Pomen sistemskega napetosti
Definicija
Sistemsko napetost je razlika potencialov med določenimi točkami v električnem sistemu (na primer v sistemu oskrbe z energijo, elektronskem krožnem sistemu itd.). V sistemih za proizvodnjo energije se običajno nanaša na napetost med določeno fazo ali vodilom v omrežju. Na primer, v trofaznem četrtvodičnem nizelem distribucijskem sistemu je fazna napetost (napetost med živim vodilom in neutralnim vodilom) 220V, linearna napetost (napetost med živim vodilom in živim vodilom) pa 380V, kar so tipične vrednosti sistemskih napetosti.
Učinke
Sistemsko napetost je pomemben kazalec za merjenje energetskega stanja električnega sistema. Določa količino energije, ki jo sistem lahko zagotovi za optni nalog in učinkovitost prenosa energije. Za različno električno opremo lahko deluje le pri njuni imenski napetosti. Na primer, svetilka z imensko napetostjo 220V, če sistemsko napetost preseže veliko odstopanje od 220V, bo svetlost in življenjska doba svetilke prizadeta.
Določilni faktorji
Velikost sistemsko napetosti je določena s izhodno napetostjo generirajoče opreme (na primer generator), transformacijskim razmerjem transformatorja in različnimi regulativnimi napravami v procesu prenosa in distribucije energije. V elektrarni generator ustvari določeno napetost električne energije, ki je nato z visokonapetostnim transformatorjem podignjena za olajšanje dolgokrajškega prenosa, nato pa z nizkonapetostnim transformatorjem znižana na raven, primerno za uporabo uporabnikove opreme, preden doseže stranko.
Razmerje med napetostjo in tokom (izraz "kako napetost teče skozi tok" ni točen, ampak kako se tok generira in teče pod dejstvom napetosti)
Mikroskopski mehanizem (za primer metalnega vodilca)
V metalnih vodilih je prisotno veliko prostih elektronov. Ko je na koncih vodilca napetost, to je enako kot vzpostavitev električnega polja znotraj vodilca. Po dejanju sile električnega polja, električno polje izvaja silo na proste elektrone, kar povzroči, da se prosti elektroni gibljejo usmerjeno, tako da se oblikuje električni tok. Napetost je gonilna sila, ki povzroča, da se proste elektroni gibljejo usmerjeno, podobno kot ko je v cevi voda pod tlakom, voda teče od kraja z višjim tlakom do kraja z nižjim tlakom, elektroni pa tečejo od kraja z nižjo potencialno ravni do kraja z višjo potencialno ravni (smer tega toka je določena kot smer gibanja pozitivnega naboja, zato je nasprotna dejanski smeri gibanja elektronov).
Ohmov zakon
Po Ohmovem zakonu I=V/R, (kjer je I tok, U napetost, R upornost), v primeru določene upornosti, večja napetost pomeni večji tok. To kaže, da obstaja kvantitativno razmerje med napetostjo in tokom, napetost je vzrok za tok, velikost tega pa je odvisna od velikosti napetosti in upornosti. Na primer, v preprostem krogu, če je upornost 10Ω in napetost 10V, se tok lahko izračuna po Ohmovem zakonu na 1A; Če se napetost poviša na 20V in upornost ostane nespremenjena, se tok spremeni na 2A.
Stanje v krogu
V celotnem krogu vir zagotavlja napetost, ki deluje na različne komponente v krogu (na primer upornike, kondenzatorje, induktorje itd.). Ko je krog zaprt, tok začne na pozitivnem stiku vira, preide skozi različne komponente kroga in se vrne na negativni stik vira. V tem procesu je napetost razdeljena na obeh koncih različnih komponent, tok v vsaki komponenti pa je določen glede na lastnosti komponente (na primer upornost upornika, kapacitivna reaktivnost kondenzatorja, induktivna reaktivnost induktorja itd.). Na primer, v serijskem krogu je tok povsod enak, napetost pa je razdeljena na posamezne upornike sorazmerno z upornostjo; V vzporednem krogu je napetost povsod enaka, skupni tok pa je enak vsoti tokov po vejicah.
