Què es vol dir amb el voltatge d'un sistema i com flueix el voltatge a través de la corrent?

Significat de la tensió del sistema

Definició

La tensió del sistema és la diferència de potencial entre punts específics d'un sistema elèctric (com ara un sistema d'abastament d'energia, un sistema de circuits electrònics, etc.). En els sistemes d'energia, sol referir-se a la tensió entre una fase o línia específica de la xarxa. Per exemple, en un sistema de distribució de baixa tensió de quatre fils triphas, la tensió de fase (la tensió entre la línia viva i la línia neutra) és de 220V, i la tensió de línia (la tensió entre la línia viva i la línia viva) és de 380V, que són valors típics de la tensió del sistema.

Efecte

La tensió del sistema és un índex important per mesurar l'estat energètic del sistema elèctric. Determina la quantitat d'energia que el sistema pot proporcionar a la càrrega i l'eficiència de la transferència d'energia. Per a diferents equips elèctrics, només poden funcionar normalment sota la seva tensió nominal. Per exemple, una llum amb una tensió nominal de 220V, si la tensió del sistema es desvia massa de 220V, la brillantor i la vida útil de la llum es veuràn afectades.

Factor determinant

La magnitud de la tensió del sistema està determinada pel voltatge de sortida de l'equip de generació (com ara el generador), la relació de transformació del transformador i els diversos dispositius reguladors en el procés de transmissió i distribució d'energia. En una central elèctrica, un generador genera una certa tensió d'energia elèctrica, que després s'eleva mitjançant un transformador elevador per facilitar la transmissió a llarga distància, i després s'abaixa mitjançant un transformador rebaixador a un nivell adequat per a l'ús de l'equip del client abans d'arribar al client.

La relació entre la tensió i la corrent (l'expressió "com flueix la tensió a través de la corrent" no és precisa, sinó com es genera i flueix la corrent sota l'acció de la tensió)

Mecanisme microscòpic (prenent com a exemple un conductor metàl·lic)

Hi ha un gran nombre d'electrons lliures en els conductors metàl·lics. Quan hi ha tensió als dos extrems del conductor, és equivalent a establir un camp elèctric dins del conductor. Segons l'acció de la força del camp elèctric, el camp exerceix una força sobre els electrons lliures, fent que es moguin de manera dirigida, formant així una corrent elèctrica. La tensió és la força motriu que fa que els electrons lliures es moguin de manera dirigida, tal com quan hi ha pressió d'aigua en un tub, l'aigua fluirà des del punt on la pressió és més alta cap al punt on la pressió és més baixa, i els electrons fluiran des del punt on el potencial és més baix cap al punt on el potencial és més alt (la direcció de la corrent es especifica com la direcció del moviment de la càrrega positiva, per tant, és el contrari de la direcció real del moviment dels electrons).

Llei d'Ohm

Segons la llei d'Ohm I=V/R, (on I és la corrent, U és la tensió, R és la resistència), en el cas d'una resistència determinada, més gran sigui la tensió, més gran serà la corrent. Això mostra que hi ha una relació quantitativa entre la tensió i la corrent, la tensió és la causa de la corrent, i la magnitud de la corrent depèn de la magnitud de la tensió i la resistència. Per exemple, en un circuit simple, si la resistència és de 10Ω i la tensió és de 10V, la corrent es pot calcular com 1A segons la llei d'Ohm; Si la tensió augmenta a 20V i la resistència no canvia, la corrent canvia a 2A.

La situació en el circuit

En un circuit complet, la font d'energia proporciona la tensió, que actua sobre les diverses components del circuit (com ara resistors, condensadors, inductors, etc.). Quan el circuit està tancat, la corrent comença al terminal positiu de la font d'energia, passa a través de les diverses components del circuit i torna al terminal negatiu de la font d'energia. En aquest procés, la tensió es distribueix als extrems de diferents components, i el flux de corrent en cada component es determina segons les característiques de la component (com ara el valor de la resistència del resistor, la reactància capacitiva del condensador, la reactància inductiva de l'inductor, etc.). Per exemple, en un circuit en sèrie, la corrent és igual a tot arreu, i la tensió es distribueix a cada resistor en proporció a la resistència; En un circuit en paral·lel, la tensió és igual a tot arreu, i la corrent total és igual a la suma de les corrents de branca.