Elektrische Spannung

Die elektrische Spannung ist definiert als elektrische Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten eines elektrischen Feldes.

Mithilfe der Wasserleitungsanalogie können wir die Spannung als Höhenunterschied darstellen, durch den das Wasser nach unten fließt.

V = φ ₂ - φ ₁

V ist die Spannung zwischen Punkt 2 und 1 in Volt (V) .

φ ₂ ist das elektrische Potential am Punkt 2 in Volt (V).

φ ₁ ist das elektrische Potential am Punkt 1 in Volt (V).

In einem Stromkreis ist die elektrische Spannung V in Volt (V) gleich dem Energieverbrauch E in Joule (J)

geteilt durch die elektrische Ladung Q in Coulomb (C).

V ist die in Volt (V) gemessene Spannung

E ist die in Joule (J) gemessene Energie

Q ist die in Coulomb (C) gemessene elektrische Ladung.

Spannung in Reihe

Die Gesamtspannung mehrerer Spannungsquellen oder Spannungsabfälle in Reihe ist ihre Summe.

V _T = V ₁ + V ₂ + V ₃ + ...

V _T - die äquivalente Spannungsquelle oder der Spannungsabfall in Volt (V).

V ₁ - Spannungsquelle oder Spannungsabfall in Volt (V).

V ₂ - Spannungsquelle oder Spannungsabfall in Volt (V).

V ₃ - Spannungsquelle oder Spannungsabfall in Volt (V).

Spannung parallel

Spannungsquellen oder Spannungsabfälle parallel haben die gleiche Spannung.

V _T = V ₁ = V ₂ = V ₃ = ...

V _T - die äquivalente Spannungsquelle oder der Spannungsabfall in Volt (V).

V ₁ - Spannungsquelle oder Spannungsabfall in Volt (V).

V ₂ - Spannungsquelle oder Spannungsabfall in Volt (V).

V ₃ - Spannungsquelle oder Spannungsabfall in Volt (V).

Spannungsteiler

Für einen Stromkreis mit in Reihe geschalteten Widerständen (oder einer anderen Impedanz) beträgt der Spannungsabfall V _i am Widerstand R _i :

Kirchhoffs Spannungsgesetz (KVL)

Die Summe der Spannungsabfälle an einer Stromschleife ist Null.

∑ V _k = 0

Gleichstromkreis

Gleichstrom (DC) wird von einer Konstantspannungsquelle wie einer Batterie oder einer Gleichspannungsquelle erzeugt.

Der Spannungsabfall an einem Widerstand kann aus dem Widerstand des Widerstands und dem Strom des Widerstands unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes berechnet werden:

Spannungsberechnung nach dem Ohmschen Gesetz

V _R = I _R × R.

V _R - Spannungsabfall am Widerstand gemessen in Volt (V)

I _R - Stromfluss durch den Widerstand gemessen in Ampere (A)

R - Widerstand des Widerstands gemessen in Ohm (Ω)

Wechselstromkreis

Wechselstrom wird von einer sinusförmigen Spannungsquelle erzeugt.

Ohm'sches Gesetz

V _Z = I _Z × Z.

V _Z - Spannungsabfall an der Last gemessen in Volt (V)

I _Z - Stromfluss durch die Last gemessen in Ampere (A)

Z - Impedanz der Last gemessen in Ohm (Ω)

Momentane Spannung

v ( t ) = V _max × sin ( & ohgr ; t + & thgr ; )

v (t) - Spannung zum Zeitpunkt t, gemessen in Volt (V).

V _max - maximale Spannung (= Sinusamplitude), gemessen in Volt (V).

ω - Winkelfrequenz gemessen im Bogenmaß pro Sekunde (rad / s).

t - Zeit, gemessen in Sekunden.

θ        - Phase der Sinuswelle im Bogenmaß (rad).

Effektivspannung (effektiv)

V _rms =  V _eff  =  V _max / √ 2 ≈ 0,707 V _max

V _rms - Effektivspannung, gemessen in Volt (V).

V _max - maximale Spannung (= Sinusamplitude), gemessen in Volt (V).

Spitze-Spitze-Spannung

V _p-p = 2 V _max

Spannungsabfall

Der Spannungsabfall ist der Abfall des elektrischen Potentials oder der Potentialdifferenz an der Last in einem Stromkreis.

Spannungsmessung

Die elektrische Spannung wird mit einem Voltmeter gemessen. Das Voltmeter ist parallel zur gemessenen Komponente oder Schaltung geschaltet.

Das Voltmeter hat einen sehr hohen Widerstand, so dass es den gemessenen Stromkreis fast nicht beeinflusst.

Spannung nach Land

Die Wechselspannungsversorgung kann von Land zu Land unterschiedlich sein.

Europäische Länder verwenden 230 V, während nordamerikanische Länder 120 V verwenden.

Siehe auch

• Spannungsteiler
• Ohm'sches Gesetz
• Volt
• Kirchhoffs Gesetze
• Elektrischer Strom
• Elektrische Energie
• Elektrische Ladung
• Widerstand
• Elektrische Einheiten
• Energieumwandlung
• Elektrische Taschenrechner
• Elektrische Berechnungen