Što se podrazumijeva pod naponom sustava i kako napajanje teče kroz struja

Značaj sustavne napona

Definicija

Sustavni napon je razlika potencijala između određenih točaka u električnom sustavu (poput sustava opskrbe strujom, elektroničkog kola itd.). U sustavima snage obično se odnosi na napon između određene faze ili voda mreže. Na primjer, u trofaznom četverovodnom niskonaponskom distribucijskom sustavu, fazni napon (napon između živog voda i neutralnog voda) iznosi 220V, a vodni napon (napon između živog voda i živog voda) iznosi 380V, što su tipične vrijednosti sustavnog napona.

Učinak

Sustavni napon je važan pokazatelj za mjerenje energetske stanja električnog sustava. Određuje količinu snage koju sustav može pružiti opterećenju te učinkovitost prenosa snage. Različita električna oprema može raditi normalno samo pod svojim nominalnim naponom. Na primjer, svjetiljka s nominalnim naponom od 220V, ako se sustavni napon previše odmakne od 220V, svjetlost i vijek trajanja svjetiljke bit će utjeceni.

Određujući faktor

Veličina sustavnog napona određuje se izlaznim naponom generirajuće opreme (poput generatora), omjerom transformatora i različitim regulativnim uređajima u procesu prijenosa i distribucije struje. U elektranji, generator generira određeni napon električne energije, koji se zatim povećava potpornim transformatorom kako bi se olakšao dugi prijenos, a zatim smanji spustnim transformatorom na razine prikladne za upotrebu korisničke opreme prije nego što stigne do klijenta.

Odnos između napona i struje (izraz "kako napon protječe strujom" nije točan, već kako se struja generira i protječe pod djelovanjem napona)

Mikroskopski mehanizam (na primjer metalnog vodiča)

U metalnim vodičima prisutno je veliko broj slobodnih elektrona. Kada postoji napon na obje strane vodiča, to je ekvivalentno uspostavljanju električnog polja unutar vodiča. Prema djelovanju sile električnog polja, polje djeluje silom na slobodne elektrone, što uzrokuje njihov smjeroviti pokret, stvarajući time struju. Napon je pogonska sila koja uzrokuje smjeroviti pokret slobodnih elektrona, poput toga kada postoji tlak vode u cjevovodu, voda će teći od mjesta gdje je tlak visok prema mjestu gdje je tlak nizak, a elektroni će teći od mjesta gdje je potencijal nizak prema mjestu gdje je potencijal visok (smjer struje definiran je kao smjer pokreta pozitivnog naboja, tako da je suprotan stvarnom smjeru pokreta elektrona).

Ohmov zakon

Prema Ohmovom zakonu I=V/R, (gdje je I struja, U napon, R otpor), kod određenog otpora, što je napon veći, to je struja veća. To pokazuje da postoji kvantitativni odnos između napona i struje, napon je uzrok struje, a veličina struje ovisi o veličini napona i otpora. Na primjer, u jednostavnom kolu, ako je otpor 10Ω a napon 10V, struja se može izračunati na 1A prema Ohmovom zakonu; Ako se napon poveća na 20V, a otpor ostane nepromijenjen, struja se mijenja na 2A.

Stanje u kolu

U kompletnom kolu, izvor snage pruža napon, koji djeluje na različite komponente u kolu (poput otpornika, kondenzatora, induktivnosti itd.). Kada se kolo zatvori, struja počinje sa pozitivnog položaja izvora snage, prolazi kroz različite komponente kola i vraća se na negativni položaj izvora snage. Tijekom ovog procesa, napon se raspodijeli na krajevima različitih komponenti, a protok struje u svakoj komponenti određuje se prema karakteristikama komponente (poput vrijednosti otpora otpornika, kapacitivnog reaktancije kondenzatora, induktivnog reaktancije induktivnosti itd.). Na primjer, u serijskom kolu, struja je jednak svuda, a napon se raspodijeli proporcionalno otporu na svaki otpornik; U paralelnom kolu, napon je jednak svuda, a ukupna struja jednaka je zbroju struja grana.