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

Maksud voltan sistem

Definisi

Voltan sistem adalah perbezaan potensial antara titik-titik tertentu dalam sistem elektrik (seperti sistem bekalan kuasa, sistem litar elektronik, dan sebagainya). Dalam sistem tenaga, ia biasanya merujuk kepada voltan antara fasa atau garis tertentu dalam grid. Sebagai contoh, dalam sistem pengagihan rendah tekanan tiga fasa empat dawai, voltan fasa (voltan antara dawai hidup dan dawai neutral) adalah 220V, dan voltan garis (voltan antara dawai hidup dan dawai hidup) adalah 380V, yang merupakan nilai tipikal voltan sistem.

Kesan

Voltan sistem adalah indeks penting untuk mengukur keadaan tenaga sistem elektrik. Ia menentukan jumlah kuasa yang boleh disediakan oleh sistem kepada beban dan kecekapan pemindahan tenaga. Bagi pelbagai peralatan elektrik, ia hanya boleh berfungsi dengan normal pada voltan terkini. Sebagai contoh, lampu dengan voltan terkini 220V, jika voltan sistem terlalu jauh dari 220V, kecerahan dan umur lampu akan terjejas.

Faktor penentu

Saiz voltan sistem ditentukan oleh voltan keluaran peralatan pembangkit (seperti generator), nisbah transformator, dan pelbagai peranti regulasi dalam proses penghantaran dan pengagihan tenaga. Di sebuah stesen janakuasa, generator menghasilkan tenaga elektrik pada voltan tertentu, yang kemudian dinaikkan oleh transformator penguat untuk memudahkan penghantaran jarak jauh, dan kemudian diturunkan oleh transformator penurun kepada tahap yang sesuai untuk digunakan oleh peralatan pengguna sebelum mencapai pelanggan.

Hubungan antara voltan dan arus (ungkapan "cara voltan mengalir melalui arus" tidak tepat, tetapi bagaimana arus dihasilkan dan mengalir di bawah tindakan voltan)

Mekanisme mikroskopik (mengambil konduktor logam sebagai contoh)

Banyak elektron bebas hadir dalam konduktor logam. Apabila ada voltan di kedua-dua hujung konduktor, ini setara dengan menubuhkan medan elektrik di dalam konduktor. Berdasarkan tindakan daya medan elektrik, medan elektrik memberikan daya kepada elektron bebas, menyebabkan elektron bebas bergerak secara berarah, sehingga membentuk arus elektrik. Voltan adalah daya pendorong yang menyebabkan elektron bebas bergerak secara berarah, seperti ketika ada tekanan air dalam paip air, 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 ditetapkan sebagai arah pergerakan muatan positif, jadi ia bertentangan dengan arah pergerakan sebenar elektron).

Hukum Ohm

Menurut Hukum Ohm I=V/R, (di mana I adalah arus, U adalah voltan, R adalah rintangan), dalam kes rintangan tertentu, semakin besar voltan, semakin besar arus. Ini menunjukkan bahawa terdapat hubungan kuantitatif antara voltan dan arus, voltan adalah penyebab arus, dan saiz arus bergantung pada saiz voltan dan rintangan. Sebagai contoh, dalam litar mudah, jika rintangan adalah 10Ω dan voltan adalah 10V, arus boleh dikira sebagai 1A berdasarkan Hukum Ohm; Jika voltan meningkat menjadi 20V dan rintangan tetap, arus berubah menjadi 2A.

Keadaan dalam litar

Dalam litar lengkap, bekalan tenaga menyediakan voltan, yang bertindak pada pelbagai komponen dalam litar (seperti rintangan, kapasitor, induktor, dan sebagainya). Apabila litar ditutup, arus bermula dari terminal positif bekalan tenaga, melalui pelbagai komponen litar, dan kembali ke terminal negatif bekalan tenaga. Dalam proses ini, voltan didistribusikan di kedua-dua hujung komponen yang berbeza, dan aliran arus di setiap komponen ditentukan mengikut ciri-ciri komponen (seperti nilai rintangan rintangan, reaktans kapasitif kapasitor, reaktans induktif induktor, dan sebagainya). Sebagai contoh, dalam litar siri, arus sama di mana-mana, dan voltan didistribusikan kepada setiap rintangan mengikut nisbah rintangan; Dalam litar selari, voltan sama di mana-mana, dan arus total sama dengan jumlah arus cabang.