Kas tiek saprasts ar sistēmas spriegumu un kā spriegums plūst caur strāvu?

Sistēmas uzspiediena nozīme

Definīcija

Sistēmas uzspiediens ir potenciālais atšķirība starp noteiktiem punktiem elektriskajā sistēmā (piemēram, elektroenerģijas piegādes sistēmā, elektroniskajā shēmā u.c.). Elektrumos tas parasti attiecas uz uzspiedienu starp noteikto fāzi vai līniju tīklā. Piemēram, trīsfāzes četrslodžainajā zema sprieguma padeves sistēmā fāzes spriegums (spriegums starp fāzes vadi un neitrālo vadi) ir 220V, bet līnijas spriegums (spriegums starp diviem fāzes vadiem) ir 380V, kas ir tipiski sistēmas sprieguma vērtības.

Ietekme

Sistēmas spriegums ir svarīgs rādītājs, kas mēra elektriskās sistēmas enerģijas stāvokli. Tas nosaka cik enerģijas sistēma var nodrošināt slodzei un kāda ir enerģijas pārneses efektivitāte. Dažādai elektriskai aprīkojumam, tam ir jāstrādā tikai savā nomālajā spriegumā. Piemēram, dīzelis ar nomālo spriegumu 220V, ja sistēmas spriegums pārāk daudz atšķiras no 220V, tad tā gaišums un ilgums tiks ietekmēts.

Nosacījošie faktori

Sistēmas sprieguma lielums tiek noteikts ģeneratora izveidotā sprieguma (piemēram, ģeneratora), transformatoru transformācijas attiecībām un dažādiem regulēšanas ierīčiem elektroenerģijas pārraides un padeves procesā. Elektrostacijā, ģeneratora veido noteiktu sprieguma elektrisko enerģiju, ko pēc tam paaugstina paaugstināšanas transformatorā, lai palīdzētu garām distancēm, un pēc tam samazina lejupslēdzības transformatorā līmenī, kas piemērots lietotāja aprīkojuma izmantošanai, pirms to sasniedz klientu.

Sprieguma un straumes attiecība (izteiksme "kā spriegums plūst caur straumi" nav precīza, bet gan kā straume tiek veidota un plūst sprieguma darbībā)

Mikroskopiska mehānismi (piemērs metāla vedņiem)

Metāla vedņos ir daudz brīvo elektronu. Ja vedņa abās galās ir spriegums, tas nozīmē, ka iekšējā elektriskā lauka ir izveidots. Saskaņā ar elektriskā lauka spēku, tas izdara spēku uz brīvajiem elektroniem, kas rada tos virzienā, veidojot elektrisko straumi. Spriegums ir spēks, kas rada brīvo elektronu virzienošanos, tāpat kā ūdensvedā, kad ir ūdensspriegums, ūdens plūst no augstāka sprieguma uz zemu, un elektroni plūst no zema potenciāla uz augstu (straumes virziens ir definēts kā pozitīva lādes kustības virziens, tāpēc tas ir pretējs faktiskajam elektronu kustības virzienam).

Ohma likums

Saskaņā ar Ohma likumu I=U/R, (kur I ir straume, U ir spriegums, R ir pretestība), gadījumā, kad pretestība ir noteikta, jo lielāks spriegums, jo lielāka straume. Tas parāda, ka starp spriegumu un straumi ir kvantitatīva saistība, spriegums ir straumes cēlonis, un straumes lielums atkarīgs no sprieguma un pretestības. Piemēram, vienkāršā šķērā, ja pretestība ir 10Ω un spriegums ir 10V, straume var tikt aprēķināta kā 1A saskaņā ar Ohma likumu; ja spriegums palielinās līdz 20V un pretestība nemainās, straume mainās uz 2A.

Šķēras situācija

Pilnā šķērā, elektroenerģijas avots sniedz spriegumu, kas iedarbojas uz dažādiem komponentiem šķērā (piemēram, pretestību, kondensatorus, induktorus u.c.). Kad šķēra ir aizvērta, straume sākas no elektroenerģijas avota pozitīvā pola, nonāk cauri dažādiem šķēras komponentiem un atgriežas uz elektroenerģijas avota negatīvo polu. Šajā procesā spriegums tiek sadalīts dažādu komponentu beidzospējos, un katrā komponentā straumes plūsmu nosaka atbilstoši komponenta īpašībām (piemēram, pretestības vērtībai, kondensatora kapacitīvajam pretestībai, induktora induktīvajam pretestībai u.c.). Piemēram, seriālajā šķērā, straume visur ir vienāda, un spriegums tiek sadalīts proporcionali pretestībai; paralēlajā šķērā, spriegums visur ir vienāds, un kopējā straume ir vienāda ar blakusi straumi summu.