Šta se podrazumeva pod naponom sistema i kako napon teče kroz struju

Značaj sistemske napona

Definicija

Sistemi napon je razlika potencijala između određenih tačaka u električnom sistemu (kao što su sistemi snabdjevanja strujom, elektronski kola itd.). U sistemima snabdjevanja strujom, obično se odnosi na napon između određene faze ili linije mreže. Na primer, u trofaznom četveroprovodnom sistemu niskog napona, fazni napon (napon između faze i neutrala) iznosi 220V, a linijski napon (napon između faza) iznosi 380V, što su tipične vrednosti sistemske napona.

Efekat

Sistemi napon je važan indeks za merenje energetske stanje električnog sistema. Određuje količinu snage koju sistem može pružiti opterećenju i efikasnost prenosa snage. Za različitu električnu opremu, može raditi normalno samo pod svojim nominalnim naponom. Na primer, svetiljka sa nominalnim naponom od 220V, ako sistemi napon značajno odstupi od 220V, osvetljenje i život vek svetiljke će biti uticani.

Određujući faktor

Veličina sistemske napona određuje se izlaznim naponom generatorne opreme (kao što je generator), transformacionim odnosom transformatora i različitim regulativnim uređajima u procesu prenosa i raspodele struje. U elektrane, generator proizvodi određeni napon električne energije, koji se zatim povišava pomoću transformatora za povišavanje kako bi omogućio dalekovaski prenos, a zatim smanjuje pomoću transformatora za snižavanje na nivo pogodan za upotrebu korisničke opreme prije nego što stigne do klijenta.

Veza između napona i struje (izraz "kako napon teče kroz struju" nije tačan, već kako se struja generiše i teče pod dejstvom napona)

Mikroskopski mehanizam (uzimanjem metaličkog vodnika kao primera)

U metaličkim vodnicima prisutno je veliko količina slobodnih elektrona. Kada postoji napon na oba kraja vodnika, to je ekvivalentno uspostavljanju električnog polja unutar vodnika. Prema dejstvu sile električnog polja, polje deluje silom na slobodne elektrone, što dovodi do njihovog usmerenog kretanja, formirajući tako struju. Napon je sila koja dovodi do usmerenog kretanja slobodnih elektrona, baš kao kad postoji hidravlički pritisak u cijevi, voda će teći od mesta gdje je pritisak visok ka mestu gde je pritisak nizak, a elektroni će teći od mesta gde je potencijal nizak ka mestu gde je potencijal visok (smer struje je definisan kao smer kretanja pozitivnog naboja, pa je suprotan stvarnom smeru kretanja elektrona).

Ohmov zakon

Prema Ohmovom zakonu I=V/R, (gde je I struja, U napon, R otpor), u slučaju određenog otpora, veći napon dovodi do veće struje. Ovo pokazuje da postoji kvantitativna veza između napona i struje, napon je uzrok struje, a veličina struje zavisi od veličine napona i otpora. Na primer, u jednostavnom kolu, ako je otpor 10Ω i napon 10V, struja se može izračunati prema Ohmovom zakonu na 1A; Ako napon poraste na 20V i otpor ostane nepromenjen, struja se menja na 2A.

Situacija u kolu

U kompletnom kolu, izvor snage pruža napon, koji deluje na različite komponente u kolu (kao što su otpornici, kondenzatori, induktivi itd.). Kada je kolo zatvoreno, struja počinje od pozitivnog pola izvora snage, prolazi kroz različite komponente kola i vraća se na negativni pol izvora snage. U ovom procesu, napon se raspoređuje na oba kraja različitih komponenti, a protok struje u svakoj komponenti se određuje prema karakteristikama komponente (kao što je vrednost otpora otpornika, kapacitivni reaktansi kondenzatora, induktivni reaktansi induktiva itd.). Na primer, u serijskom kolu, struja je jednaka svuda, a napon se raspoređuje proporcionalno otporu na svakom otporniku; U paralelnom kolu, napon je jednak svuda, a ukupna struja je jednaka zbiru struja grana.