление.

Сопротивление проводника проявляется, например, в нагреве проводника при протекании в нем тока. Причем, чем больше ток и меньше сечение проводника – тем сильнее нагрев.

Мощность

Электрическая мощность – это физическая величина, определяющая скорость преобразования электроэнергии. Например, вы не раз слышали: «лампочка на столько-то ватт». Это и есть мощность потребляемая лампочкой за единицу времени во время работы, т.е. преобразовании одного вида энергии в другой с некоторой скоростью.

Источники электроэнергии, например генераторы, также характеризуется мощностью, но уже вырабатываемой в единицу времени.

Единица измерения мощности – Ватт (обозначается Вт или W). В формулах и расчетах мощность обозначается буквой P. Для цепей переменного тока применяется термин Полная мощность, единица измерения – Вольт-ампер (В·А или V·A), обозначается буквой S.

И в завершение про Электрическую цепь. Данная цепь представляет собой некоторый набор электрических компонентов, способных проводить электрический ток и соединенных между собой соответствующим образом.

Что мы видим на этом изображении – элементарный электроприбор (фонарик). Под действием напряжения U (В) источника электроэнергии (батарейки) по проводникам и другим компонентам обладающих разными сопротивлениями R (Ом) от плюса к минусу течет электрический ток I (А) заставляющий светиться лампочку мощностью P (Вт). Не обращайте внимания на яркость лампы, это из-за плохого давления и малого потока воды батареек.

Фонарик, что представлен на фотографии, собран на базе конструктора « Знаток ». Данный конструктор позволяет ребенку в игровой форме познать основы электроники и принцип работы электронных компонентов. Поставляется в виде наборов с разным количеством схем и разного уровня сложности.

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

В каких единицах измеряется напряжение электрического тока

Электрическим током (I) называется направленное движение электрических зарядов (ионов — в электролитах, электронов проводимости в металлах).
Необходимым условием для протекания электрического тока является замкнутость электрической цепи.

Электрический ток измеряется в амперах (А).

Производными единицами измерения тока являются:
1 килоампер (кА) = 1000 А;
1 миллиампер (мА) 0,001 А;
1 микроампер (мкА) = 0,000001 А.

Человек начинает ощущать проходящий через его тело ток в 0,005 А. Ток больше 0,05 А опасен для жизни человека.

Электрическим напряжением (U) называется разность потенциалов между двумя точками электрического поля.

Единицей разности электрических потенциалов является вольт (В).
1 В = (1 Вт) : (1 А).

Производными единицами измерения напряжения являются:

1 киловольт (кВ) = 1000 В;
1 милливольт (мВ) = 0,001 В;
1 микровольт (мкВ) = 0,00000 1 В.

Электрическое сопротивление измеряется в омах (Ом).
1 Ом = (1 В) : (1 А).

Производными единицами измерения сопротивления являются:

1 килоОм (кОм) = 1000 Ом;
1 мегаОм (МОм) = 1 000 000 Ом;
1 миллиОм (мОм) = 0,001 Ом;
1 микроОм (мкОм) = 0,00000 1 Ом.

Электрическое сопротивление тела человека в зависимости от ряда условий колеблется от 2000 до 10 000 Ом.

Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электрической проводимостью (γ).

Производными единицами измерения электрической мощности являются:

1 киловатт (кВт) = 1000 Вт;
1 мегаватт (МВт) = 1000 кВт = 1 000 000 Вт;
1 милливатт (мВт) = 0,001 Вт; о1i
1 лошадиная сила (л. с.) = 736 Вт = 0,736 кВт.

Единицами измерения электрической энергии являются:

1 ватт-секунда (Вт сек) = 1 Дж = (1 Н) (1 м);
1 киловатт-час (кВт ч) = 3,б 106 Вт сек.

Пример. Ток, потребляемый электродвигателем, присоединенным к сети 220 В, составлял 10 А в течение 15 минут. Определить энергию, потребленную двигателем.
Вт*сек, или, разделив эту величину на 1000 и 3600, получим энергию в киловатт-часах:

Читайте также: Битумно полимерная мастика холодного применения славянка

W = 1980000/(1000*3600) = 0,55кВт*ч

Таблица 1. Электрические величины и единицы

Напряжение — известная величина, используемая во всех световых и аккумуляторных источниках. Что оно собой представляет, какие разновидности существуют, чем измеряют напряжение, в каких единицах измеряется электрическое напряжение и многое другое далее.

Суть явления

Разновидности

Постоянное напряжение

Переменное напряжение

Читайте также: Елена михайлова нимфа виола биография

Используется активно в промышленности, на электрической станции, на трансформаторной подстанции и передается в каждый дом при помощи линий электрических передач. Больше всего используется три фазы для подключения. Подобная электрификация распространена на многих железных дорогах.

Обратите внимание! Стоит отметить, что имеются также некоторые виды двухсистемных электровозов, которые работают во многих случаях на переменном показателе.

Единицы измерения

Измеряется напряженье в вольтах. Обозначается В или Вольт. Одно значение выражено в разности нескольких точек на электрическом поле. Значение 220 вольт говорит о том, что электрическое поле призвано тратить энергию, чтобы протаскивать заряды через всю электрическую цепь с нагрузкой.

Измерительные приборы

В данной статье мы подробно разберем что такое напряжение, как просто его представить и измерить.

Определение

Напряжение — это электродвижущая сила, которая толкает свободные электроны от одного атома к другому в том же направлении.

В первые дни электричества напряжение было известно как электродвижущая сила (ЭДС). Именно поэтому в уравнениях, таких как закон Ома, напряжение представлено символом Е.

Алессандро Вольта

Единицей электрического потенциала является вольт, названный в честь Алессандро Вольта, итальянского физика, жившего между 1745 и 1827 годами.

Алессандро Вольта был одним из пионеров динамического электричества. Исследуя основные свойства электричества, он изобрел первую батарею и углубил понимание электричества.

Представление напряжения

Читайте также: Горение полистирола уравнение реакции

Напряжение или разность потенциалов — это просто измерение количества энергии (в джоулях) на единицу заряда (кулона). Например, в 1,5-вольтовой батарее AA каждый кулон (заряд) будет получать 1,5 вольт или джоулей энергии.

Напряжение = [Джоуль ÷ Кулон]

1 вольт = 1 джоуль на кулон

100 вольт = 100 джоулей на кулон

1 кулон = 6 200 000 000 000 000 000 электронов (6,2 × 10 18 )

В чем измеряется напряжение

мегавольт (мВ)
киловольт (кВ)
вольт (В)
милливольт (мВ)
микровольт (мкВ)

Расчет напряжения

Напряжение (V) = ток (I) * сопротивление (R)

V = I *R

Пример

Ток в цепи (I) = 10 А
Сопротивление цепи (R) = 2 Ом

Напряжение (V) = 10 А * 2 Ом

Ответ: V = 20В

Резюме

Напряжение — это сила, которая перемещает электроны от одного атома к другому
Напряжение также известно как разность потенциалов
Напряжение измеряется в единицах «вольт» (В)
Батареи увеличивают потенциальную энергию электронов
Лампочки и другие нагрузки уменьшают потенциальную энергию электронов
Напряжение измеряется с помощью вольтметра
Напряжение цепи можно рассчитать путем умножения тока и сопротивления

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

источники:

https://prohvoda.ru/elektroteoriya/razmernost-napryazheniya.html

https://vmeste-masterim.ru/edinicy-izmerenija-toka-naprjazhenija.html

https://vmeste-masterim.ru/v-kakih-edinicah-izmerjaetsja-naprjazhenie.html