Apa yang dimaksud dengan tegangan sistem dan bagaimana tegangan mengalir melalui arus

Makna tegangan sistem

Definisi

Tegangan sistem adalah perbedaan potensial antara titik-titik tertentu dalam suatu sistem listrik (seperti sistem pasokan listrik, sistem rangkaian elektronik, dll.). Dalam sistem tenaga, biasanya merujuk pada tegangan antara fase atau garis tertentu dalam jaringan. Misalnya, dalam sistem distribusi rendah tegangan tiga fasa empat kawat, tegangan fase (tegangan antara garis hidup dan garis netral) adalah 220V, dan tegangan garis (tegangan antara garis hidup dan garis hidup) adalah 380V, yang merupakan nilai-nilai tipikal dari tegangan sistem.

Dampak

Tegangan sistem adalah indeks penting untuk mengukur keadaan energi sistem listrik. Tegangan ini menentukan jumlah daya yang dapat disediakan sistem kepada beban dan efisiensi transfer daya. Untuk peralatan listrik yang berbeda, hanya dapat beroperasi normal pada tegangan nominalnya. Misalnya, lampu dengan tegangan nominal 220V, jika tegangan sistem terlalu menyimpang dari 220V, kecerahan dan umur lampu akan terpengaruh.

Faktor Penentu

Besar tegangan sistem ditentukan oleh tegangan output peralatan pembangkit (seperti generator), rasio transformator, dan berbagai perangkat pengaturan selama proses transmisi dan distribusi listrik. Di sebuah pembangkit listrik, generator menghasilkan energi listrik dengan tegangan tertentu, yang kemudian ditingkatkan oleh transformator peningkat untuk memfasilitasi transmisi jarak jauh, dan kemudian diturunkan oleh transformator penurun ke tingkat yang sesuai untuk digunakan oleh peralatan pengguna sebelum mencapai klien.

Hubungan antara tegangan dan arus (ekspresi "bagaimana tegangan mengalir melalui arus" tidak akurat, tetapi bagaimana arus dihasilkan dan mengalir di bawah pengaruh tegangan)

Mekanisme Mikroskopis (Mengambil konduktor logam sebagai contoh)

Sejumlah besar elektron bebas hadir dalam konduktor logam. Ketika ada tegangan di kedua ujung konduktor, hal ini setara dengan pembentukan medan listrik di dalam konduktor. Berdasarkan gaya medan listrik, medan listrik memberikan gaya pada elektron bebas, menyebabkan elektron bebas bergerak secara berarah, sehingga membentuk arus listrik. Tegangan adalah gaya pendorong yang menyebabkan elektron bebas bergerak secara berarah, seperti ketika ada tekanan air dalam pipa, air akan mengalir dari tempat tekanan air tinggi ke tempat tekanan air rendah, dan elektron akan mengalir dari tempat potensial rendah ke tempat potensial tinggi (arah arus ditentukan sebagai arah gerakan muatan positif, sehingga berlawanan dengan arah gerakan aktual elektron).

Hukum Ohm

Menurut Hukum Ohm I=V/R, (di mana I adalah arus, U adalah tegangan, R adalah hambatan), dalam kasus hambatan tertentu, semakin besar tegangan, semakin besar arus. Ini menunjukkan bahwa ada hubungan kuantitatif antara tegangan dan arus, tegangan adalah penyebab arus, dan besarnya arus bergantung pada besarnya tegangan dan hambatan. Misalnya, dalam rangkaian sederhana, jika hambatan adalah 10Ω dan tegangan adalah 10V, arus dapat dihitung sebagai 1A menurut Hukum Ohm; Jika tegangan naik menjadi 20V dan hambatan tetap, arus berubah menjadi 2A.

Kondisi dalam Rangkaian

Dalam rangkaian lengkap, sumber daya menyediakan tegangan, yang bekerja pada berbagai komponen dalam rangkaian (seperti resistor, kapasitor, induktor, dll.). Ketika rangkaian tertutup, arus dimulai dari terminal positif sumber daya, melewati berbagai komponen rangkaian, dan kembali ke terminal negatif sumber daya. Dalam proses ini, tegangan didistribusikan di kedua ujung komponen yang berbeda, dan aliran arus di setiap komponen ditentukan berdasarkan karakteristik komponen (seperti nilai hambatan resistor, reaktansi kapasitif kapasitor, reaktansi induktif induktor, dll.). Misalnya, dalam rangkaian seri, arus sama di mana-mana, dan tegangan didistribusikan ke setiap resistor sesuai dengan hambatan; Dalam rangkaian paralel, tegangan sama di mana-mana, dan arus total sama dengan jumlah arus cabang.