Электрическое напряжение

Электрическое напряжение определяется как разность электрических потенциалов между двумя точками электрического поля.

Используя аналогию с водопроводной трубой, мы можем представить напряжение как разницу высот, по которой вода течет вниз.

V = φ ₂ - φ ₁

V - напряжение между точками 2 и 1 в вольтах (В) .

φ ₂ - электрический потенциал в точке № 2 в вольтах (В).

φ ₁ - электрический потенциал в точке № 1 в вольтах (В).

В электрической цепи электрическое напряжение V в вольтах (В) равно потребляемой энергии E в джоулях (Дж).

деленное на электрический заряд Q в кулонах (Кл).

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

V - напряжение, измеренное в вольтах (В)

E - энергия, измеряемая в джоулях (Дж)

Q - электрический заряд, измеряемый в кулонах (Кл)

Напряжение последовательно

Полное напряжение нескольких источников напряжения или падения напряжения последовательно - их сумма.

В _Т = В ₁ + В ₂ + В ₃ + ...

V _T - эквивалентный источник напряжения или падение напряжения в вольтах (В).

V ₁ - источник напряжения или падение напряжения в вольтах (В).

V ₂ - источник напряжения или падение напряжения в вольтах (В).

В ₃ - источник напряжения или падение напряжения в вольтах (В).

Напряжение параллельно

Источники напряжения или параллельные падения напряжения имеют одинаковое напряжение.

V _T = V ₁ = V ₂ = V ₃ = ...

V _T - эквивалентный источник напряжения или падение напряжения в вольтах (В).

V ₁ - источник напряжения или падение напряжения в вольтах (В).

V ₂ - источник напряжения или падение напряжения в вольтах (В).

В ₃ - источник напряжения или падение напряжения в вольтах (В).

Делитель напряжения

Для электрической цепи с последовательно включенными резисторами (или другим сопротивлением) падение напряжения V _i на резисторе R _i составляет:

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

Закон напряжения Кирхгофа (KVL)

Сумма падений напряжения в токовой петле равна нулю.

∑ V _k = 0

Цепь постоянного тока

Постоянный ток (DC) генерируется источником постоянного напряжения, например аккумулятором или источником постоянного напряжения.

Падение напряжения на резисторе можно рассчитать, исходя из сопротивления резистора и тока резистора, используя закон Ома:

Расчет напряжения по закону Ома

V _R = I _R × R

V _R - падение напряжения на резисторе, измеренное в вольтах (В)

I _R - ток, протекающий через резистор, измеряется в амперах (А)

R - сопротивление резистора, измеренное в Ом (Ом)

Цепь переменного тока

Переменный ток генерируется источником синусоидального напряжения.

Закон Ома

V _Z = I _Z × Z

V _Z - падение напряжения на нагрузке, измеренное в вольтах (В)

I _Z - ток, протекающий через нагрузку, измеряется в амперах (А)

Z - сопротивление нагрузки, измеренное в омах (Ом)

Мгновенное напряжение

v ( t ) = V _max × sin ( ωt + θ )

v (t) - напряжение в момент времени t, измеренное в вольтах (В).

V _max - максимальное напряжение (= амплитуда синуса), измеренное в вольтах (В).

ω - угловая частота, измеряемая в радианах в секунду (рад / с).

t - время, измеряемое в секундах (с).

θ - фаза синусоидальной волны в радианах (рад).

RMS (эффективное) напряжение

V _rms = V _эфф = V _макс / √ 2 ≈ 0,707 В _макс.

V _rms - действующее значение напряжения, измеренное в вольтах (В).

V _max - максимальное напряжение (= амплитуда синуса), измеренное в вольтах (В).

Пиковое напряжение

V _p-p = 2 В _макс.

Падение напряжения

Падение напряжения - это падение электрического потенциала или разности потенциалов на нагрузке в электрической цепи.

Измерение напряжения

Электрическое напряжение измеряется вольтметром. Вольтметр подключается параллельно измеряемому компоненту или цепи.

Вольтметр имеет очень высокое сопротивление, поэтому практически не влияет на измеряемую цепь.

Напряжение по странам

Напряжение питания переменного тока может отличаться в зависимости от страны.

Европейские страны используют 230 В, а страны Северной Америки - 120 В.

Страна	вольтаж [Вольт]	Частота [Герц]
Австралия	230 В	50 Гц
Бразилия	110 В	60 Гц
Канада	120 В	60 Гц
Китай	220В	50 Гц
Франция	230 В	50 Гц
Германия	230 В	50 Гц
Индия	230 В	50 Гц
Ирландия	230 В	50 Гц
Израиль	230 В	50 Гц
Италия	230 В	50 Гц
Япония	100 В	50/60 Гц
Новая Зеландия	230 В	50 Гц
Филиппины	220В	60 Гц
Россия	220В	50 Гц
Южная Африка	220В	50 Гц
Таиланд	220В	50 Гц
Великобритания	230 В	50 Гц
США	120 В	60 Гц

Электрический ток ►