¿Qué se entiende por el voltaje de un sistema y cómo fluye el voltaje a través de la corriente?

Significado del voltaje del sistema

Definición

El voltaje del sistema es la diferencia de potencial entre puntos específicos en un sistema eléctrico (como un sistema de suministro de energía, un sistema de circuito electrónico, etc.). En los sistemas de energía, generalmente se refiere al voltaje entre una fase o línea específica en la red. Por ejemplo, en un sistema de distribución de baja tensión trifásico con cuatro hilos, el voltaje de fase (el voltaje entre el hilo activo y el neutro) es de 220V, y el voltaje de línea (el voltaje entre el hilo activo y el hilo activo) es de 380V, que son valores típicos del voltaje del sistema.

Efecto

El voltaje del sistema es un índice importante para medir el estado energético del sistema eléctrico. Determina la cantidad de potencia que el sistema puede proporcionar a la carga y la eficiencia de la transferencia de energía. Para diferentes equipos eléctricos, solo pueden funcionar normalmente bajo su voltaje nominal. Por ejemplo, una lámpara con un voltaje nominal de 220V, si el voltaje del sistema se desvía demasiado de 220V, la luminosidad y la vida útil de la lámpara se verán afectadas.

Factor determinante

El tamaño del voltaje del sistema está determinado por el voltaje de salida del equipo generador (como el generador), la relación de transformación del transformador y los diversos dispositivos reguladores en el proceso de transmisión y distribución de energía. En una central eléctrica, un generador genera cierta cantidad de energía eléctrica, que luego se eleva mediante un transformador de potencia para facilitar la transmisión a larga distancia, y luego se reduce mediante un transformador de reducción a un nivel adecuado para el uso por parte del equipo del usuario antes de llegar al cliente.

La relación entre el voltaje y la corriente (la expresión "cómo fluye el voltaje a través de la corriente" no es precisa, sino cómo se genera y fluye la corriente bajo la acción del voltaje)

Mecanismo microscópico (tomando como ejemplo un conductor metálico)

Existen un gran número de electrones libres en los conductores metálicos. Cuando hay un voltaje en ambos extremos del conductor, es equivalente a establecer un campo eléctrico dentro del conductor. Según la acción de la fuerza del campo eléctrico, el campo eléctrico ejerce una fuerza sobre los electrones libres, causando que los electrones libres se muevan de manera direccional, formando así una corriente eléctrica. El voltaje es la fuerza impulsora que hace que los electrones libres se muevan de manera direccional, al igual que cuando hay presión de agua en una tubería, el agua fluirá desde donde la presión es alta hacia donde la presión es baja, y los electrones fluirán desde donde el potencial es bajo hacia donde el potencial es alto (la dirección de la corriente se especifica como la dirección de movimiento de la carga positiva, por lo que es opuesta a la dirección real de movimiento de los electrones).

Ley de Ohm

Según la ley de Ohm I=V/R, (donde I es la corriente, V es el voltaje, R es la resistencia), en el caso de una resistencia determinada, cuanto mayor sea el voltaje, mayor será la corriente. Esto muestra que existe una relación cuantitativa entre el voltaje y la corriente, el voltaje es la causa de la corriente, y la magnitud de la corriente depende de la magnitud del voltaje y la resistencia. Por ejemplo, en un circuito simple, si la resistencia es de 10Ω y el voltaje es de 10V, la corriente se puede calcular como 1A según la ley de Ohm; Si el voltaje aumenta a 20V y la resistencia no cambia, la corriente cambia a 2A.

La situación en el circuito

En un circuito completo, la fuente de alimentación proporciona voltaje, que actúa sobre los diversos componentes en el circuito (como resistencias, capacitores, inductores, etc.). Cuando el circuito está cerrado, la corriente comienza desde el terminal positivo de la fuente de alimentación, pasa a través de los diversos componentes del circuito y regresa al terminal negativo de la fuente de alimentación. En este proceso, el voltaje se distribuye en ambos extremos de los diferentes componentes, y el flujo de corriente en cada componente se determina según las características del componente (como el valor de resistencia de la resistencia, la reactivancia capacitiva del capacitor, la reactivancia inductiva del inductor, etc.). Por ejemplo, en un circuito en serie, la corriente es igual en todas partes, y el voltaje se distribuye a cada resistor en proporción a la resistencia; En un circuito en paralelo, el voltaje es igual en todas partes, y la corriente total es igual a la suma de las corrientes de rama.