Hva menes med spenningen i et system, og hvordan flyter spenning gjennom en strøm?

Betydning av systemspenning

Definisjon

Systemspenning er potensialforskjellen mellom spesifikke punkter i et elektrisk system (som et strømforsyningsystem, et elektronisk kretssystem osv.). I kraftsystemer refererer det vanligvis til spenningen mellom en bestemt fase eller linje i nettet. For eksempel, i et tre-fase fire-leders lavspennings distribusjonsystem, er fasenspenning (spenningen mellom livelederen og nøytral-lederen) 220V, og linjespenning (spenningen mellom livelederen og livelederen) 380V, som er typiske verdier for systemspenning.

Effekt

Systemspenning er et viktig mål for å måle energitilstanden i et elektrisk system. Den bestemmer mengden effekt systemet kan gi til belastningen og effekten av effektoverføringen. For ulike elektriske utstyr, kan det kun fungere normalt ved sitt nominale spenning. For eksempel, en lampe med en nominal spenning på 220V, hvis systemspenningen avviker for mye fra 220V, vil lampens lysstyrke og levetid bli påvirket.

Bestemmende faktor

Størrelsen på systemspenningen bestemmes av genererende utstyr (som generator) sin utgående spenning, transformatorforholdet, og de ulike reguleringsenheter i kraftoverførings- og -distribusjonsprosessen. I en kraftverk, genererer en generator en viss spenning av elektrisk energi, som deretter økes av en oppstrømstransformator for å forenkle langdistansetransport, og deretter reduseres av en nedstrømstransformator til et nivå som er passende for bruk av brukerutstyr før den når klienten.

Forholdet mellom spenning og strøm (uttrykket "hvordan spenningen flyter gjennom strømmen" er ikke nøyaktig, men hvordan strømmen genereres og flyter under virkningen av spenningen)

Mikroskopisk mekanisme (med metallkonduktør som eksempel)

Det finnes et stort antall frie elektroner i metallkonduktører. Når det er en spenning ved begge ender av konduktøren, tilsvarer dette å etablere et elektrisk felt inne i konduktøren. Ifølge virkningen av elektrisk felt, utøver feltet en kraft på de frie elektronene, som får dem til å bevege seg rettningsmessig, og derved dannes en strøm. Spenning er driveteksten som får de frie elektronene til å bevege seg rettningsmessig, akkurat som når det er trykk i en vannrør, vil vannet flyte fra der trykket er høyt til der det er lavt, og elektronene vil flyte fra der potensialet er lavt til der det er høyt (strømretningen er definert som bevegelsesretningen til positive ladninger, så det er motsatt av de faktiske bevegelsesretningen til elektronene).

Ohms lov

Ifølge Ohms lov I=V/R, (der I er strøm, U er spenning, R er motstand), i tilfelle en gitt motstand, jo større spenningen, jo større strømmen. Dette viser at det er et kvantitativt forhold mellom spenning og strøm, spenningen er grunnen til strømmen, og størrelsen på strømmen avhenger av størrelsen på spenningen og motstand. For eksempel, i en enkel krets, hvis motstanden er 10Ω og spenningen er 10V, kan strømmen beregnes til 1A ifølge Ohms lov; Hvis spenningen stiger til 20V og motstanden er uendret, endres strømmen til 2A.

Situasjonen i kretsen

I en komplett krets, gir strømforsyningen spenning, som virker på de ulike komponentene i kretsen (som motstander, kondensatorer, spoler osv.). Når kretsen er lukket, starter strømmen fra den positive terminalen av strømforsyningen, passerer gjennom ulike kretskomponenter, og returnerer til den negative terminalen av strømforsyningen. I denne prosessen, er spenningen fordelt ved begge ender av ulike komponenter, og strømmens flyt i hver komponent bestemmes etter komponentens egenskaper (som motstandverdien av motstand, kapasitiv reaksanse av kondensator, induktiv reaksanse av spole osv.). For eksempel, i en seriekrets, er strømmen lik overalt, og spenningen er fordelt proporsjonalt til motstand på hver motstand; I en parallelkrets, er spenningen lik overalt, og totalstrømmen er lik summen av grenstrømmene.