Napięcie elektryczne

Napięcie elektryczne definiuje się jako różnicę potencjałów elektrycznych między dwoma punktami pola elektrycznego.

Korzystając z analogii fajki wodnej, możemy wizualizować napięcie jako różnicę wysokości, która powoduje spływ wody.

V = φ ₂ - φ ₁

V to napięcie między punktem 2 i 1 w woltach (V) .

φ ₂ to potencjał elektryczny w punkcie # 2 w woltach (V).

φ ₁ to potencjał elektryczny w punkcie # 1 w woltach (V).

W obwodzie elektrycznym napięcie elektryczne V w woltach (V) jest równe zużyciu energii E w dżulach (J)

podzielone przez ładunek elektryczny Q w kulombach (C).

V to napięcie mierzone w woltach (V)

E to energia mierzona w dżulach (J)

Q to ładunek elektryczny mierzony w kulombach (C)

Napięcie szeregowe

Sumaryczne napięcie kilku źródeł napięcia lub szeregowych spadków napięcia jest ich sumą.

V _T = V ₁ + V ₂ + V ₃ + ...

V _T - równoważne źródło napięcia lub spadek napięcia w woltach (V).

V ₁ - źródło napięcia lub spadek napięcia w woltach (V).

V ₂ - źródło napięcia lub spadek napięcia w woltach (V).

V ₃ - źródło napięcia lub spadek napięcia w woltach (V).

Napięcie równoległe

Źródła napięcia lub równoległe spadki napięcia mają jednakowe napięcie.

V _T = V ₁ = V ₂ = V ₃ = ...

V _T - równoważne źródło napięcia lub spadek napięcia w woltach (V).

V ₁ - źródło napięcia lub spadek napięcia w woltach (V).

V ₂ - źródło napięcia lub spadek napięcia w woltach (V).

V ₃ - źródło napięcia lub spadek napięcia w woltach (V).

Dzielnik napięcia

W przypadku obwodu elektrycznego z rezystorami (lub inną impedancją) połączonymi szeregowo spadek napięcia V _i na rezystorze R _i wynosi:

Prawo napięcia Kirchhoffa (KVL)

Suma spadków napięcia na pętli prądowej wynosi zero.

∑ V _k = 0

Obwód prądu stałego

Prąd stały (DC) jest generowany przez źródło stałego napięcia, takie jak bateria lub źródło napięcia stałego.

Spadek napięcia na rezystorze można obliczyć na podstawie rezystancji rezystora i prądu rezystora, korzystając z prawa Ohma:

Obliczanie napięcia zgodnie z prawem Ohma

V _R = I _R × R

V _R - spadek napięcia na rezystorze mierzony w woltach (V)

I _R - przepływ prądu przez rezystor mierzony w amperach (A)

R - rezystancja rezystora mierzona w omach (Ω)

Obwód prądu przemiennego

Prąd przemienny jest generowany przez sinusoidalne źródło napięcia.

Prawo Ohma

V _Z = I _Z × Z

V _Z - spadek napięcia na obciążeniu mierzony w woltach (V)

I _Z - przepływ prądu przez obciążenie mierzony w amperach (A)

Z - impedancja obciążenia mierzona w omach (Ω)

Chwilowe napięcie

v ( t ) = V _max × sin ( ωt + θ )

v (t) - napięcie w czasie t, mierzone w woltach (V).

V _max - maksymalne napięcie (= amplituda sinusoidy) mierzone w woltach (V).

ω - częstotliwość kątowa mierzona w radianach na sekundę (rad / s).

t - czas mierzony w sekundach (s).

θ        - faza fali sinusoidalnej w radianach (rad).

Napięcie skuteczne (skuteczne)

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

V _rms - napięcie skuteczne mierzone w woltach (V).

V _max - maksymalne napięcie (= amplituda sinusoidy) mierzone w woltach (V).

Napięcie międzyszczytowe

V _p-p = 2 V _maks

Spadek napięcia

Spadek napięcia to spadek potencjału elektrycznego lub różnicy potencjałów obciążenia w obwodzie elektrycznym.

Pomiar napięcia

Napięcie elektryczne mierzone jest woltomierzem. Woltomierz jest podłączony równolegle do mierzonego komponentu lub obwodu.

Woltomierz ma bardzo dużą rezystancję, więc prawie nie wpływa na mierzony obwód.

Napięcie według kraju

Napięcie zasilania AC może się różnić w zależności od kraju.

Kraje europejskie używają 230 V, podczas gdy kraje Ameryki Północnej używają 120 V.

Zobacz też

• Dzielnik napięcia
• Prawo Ohma
• Wolt
• Prawa Kirchhoffa
• Prąd elektryczny
• Energia elektryczna
• Ładunek elektryczny
• Rezystor
• Jednostki elektryczne
• Konwersja energii
• Kalkulatory elektryczne
• Obliczenia elektryczne