Жылдамдық: Бұл не?

Electrical4u

Өріс: Негізгі электротехника

China

Напряжение деген не?

Напряжение (также известное как разность электрических потенциалов, электродвижущая сила emf, электрическое давление или электрическое напряжение) определяется как разность электрических потенциалов на единицу заряда между двумя точками в электрическом поле. Напряжение математически (т.е. в формулах) выражается символом «V» или «E».

Если вы ищете более интуитивное объяснение, чтобы понять, что такое напряжение, перейдите к этому разделу статьи.

В противном случае мы продолжим ниже с более формальным определением напряжения.

В статическом электрическом поле работа, необходимая для перемещения единицы заряда между двумя точками, называется напряжением. Математически напряжение можно выразить следующим образом,

$\begin{align*} Voltage = \frac{Work\,\,Done\ (W)}{Charge\ (Q)} \end{align*}$

Где выполненная работа измеряется в джоулях, а заряд — в кулонам.

$\begin{align*} Thus, Voltage = \frac{joule}{coulomb} \end{align*}$

Напряжение анықтауы - схемадағы екі нүктеде жатқан потенциал энергиясының мөлшері.

Бір нүкте деңгейі жоғары, басқа нүктелерде деңгейі төмен. Жоғары деңгей мен төмен деңгей арасындағы зарядтың айырмасы напряжение немесе потенциалдық айырма деп аталады.

Напряжение немесе потенциалдық айырма электрондарды схема бойынша ағытуға күш береді.

Напряжение жоғары болғанша, күш де жоғары, сондықтан схема бойынша ағып жатқан электрондар саны да артады. Напряжение немесе потенциалдық айырма болмағанда, электрондар бос ортаңда таңдалан ағып жатады.

Напряжение кейде "электрдік тезік" деп те аталады. Мысалы, 1 кВ, 11 кВ, 33 кВ деген напряжениелі кабельдер сәтті, жоғары тезік және өте жоғары тезік кабельдер деп аталады.

Потенциалдық айырманы электрдік талаудың потенциалы ретінде анықтау

Меншенгендей, напряжение - электрдік талаудағы екі нүктеде жатқан бірлік зарядың потенциалдық айырмасы ретінде анықталады. Бұл теңдеулер арқылы сипаттайық.

Екі A және B нүктелерін қарастырайық.

A нүктесінің B нүктесіне қарағандағы потенциалы E электрдік талауының ағысуында A нүктесінен B нүктесіне бірлік зарядты ағыту үшін істеген жұмыс ретінде анықталады.

Математикалық түрде, бұл мына түрде жазылады,

$\begin{align*} V_A_B = \frac{W}{Q} = -\int_B^A E^- * dl^-\end{align*}$

Бұл A және B нүктелері арасындағы потенциалдық айырма, B нүкте сілтемелік нүкте ретінде. Бұл мына түрде де жазылады,

$\begin{align*} V_A_B = V_A - V_B \end{align*}$

Азықтың концепциялық түрде түсінілуі көп рет қиын болады.

Сонымен, азықтың түсінілімін жақсарту үшін біз нақты нәрсе мен оның аналогиясын пайдаланамыз.

Азықты Аналогия Арқылы Түсіну

«Гидравликалық аналогия» - бұл азықты түсіндіру үшін көп қолданылатын аналогия.

Гидравликалық аналогияда:

Азық немесе электрдік потенциал гидравликалық су басына тең
Электр ағысы гидравликалық су ағысына тең
Электр заряды су мөлшеріне тең
Электр өткізгіш трубага тең

Аналогия 1

Төмендегі суретте көрсетілгендей су резервуарын ескеріңіз. Сурет (а) бірдей деңгейде суға толтырылған екі резервуарды көрсетеді. Осылайша, су бір резервуардан екінші резервуарға ағып кете алмайды, себебі басының айырмашылығы жоқ.

Енді, сурет (b) екі жинақты толтырылған су деңгэйдерін көрсетеді. Сондықтан бұл екі жинақ арасында бірнеше басын айырмалары болады. Демек, су бір жинақтан екінші жинаққа ағып қарай жинақтардың су деңгэйлері теңдей болғанша ағысады.

Сол сияқты, егер біз бірнеше вольт деңгэйдері бар батарейаларды жүкті қатармен байланыстырсақ, заряддар жоғары потенциалды батарейадан төмен потенциалды батарейаға ағып қарай ағысады. Сондықтан, төмен потенциалды батарея өзара теңдей болғанша зарядталады.

Аналогия 2

Белгілі бір биіктіктегі жерден жоғары орналасқан су жинақын ескеріңіз.

Шланың соңындағы су басының электр цептеріндегі вольт немесе потенциал айырмасына ұқсас. Жинақтағы су электр зарядына ұқсайды. Егер жинақтағы су мөлшерін арттырсақ, шланың соңында басы қалыптасады.

Айнымалы ретте, егер жинақтан белгілі бір мөлшерде су алып тастасақ, шланың соңында пайда болған басы азаяды. Бұл су жинақын аккумулятор деп қарастыра аламыз. Аккумулятордың вольты азайғанда, лампадар қараңғы болады.

Аналогия 3

Вольт немесе потенциал айырмасының электр цептерінде қандай істі жасауын түсінеміз. Төмендегі суретте электр цептері көрсетілген.

Гидравликалық су цептерінде көрсетілгендей, су механикалық жұмыс істеуші насос арқылы қабырға арқылы ағып қарай. Қабырға электр цептеріндегі проводына ұқсайды.

Егер механикалық жұмыс істеуші насос екі нүкте арасында басын айырмасын қалыптастырса, онда басыланған су қажетті істі жасауға болады, мысалы, турбинаны ағарту.

Сол сияқты, электр цептерінде батарейаның потенциал айырмасы провод арқылы ағып қарай, демек, ағып қарай электр ағысы қажетті істі жасауға болады, мысалы, лампады жарыту.

Вольт неше және қандай вольт өлшем бірлігімен өлшенеді?

Вольттың СИ өлшем бірлігі

Напряжение өлшем бірлігі вольт. Бұл V арқылы білдіріледі. Вольт - напряжение өлшем бірлігі. Италиялық физик Алессандро Вольта (1745-1827), алғаш электр батареясын - вольтов күйін іздестірген. Сондықтан, вольт өлшем бірлігі оның құрметіне аталған.

Вольт SI негізгі бірліктерінде

Вольт - электр схемасының екі нүктесіндегі электр потенциалы айырым, бұл айырым өтуімен бірге электр схемасы арқылы өтуінен 1 кулоң зарядына 1 джоуль энергия жойылады. Математикалық түрде, бұл мынадай жазылған:

$\begin{align*} 1\,\,Volt = \frac{potential \ energy} {chrage} = \frac{1\,\, joule}{1\,\,coulomb} = \frac{kg\,\, m^2}{A\,\,s^3} \end{align*}$

Сонымен, вольт SI негізгі бірліктерінде $\frac{kg\,\,m^2}{A\,\,s^3}$ немесе $kg\,\,m^2\,\,s^-^3\,\,A^-^1$ түрінде білдірілетіні мүмкін.

Ол ватт на ампер немесе ампер көбейтетін оммен өлшенеді.

Напряжение формуласы

Напряжениеның негізгі формуласы төмендегі суретте көрсетілген.

Формула 1 (Ом заңы)

Ом заңына сәйкес, напряжение мынадай түрде білдіріледі,

$\begin{align*} Voltage = Current * Resistance \end{align*}$

$\begin{align*} V = I * R \end{align*}$

Мысал 1

Келесі схемада өткен ток 4 А ампер болып, электротұрақтылық 15 Ом. Схемадағы напряжение төмендетуін анықтаңыз.

Шешім:

Берілген мәліметтер: $I = 4\,\,A$ , $R=15\,\,\Omega$

Ом заңына сәйкес,

$\begin{align*} & V = I * R \\ & = 4 * 15 \\ & V = 60\,\,Volts \end{align*}$

Сонымен, теңдеуді пайдаланып, схемадағы напряжение төмендетуі 60 вольт екенін анықтаймыз.

Напряжение формуласы 2 (Денсаулық және ток)

Өткен энергия - бұл қаржыландыру напряжение мен электр токтың көбейтіндісі.

$\begin{align*} P = V * I \end{align*}$

Енді, $I=\frac{V}{R}$ теңдікті осы теңдеуге енгізсек, аламыз:

(1) $\begin{equation*} P = V * I = \frac{V^2}{R} \end{equation*}$

Сонымен, біз төкке және ағымды бөлгенде келесі математикалық теңдікті алады:

$\begin{align*} V = \frac{P}{I} \,\,Вольт \end{align*}$

Мысал 2

Төмендегі схемада 2 А ағымы лампаның 48 Вт өзара өтуінен өтуі көрсетілген. Электр энергиясын анықтаңыз.

Шешім:

Берілген деректер: $I = 2\,\,A$ , $P = 48 \,\,W$

Жоғарыда айтылған напряжение, күш және ток арасындағы формуланы пайдалану арқылы,

$\begin{align*} & V = \frac{P}{I} \\ & = \frac{48}{2} \\ & V = 24 \,\,Volts \end{align*}$

Сонымен, теңдеуді пайдалану арқылы біз 24 вольт напряжение алуымызға болады.

Напряжение формуласы 3 (Күш және сопротивление)

(1) теңдеуіне сәйкес, напряжение - күш мен сопротивление көбейтіндісінің түбірі. Математикалық түрде,

$\begin{align*} V = \sqrt{P*R} \end{align*}$

Мысал 3

Төмендегі схемада көрсетілгендей, 2 Ω токтың қарғысы бар 5 Вт лампаны жарыту үшін қажетті напряжение анықтаңыз.

Шешім:

Берілген мәліметтер: $P = 5 \,\, W$ , $R = 2 \,\, \Omega$

Жоғарыда айтылған формуланы ескере отырып,

$\begin{align*} & V = \sqrt{P*R} \\ & = \sqrt{5*2} \\ & = \sqrt{10} \\ & V = 3.16 \,\,Volts \end{align*}$

Демек, теңдеуді пайдаланып, 5 Вт, 2Ω лампаны жарыту үшін қажетті напряжение 3.16 Вольт болады.

Напрямдің схемасы (АС және DC)

АС напрямдың символы

АС (альтернативті ток) напрямдың символы төмендегідей:

企业微信截图_17098668569432.png — АС напрямдың символы

DC напрямдың символы

DC (жүзеге асырылған ток) напрямдың символы төмендегідей:

Напрямдың өлшемдері

Напрям (V) - бұл электр энергиясының бір заряд бірлігіне қатысты көрсеткіш.

Напрямдың өлшемдері масса (M), ұзындық (L), уақыт (T) және ампер (A) арқылы M L^2 T^-3 A^-1 формуламен біріктіріледі.

$\begin{align*} V = \frac{W}{Q} = \frac{M L^2 T^-^2}{A T} = M L^2 T^-^3 A^-^1 \end{align*}$

Ескертуңіз, біреулер I әріпін А-ның орнына ағынды білдіру үшін қолданады. Бұл жағдайда напряжение өлшемі былай көрсетіледі $M L^2 T^-^3 I^-^1$ .

Напряжение өлшеу тәсілдері

Электр техникалық және электроникалық схемаларда напряжение өлшемі маңызды параметр болып табылады. Біз схеманың белгілі бір нүктесі мен земля (нуль-вольт) сызығы арасындағы напряжение өлшей аламыз.

Үшфазалы схемада, егер үш фазадан бір фаза мен нейтраль нүкте арасындағы напряжение өлшенсе, ол линия-земля напряжение деп аталады.

Соғыста, егер үш фазадан екі фаза арасындағы напряжение өлшенсе, ол линия-линия напряжение деп аталады.

Напряжение өлшегенде әртүрлі приборлар қолданылады. Артықчылығымызды талқылаңыз.

Вольтметр әдісі

Системаның екі нүктесінің арасындағы напряжение вольтметр арқылы өлшенеді. Напряжение өлшегенде, вольтметр өлшетін компонентпен параллель түрде қосылу керек.

Вольтметрдің бір жолы бірінші нүктеге, басқа жолы екінші нүктеге қосылу керек. Ескерту: вольтметрді серия түрде қосуға рұқсат берілмейді.

Вольтметр құрылғының немесе цептердегі екі немесе одан да көп құрылғылардың және олардың арасындағы напряжение деңгейін өлшету үшін қолданылады.

Аналогты вольтметр тұрақты құралы резистор арқылы өткен ағымды өлшеу арқылы жұмыс істейді. Ом заңына сәйкес, резистор арқылы өткен ағым, резистордың арасындағы напряжацияға пропорционал. Сондықтан, біз белгісіз напряжение өлшемін анықта аламыз.

Төмендегі суретте 9 В батареясының напряжение деңгейін өлшету үшін вольтметрді қосу мысалы көрсетілген:

Мультиметр әдісі

Қазіргі күндерде, напряжение өлшету үшін ең кең тараған әдістердің бірі - мультиметрді пайдалану. Мультиметр аналогты немесе дигиталды болуы мүмкін, бірақ дигиталды мультиметрлер жоғары дәлдікке және төмен бағасына қарай кеңір қолданылады.

Барлық құрылғылардың напряжение деңгейін өлшету үшін мультиметрдің зондтарын өлшенетін екі нүктеде қосу керек. Төмендегі суретте мультиметр арқылы батарея напряжение өлшемі көрсетілген.

Multimeter for Voltage Measurement — Батарея напряжение өлшемі үшін мультиметр қосылуы

потенциометр әдісі

Потенциометр нөлдік баланстық техникасына негізделген. Бұл әдіс белгісіз напряжение мен белгілі басқа напряжацияны салыстыру арқылы напряжение өлшемін анықтау үшін қолданылады.

_Oscilloscope_, _электростатикалық вольтметр_ сияқты басқа құрылғылар да напряжение өлшету үшін қолданылады.

Ағыс және кері ток арасындағы айырмашылық (Ағыс vs Кері ток)

Ағыс және кері токтың негізгі айырмашылығы – ағыс электр ретінде екі нүктеде электр зарядтарының потенциалдық айырмашылығы, ал кері ток – электр зарядтарының бір нүктеден басқа нүктеге өтуі.

Біз ағысты кері токты өткізу себебі деп, ал кері токты ағыстың әсері деп айта аламыз.

Ағыс үлкен болса, екі нүктеде кері ток үлкен болады. Егер схемадағы екі нүкте тең потенциалда болса, онда олар арасында кері ток өтпейді. Ағыс және кері токтың өлшемдері бір-біріне тәуелді (Ом заңына қарай).

Ағыс және кері токтың басқа айырмашылықтары төмендегі кестеде талқыланады.

Voltage\ (V)=\frac{Work\ done\ (W)}{Charge\ (Q)} — Ағыс және напряжение арасындағы айырмашылық

Current\ (I)=\frac{Charge\ (Q)}{time\ (t)} — Ағыс және напряжение арасындағы айырмашылық

Напряжение және потенциалдың айырмашылығы (Напряжение vs Потенциалдың айырмашылығы)

Напряжение мен потенциалдың айырмашылығының олжасы көп емес. Бірақ олардың айырмашылығын төмендегі түрде сипаттауға болады.

Напряжение - бұл бір нүктеден екінші нүкте аралығындағы бір зарядты ауыстыру үшін қажет болатын энергия, ал потенциалдың айырмашылығы - бір нүктедегі жоғары потенциал мен екінші нүктедегі төмен потенциалдың айырмашылығы.

Нүктелік заряд үшін:

Напряжение - бұл басқа нүкте үшін шексіз реттен басқа, бір нүктеде алуға болатын потенциал. Ал потенциалдың айырмашылығы - бұл зарядтан шамамен тең қашықтықтағы екі нүктедегі потенциалдардың айырмашылығы. Математикалық түрде оларды мына түрде жазуға болады,

$\begin{align*} Potential = V = \frac{Q}{4 \pi \epsilon_0 R} \end{align}$

$\begin{align*} Potential \,\, Difference= V_1_2 = \frac{Q}{4 \pi \epsilon_0}(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}) \end{align}$

Егер сіз напряжение туралы видеожазбасын көре отырып, түсіндірмелеріңізді қарағыңыз келсе, төмендегі видеоға қараңыз:

Қалыптасқан напряжение деген не?

Қалыптасқан напряжение - бұл электр техникалық аппараттары немесе құрылғылардың типтік напряжение деңгейі немесе бағыты.

Төмендегілер - әр түрлі электр жабдықтарындағы кеңестік напрямдер тізімі.

Свинц-кислотты батареялар, электр автомобильдерде пайдаланылатын: 12 Вольт DC. 12 В батарея 6 модульден тұрады, әр модулінің напрямі 2,1 В. Ескерту: модулдер сериялық қосылу арқылы напрям деңгейі артады.
Күн энергиясының модулдері: Көбінесе, ашық схема шартында 0,5 Вольт DC напрям береді. Бірақ, көптеген күн энергиясының модулдері сериялық қосылу арқылы күн энергиясы панелдерін құрайды, олардың жалпы напрям деңгейі жоғары болады.
USB: 5 Вольт DC.
Жоғары напрям электр транзиттері: 110 кВ до 1200 кВ AC.
Жылдам поезд (тракция) энергия сызықтары: 12 кВ және 50 кВ AC немесе 0,75 кВ және 3 кВ DC.
TTL/CMOS энергия құралы: 5 Вольт.
Бір модулі, қайта толтырылатын никель-кадмиев батарея: 1,2 Вольт.
Фонарь батареялары: 1,5 Вольт DC.

Энергия қызметкерлері тұрғын үй мүшелеріне беретін кеңестік напрямдар:

Жапонияда 100 В, 1 фаза AC
Америкада 120 В, 1 фаза AC
Индияда, Австралияда 230 В, 1 фаза AC

Энергия қызметкерлері промышленным мүшелерге беретін кеңестік напрямдар:

Жапонияда 200 В, 3 фаза AC
Америкада 480 В, 3 фаза AC
Индияда 415 В, 3 фаза AC

Напрямдың қолданылуы

Напрямдың қолданылуының бірнеше мысалы:

Напрямдың ең кеңестік қолданылуы - резистор сияқты электр құралы немесе жабдықтағы напрям төмендетуін анықтау.
Напрям деңгейін арттыру үшін напрям қосу қажет. Сондықтан, модулдер сериялық қосылу арқылы напрям деңгейі артады.
Көлемдік төмен және жоғары деңгейде (5 В) мен (415 В) аралығындағы көлемдер әртүрлі қолданбаларда қолданылады.
Төмен көлемдер көптеген электроникалық жабдықтарда және басқару қолданбаларында қолданылады.
Жоғары көлемдер қолданылады

Электростатикалық басылым, Электростатикалық бояу, материалдың электростатикалық қапталуы
Космологиялық орын зерттеулері
Электростатикалық осадитель (ауа кемдігін басқару)
Жеткізгіш пропульсиялық лабораториясы
Рентген құбырлары
Жоғары қуатты амплитудаландыру вакуумдық құбырлары
Масса спектроскопиясы
Диэлектрикалық тесттер
Азық-түлік және сусын тесттері
Электроспрей және айналу қолданбалары, электрофотография
Плазма негізіндегі қолданбалар
Деңгей сенсоры
Индуктивті қызу
Флеш фонарьлары
СОНАР
Электр жабдықтарын тесттеу үшін

Басты: Electrical4u

Ескерту: Оригиналды сыйлаңыз, жақсы мақалалар бөлісуге лайық, егер автордық құқықтарды бұзулған болса, хабарласыңыз, өшіріп тастау үшін.

Өнімдік беріңіз және авторды қолдаңыз!

Тақырыптар:

Негізгі электротехника

Напряжение

Бұлтық көбейткіш

Сарапшылар туралы

Electrical4u

China

Өnerілген

Көбірек

Жоғары деңгэу SF₆-сіз айналма басқару блогы: Механикалық өзгеңдіктерді реттеу

(1) Контакттың аралығы негізінен изоляциялық координациялық параметрлері, кесу параметрлері, жоғары напрямдагы SF₆-сыз бөлшек шайбасының контакт материалы және магниттік дүдек қабатының дизайнына байланысты анықталады. Практикалық қолданыста, үлкен контакттың аралығы әрқашан жақсы емес; осылайша, контакттың аралығы қолжетімді энергия төлемдерін азайту және эксплуатация мерзімін ұзақтастыру үшін өте жақын жерге қолданылатын төменгі шектерге дейін қолданылуы керек.(2) Контакттың өткірінің өлшемдер

James

12/10/2025

Көбүрөөк тармагы және курылыс сайтына арналған энергия үлесінің талаптары

Төмен деңгейдегі жүйелер тарату жолдары - бұл тарату трансформаторы арқылы 10 кВ деген жоғары деңгейдегі напруганы 380/220 В деңгейіне түсірген схемалар—басқа айтқанда, электр станциясынан пайдаланушы тəтауларына дейінгі төмен деңгейдегі жолдар.Төмен деңгейдегі жүйелер тарату жолдарының қарастырылуы электр станциясының схемаларын жоспарлау кезінде маңызды. Жабдықтарда, әдетте жоғары энергия талап ететін цехтерде, арналған цехтерге арналған тарату трансформаторлар орнатылады, трансформаторлар тур

James

12/09/2025

Напрямдатық гармоникалар H59 тарату трансформаторының жылууға қалай тәсер етеді?

Басын harmonikalarының H59 тарату трансформаторларындагы температура көбейтілуіне тигізген тәсіріH59 тарату трансформаторлары - электр энергиялық жүйелердегі ең маңызды жабдықтардың бірі, олардың негізгі функциясы - электр жүйеден алынған жоғары басын энергияны ақырыншы пайдаланушыларға қажет болған төмен басына айналдыру. Бірақ, энергиялық жүйелерде көптеген сызықты емес жүктер мен басын шығаруыштары бар, олар басы harmonikalarын енгізеді, олар H59 тарату трансформаторларының иштеуіне терс тәсі

Echo

12/08/2025

H59 таратуу трансформаторының жұқа болуының негізгі себептері

1. Жұлдыздық жүкБірінші, адамдардың тəжірибелік деңгейінің жақсаруымен, электр энергиясының жұмсалуы жоғары өсуіне әкелді. Алғашқы H59 жүйелік трансформаторларының қабілеті аз—“аз қорытулы жерден көп қорытулы жерге”—бұл пайдаланушылардың талаптарын қанағаттандыра алмайды, сондықтан трансформаторлар жұлдыздық жүк режимінде қызмет етеді. Екінші, мезгілдік өзгерістер мен шектеулер шарттары электр энергиясының максималды талаптарына әкеледі, бұл H59 жүйелік трансформаторларының жұлдыздық жүк режимін

Felix Spark

12/06/2025

Voltage	Current
The voltage is the difference in potential between two points in an electric field.	The current is the flow of charges between two points in an electric field.
The symbol of the current is I.	The SI unit of current is ampere or amp.
The symbol of voltage is V or ΔV or E.	The symbol of current is I.
Voltage can be measured by using a voltmeter.	Current can be measured by using an ammeter.
$Voltage\ (V)=\frac{Work\ done\ (W)}{Charge\ (Q)}$	$Current\ (I)=\frac{Charge\ (Q)}{time\ (t)}$
$1\ Volt=\frac{1\ joule}{1\ coulomb}$	$1\ Ampere=\frac{1\ coulomb}{(1\ second)}$
In a parallel circuit, the magnitude of voltage remains the same.	In a series circuit, the magnitude of the current remains the same.
The voltage creates a magnetic field around it.	The current creates an electrostatic field around it.
Dimensions of voltage is $ML^2 T^-^3 A^-^1$	Dimensions of current is $MLTA^1$
In the hydraulic analogy, electric potential or voltage is equivalent to hydraulic water pressure.	In the hydraulic analogy, electric current is equivalent to hydraulic water flow rate.
The voltage is the cause of the current flowing in the circuit.	An electric current is the effect of a voltage.