Determinarea tensiunii în circuitul curentului electric

Electricitatea este folosită pretutindeni și a fost "mereu" pentru marea majoritate a oamenilor. Dar abia mulți oameni s-au gândit la natura acestui fenomen. Printre termenii electrici de bază, cele mai dificil de înțeles, în ciuda simplității lor aparente, sunt "diferența de potențial" și "tensiunea în circuit".

Conceptul de potențial

Pentru ca electronii să treacă de-a lungul unui lanț, este nevoie de energie, capabile să le conducă de-a lungul circuitului electric. De exemplu, în cazul electricității statice, aceasta este forța generată de dezechilibrul încărcăturii electrice în obiecte.

Experiența școlară cu frecarea baghetei de ebonit pe lână ilustrează crearea unui exces de electroni în ebonit (încărcare negativă) și deficitul de electroni din lână (încărcare pozitivă) cu costurile energiei mecanice pentru frecare.

Între electrozii izolați, acest dezechilibru se manifestă numai prin atragerea obiectelor electrificate unul la celălalt. Dacă ele sunt conectate printr-un conductor, atunci electronii vor trece prin ea de la ebonit la lână, compensând deficitul.

Acesta este curentul electric din circuit, și gradul de electrificare a corpurilor este cantitatea, numit potențialul. Simplificat pentru a înțelege ceea ce se numește stres, putem considera această valoare ca fiind diferența dintre potențialele dintre obiecte.

Model hidraulic

Procesul de obținere a încărcăturilor în materiale frecat unul împotriva celuilalt este similar cu umplerea unui rezervor de apă la o înălțime de la un rezervor liber. În comparație cu oglinda unui bazin deschis, rezervorul de apă situat mai sus poate fi considerat un depozit de energie. Forțele gravitaționale împuternicesc apa de pe deal cu potențialul de golire a rezervorului atunci când sunt depresurizate. Dacă conectați capacitățile descrise în țeavă, apa sub acțiunea gravitației va crea un flux în ea, eliberând energia acumulată de la injectarea preliminară.

Ca un lichid fix într-un rezervor mare, energia stocată în obiectele frecate este numită potențial - are potențialul (potențialul) de a fi realizat prin mișcarea electronilor de-a lungul conductorului.

În cazul electricității statice, ceea ce se numește tensiune poate fi exprimat după cum urmează: aceasta este unitatea de lucru necesară pentru a muta o unitate de încărcare de la un loc la altul prin depășirea unei forțe care încearcă să mențină potențialul echilibrat.

O măsură a energiei potențiale (necesarul de lucru) per unitate de încărcare pentru ao deplasa de-a lungul unui conductor - așa ar arăta o definiție a tensiunii, care se aplică circuitelor electrice.

Lista cu cantitățile fizice care descriu fenomenul de stres:

• diferența de potențial este măsurată în volți (V);
• încărcătura electrică - Pendant (Cl);
• lucrul la transferul de sarcină - Joule (J).

Pentru circuitele electrice cu surse de alimentare galvanică, rețele de tensiune AC sau fenomene electrostatice, nu există nici o diferență în măsurarea tensiunii electrice. În toate cazurile, indicatorul este considerat ca o diferență de potențial și este determinat în volți. Unitatea de măsură poate fi reprezentată după cum urmează: 1B = 1J / 1C. Un dispozitiv pentru măsurarea tensiunii se numește voltmetru.

Măsurători în circuit

Alimentarea în circuitul extern este creată de o sursă care efectuează funcția pompei (în mod analog cu rezervoarele de apă). Este furnizată cu forța prin funcționarea câmpului electric în circuitul intern ca urmare a transformării reacțiilor chimice în celule sau a energiei mecanice în generatoare.

În circuitele electrice externe, mișcarea de încărcare are loc în mod natural între potențiale și este însoțită de pierderi de energie pentru a asigura această mișcare.

În acest sens, sursa de curent continuu trebuie să furnizeze energia necesară pentru a menține diferența de potențial la cele două capete ale circuitului extern, creând o presiune electrică ridicată (similară cu exemplul hidraulic).

Când încărcarea se deplasează prin circuitul exterior, acesta se ciocnește cu diferite elemente de circuit, fiecare dintre acestea fiind un dispozitiv de conversie a energiei. Pot fi becuri, motoare, elemente de încălzire. De exemplu, într-o lampă cu incandescență, energia unui potențial electric este transformată în radiații luminoase și termice. Astfel, există o pierdere de potențial, adică va fi diferită înainte de încărcare (lampă) și după aceasta. Pierderea potențialului electric în timpul trecerii prin elementele circuitului se numește cădere de tensiune. Acesta este unul dintre cei mai importanți indicatori pentru monitorizarea funcționării dispozitivelor din circuit.

Lista legilor și formulelor de bază ale tensiunii electrice, care descriu fenomenul în lanțuri, arată astfel:

• Formula pentru calcularea tensiunii este U = A / q, unde q este sarcina (C1), A este operația de transfer de sarcină (J).
• Legea lui Ohm: U = IR, unde eu sunt curentul în circuit, R este rezistența conductorului, la capetele căruia se măsoară tensiunea.
• Diferența de potențial asupra elementelor succesive ale circuitului: U = U1 + U2 + U3 + ... + Un.

Este important să înțelegeți acest lucru Tensiunea nu poate fi în nici un caz o măsură a curentului. Diferența de potențial și curentul electric sunt două fenomene aproape fără legătură. Teoretic, este posibil să se creeze un curent fără tensiune prin scurtcircuit în vid, iar un exemplu inversat este un condensator obișnuit. Presupunerea că curentul are o tensiune este o concepție greșită. Merită amintit pentru înțelegerea fizicii fenomenelor descrise.