• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Spriegums: Kas tas ir?

Electrical4u
Lauks: Pamata elektrotehnika
0
China

Kas ir spriegums?

Spriegums (arī pazīstams kā elektriskais potenciāla atšķiruma, elektromotīvās jaudas EMF, elektriskais spiediens vai elektriskais ķepenis) definēts kā elektriskais potenciāla atšķirums uz vienību lādi starp diviem punktiem elektriskā laukā. Spriegumu matemātiski (formulās) izsaka ar simbolu “V” vai “E”.

Ja meklējat intuitīvāku skaidrojumu, kas palīdzētu saprast, kas ir spriegums, pārejiet uz šo sadaļu raksta.

Citas gadījumā mēs turpināsim zemāk ar formālāko sprieguma definīciju.

Stāvīgā elektriskā laukā darbs, kas nepieciešams, lai pārvietotu lādi uz vienību starp diviem punktiem, ir zināms kā spriegums. Matemātiski spriegumu var izteikt šādi,

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

kur veiktais darbs ir džaulos un lāde ir kulonos.

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

Voltāžu var definēt kā potenciālās enerģijas daudzumu starp diviem punktiem elektriskajā šķēršņa.

Viens punkts ir ar augstāku potenciālu, bet citi punkti ar zemāku potenciālu. Lādiņu atšķirība starp augstāko un zemāko potenciālu sauc par voltāžu vai potenciāla atšķirību.

Voltāža vai potenciāla atšķirība dod spēku elektroniem, lai plūstu caur šķēršņu.

Jo augstāka voltāža, jo lielāks spēks, un tādējādi vairāk elektronu plūst caur šķēršņu. Bez voltāžas vai potenciāla atšķirības elektronu kustība būtu nejauša brīvajā telpā.

Voltāžu reizēm sauc arī par "elektrisko ķepešanu". Piemēram, kabeļu voltāžas apstrādes spēja, piemēram, 1 kV, 11 kV un 33 kV, tiek attiecīgi saukti par zemu, augsto un superaugsto ķepešanas kabēliem.

Potenciāla atšķirības definīcija kā elektromagnētiskā lauka potenciāls

Kā jau minēts, voltāža tiek definēta kā potenciāla atšķirība vienības lādiņam starp diviem punktiem elektromagnētiskajā laukā. Aprakstīsim to, izmantojot vienādojumus.

Apsveram divus punktus A un B.

Punkta A potenciāls attiecībā pret punktu B ir definēts kā darbs, kas veikts, pārvietojot vienības lādiņu no punkta A uz punktu B elektromagnētiskā laukā E.

Matemātiski tas var tikt izteikts kā,

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

Tas ir arī potenciāla atšķirība starp punktiem A un B, kur punkts B ir referenčais punkts. To var izteikt arī kā, 

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

Tagad spriegums var būt diezgan grūts koncepts, lai to saprastu.

Tāpēc mēs izmantosim analogiju ar kaut ko materiālu—kaut ko reālajā pasaulē—lai palīdzētu padarīt spriegumu vieglāk saprotamu.

Sprieguma Saprašana Ar Analogiju

"Hidrāuliskā analogija" ir bieži izmantota analogija, lai palīdzētu paskaidrot spriegumu.

Hidrāuliskās analogijas kontekstā:

  • Spriegums vai elektriskais potenciāls atbilst hidrāuliskajam ūdens spiedienam

  • Elektriskā strāva atbilst hidrāuliskajam ūdens plūsmas daudzumam

  • Elektriskā lādējuma daudzums atbilst ūdens daudzumam

  • Elektriskais vedējs atbilst caurulei

Analogija 1

Aplūkosim ūdens tvertni, kā tas parādīts zemāk redzamajā attēlā. Attēls (a) parāda divas tvertnes, kas aizpildītas ar vienādu ūdens līmeni. Tāpēc ūdens nevar plūst no vienas tvertnes uz otru, jo spiediena atšķirība nav.

image.png
Hidrāuliskā analogija 1

Tagad, attēlā (b) ir redzami divi tvertnes ar dažādu ūdens līmeni. Tādēļ starp šīm abām tvertnēm pastāv spiediena atšķirība. Tāpēc ūdens plūs no vienas tvertnes uz otru, līdz abu tvertņu ūdens līmeņi kļūst vienādi.

Līdzīgi, ja savienojam divas akumulators caur vadītāju ar dažādiem sprieguma līmeņiem, tad lādiņi var plūst no augstāka potenciāla akumulatora uz zemāka potenciāla akumulatoru. Tādējādi, zemāka potenciāla akumulators tiek uzlādēts, līdz abu akumulatoru potenciāls kļūst vienāds.

Analīze 2

Aptvero ūdens tvertne, kas novietota noteiktā augstumā virs zemes.

Causs sangu spiediens beiguos ir ekvivalenta spriegumam vai potenciāla atšķirībai elektriskajā shēmā. Ūdens tvertnē ir ekvivalenta elektro lādiņiem. Ja palielinām ūdens daudzumu tvertnē, tad pieaug spiediens causs sangu beigās.

Otrādi, ja izsvaidzinām noteiktu ūdens daudzumu no tvertnes, tad samazinās spiediens, ko radīt causs sangu beigās. Mēs varam uzskatīt šo ūdens tvertni par krājuma bateriju. Kad baterijas spriegums samazinās, lampas kļūst tumšākas.

Analīze 3

Izprast, kā darbu var veikt spriegums vai potenciāla atšķirība elektriskajā shēmā. Elektriskā shēma ir parādīta zemāk redzamajā attēlā.

image.png

Kā parādīts hidrāuliskajā ūdens sistēmā, ūdens plūst caur caussangu, kas pārvadāts mehāniskā pompā. Caussangs ir ekvivalenta vadītājam elektriskajā shēmā.

Ja mehāniskā pompe radīs spiediena atšķirību starp diviem punktiem, tad spiecināts ūdens varēs veikt darbu, piemēram, palaist turbinu.

Līdzīgi, elektriskajā shēmā baterijas potenciāla atšķirība varēs radīt strāvas plūsmu caur vadītāju, un tādējādi plūstošais elektrostrāva var veikt darbu, piemēram, apgaismojot lampu.

Kā mēra spriegumu (sprieguma mērvienības)?

SI mērvienība spriegumam

Spriegums SI vienība spriegumam ir volts. Tas apzīmēts ar V. Volts ir izcelsmes SI vienība sprieguma mērīšanai. Itālas fiziķis Alessandro Volta (1745-1827), kurš izgudroja Voltas pilu, kas bija pirmā elektroķīmiskā akumulators, tāpēc vienība volts ir nosaukta cienotā fiziķa atmiņā.

Volts SI pamatvienībās

Volts var tikt definēts kā elektriskais potenciāla atšķirība starp diviem punktiem elektrosistēmā, kas sajaukst vienu džaulu enerģijas uz kuluļu lādēm, kas pārvietojas caur sistēmu. Matemātiski tas var tikt izteikts šādi,

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


Tātad, volts var tikt izteikts SI pamatvienībās kā \frac{kg\,\,m^2}{A\,\,s^3} vai kg\,\,m^2\,\,s^-^3\,\,A^-^1.

To var arī mērīt vātu uz amperu vai amperus reiz omi.

Sprieguma formula

Uzspiediena pamatformula ir atspoguļota zemāk redzamajā attēlā.

image.png
Uzspiediena formulu trijstūris


Uzspiediena formula 1 (Ohma likums)

Saskaņā ar Ohma likumu, uzspiediens var tikt izteikts šādi,

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

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

Piemērs 1

Kā parādīts zemāk redzamajā shēmā, caur pretestību 15 Ω plūst strāva 4 A. Aprēķiniet sprieguma kritumu šajā shēmā.

Risinājums:

Dati:        I = 4\,\,A , R=15\,\,\Omega

Pēc Oma likuma,

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

Tātad, izmantojot vienādojumu, mēs iegūstam sprieguma kritumu šajā shēmā 60 voldi.

Sprieguma formula 2 (Jauda un strāva)

Pārnestā jauda ir elektroapgādes sprieguma un elektriskās strāvas reizinājums.

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

Tagad ievietojiet I=\frac{V}{R} uzrādītajā vienādojumā un iegūstam,

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

Tātad, mēs iegūstam, ka spriegums ir jauda dalīta ar strāvu. Matemātiski,

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

Piemērs 2

Kā redzams zemāk esošajā shēmā, caur 48 W spuldzi plūst 2 A strāva. Nosakiet piegādes spriegumu.

Risinājums:

Dati:        I = 2\,\,A , P = 48 \,\,W

Atbilstoši minētajai formūlai starp spriegumu, jaudu un strāvu,

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

Tādējādi, izmantojot šo vienādojumu, mēs iegūstam piegādes spriegumu 24 voldus.

Sprieguma formula 3 (Jauda un pretestība)

Atbilstoši vienādojumam (1), spriegums ir jaudas un pretestības reizinājuma kvadrātsakne. Matemātiski,

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

Piemērs 3

Kā redzams zemāk minētajā shēmā, noteikiet nepieciešamo spriegumu, lai gaistētu 5 W spuldzi ar strāvas pretestību 2 Ω.

Risinājums:

Dati:        P = 5 \,\, W , R = 2 \,\, \Omega

Saskaņā ar minēto formulu,

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

Tātad, izmantojot šo vienādojumu, mēs iegūstam nepieciešamo spriegumu, lai gaistētu 5 W, 2\Omega spuldzi 3.16 Volts.

Sprieguma marķieri (MA un DA)

MA sprieguma marķieris

MA (maiņstrāva) sprieguma marķieris ir šāds:

企业微信截图_17098668569432.png
MA Sprieguma Marķieris

DA sprieguma marķieris

DA (tālstrāva) sprieguma marķieris ir šāds:

image.png
DA Sprieguma Marķieris

Sprieguma mērvienības

Spriegums (V) ir elektriskās potenciāles enerģijas attiecība pret vienību lādiņu.

Sprieguma mērvienības var izteikt masas (M), garuma (L), laika (T) un ampera (A) terminos, kā tas ir dots ar formulu M L^2 T^-^3 A^-^1.

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

Jāņem vērā, ka daži izmanto I aizvietojot A, lai pārstāvētu strāvu. Šajā gadījumā sprieguma dimensijas varētu tikt pārstāvētas kā M L^2 T^-^3 I^-^1.

Kā mērīt spriegumu

Elektro un elektronikas shēmā sprieguma mērīšana ir būtiska parametra, kas jāmēra. Mēs varam mērīt spriegumu starp noteiktu punktu un zemes vai nulles līniju šķērsojumā shēmā.

Trifāzes shēmā, ja mērām spriegumu starp jebkuru no trifāzes un neitrālā punkta, tad to sauc par līnijas uz zemi spriegumu.

Līdzīgi, ja mērām spriegumu starp jebkuru divām fāzēm no trifāzes, tad to sauc par līnijas uz līniju spriegumu.

Ir daudz instrumentu, ko izmanto sprieguma mērīšanai. Apskatīsim katru metodi.

Voltmetra metode

Divu punktu starpā esošo spriegumu sistēmā var mērīt, izmantojot voltmetru. Lai mērītu spriegumu, voltmeters jāsavieno paralēli ar komponentu, kura spriegumu jāmēra.

Voltmetra viena vadītāja jāsavieno ar pirmo punktu, otrā - ar otro punktu. Jāņem vērā, ka voltmetera nekad nedrīkst savienot sērijā.

Voltmetrs var arī izmantojams, lai mērītu sprieguma kritumu uz jebkura komponenta vai divu vai vairāku komponentu sprieguma kritumu summu iekšā shēmā.

Analogais voltmeters darbojas, mērojot strāvu caur fiksēto rezistoru. Saskaņā ar Oma likumu, strāva caur rezistoru ir tieši proporcionāla spriegumam vai potenciālajai atšķirībai uz fiksētā rezistora. Tādējādi, mēs varam noteikt nezināmo spriegumu.

Vēl viens piemērs voltmetera savienojumam, lai mērītu spriegumu uz 9 V bateriju, ir parādīts zemāk redzamajā attēlā:

Multimetriskā metode

Šodienas dienās, viena no visbiežāk izmantotajām metodēm sprieguma mērīšanai ir multimetra izmantošana. Multimetrs var būt gan analogs, gan digitāls, bet digitālie multimetri tiek visbiežāk izmantoti tāpēc, ka tie nodrošina augstāku precizitāti un zemākas izmaksas.

Spriegums vai potenciālā atšķirība uz jebkura aprīkojuma vienkārši var tikt mērīta, savienojot multimetra sondes divos punktos, kur spriegums jāmēra. Baterijas sprieguma mērīšana, izmantojot multimetru, ir parādīta zemāk redzamajā attēlā.

Multimeter for Voltage Measurement
Multimetra savienojums baterijas sprieguma mērīšanai


Potenciometrs metode

potenciometrs darbojas, balstoties uz nulles līdzsvara tehnoloģiju. Tas mēra spriegumu, salīdzinot nezināmo spriegumu ar zināmo referenčspriegumu.

Citi instrumenti, piemēram, osciloscopis, elektrostātiskie voltmeteri, var tikt arī izmantoti sprieguma mērīšanai.

Spriegums starp Spriegumu un Strāvu (Spriegums vs Strāva)

Galvenā atšķirība starp spriegumu un strāvu ir tāda, ka spriegums ir elektriskās lādējuma potenciāla atšķirība starp diviem punktiem elektromagnētiskajā laukā, savukārt strāva ir elektriskā lādējuma plūsma no viena punkta uz otru punktu elektromagnētiskajā laukā.

Varam vienkārši teikt, ka spriegums ir iemesls, kas izraisa strāvas plūsmu, savukārt strāva ir sprieguma efekts.

Jo augstāks ir spriegums, jo lielāka būs strāvas plūsma starp diviem punktiem. Jāņem vērā, ka, ja divi punkti šķērsējumā atrodas vienā potenciālā, tad strāva nevar plūst starp šiem punktiem. Sprieguma un strāvas mērogs atkarīgs viens no otra (saskaņā ar Ohma likumu).

Citas atšķirības starp spriegumu un strāvu ir aprakstītas tabulā zemāk.

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 isML^2 T^-^3 A^-^1 Dimensions of current isMLTA^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.
Spriegums starp Spriegumu un Strāvu

Sprieguma un Potenciāla Atšķirība (Spriegums vs Potenciāls)

Starps spriegumu un potenciālu nav liela atšķirība. Tomēr mēs varam aprakstīt to atšķirību šādi.

Spriegums ir enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai pārvietotu vienības lādiņu starp diviem punktiem, savukārt potenciāla atšķirība ir atšķirība starp augstāko potenciālu vienā punktā un zemāko potenciālu otrā punktā.

Punkta lādiņa dēļ:

Spriegums ir potenciāls, kas iegūts kādam punktam, ņemot vērā citu referenčpunktu bezgalībā. Savukārt potenciāla atšķirība ir potenciāla atšķirība starp diviem punktiem, kas atrodas īsu attālumā no lādiņa. Matemātiski to var izteikt šādi,

  \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}

Ja jūs vēlaties video izskaidrojumu par spriegumu, apskatiet šo video:

Kas Ir Parasts Spriegums?

Parasts spriegums ir definēts kā tipisks sprieguma līmenis vai elektrotehnisko ierīču vai aprīkojuma reitings.

Zemē ir uzskaitītas dažādas bieži sastopamās sprieguma vērtības dažādam elektriskajiem ierīču un aprīkojumam.

  • Svina-kislots akumulators, kas tiek izmantots elektroautomobiļos: 12 Volts DC. 12 V akumulatorā ir 6 čeļi ar katra čeļa tipisku spriegumu 2.1 V. Jāņem vērā, ka čeļi ir savienoti virzienā, lai palielinātu sprieguma rādītāju.

  • Saules elementi: Parasti ražo apmēram 0.5 Volts DC atvērtā kontura apstākļos. Tomēr, daudzi saules elementi bieži tiek savienoti virzienā, lai veidotu saules paneles, kas var izveidot augstāku kopējo spriegumu.

  • USB: 5 Volts DC.

  • Augstsprieguma elektroenerģijas pārvade: 110 kV līdz 1200 kV AC.

  • Ātrgājiena vilciena (traktora) elektrosistēmas: 12 kV un 50 kV AC vai 0.75 kV un 3 kV DC.

  • TTL/CMOS piegādes avots: 5 Volts.

  • Viens šķidruma, pārlādējamais nikela-kadmija akumulators: 1.2 Volts.

  • Lielākā daļa lukturīklu: 1.5 Volts DC.

Bieži sastopams spriegums, ko piegādā enerģijas nodomnieki privātpersonām, ir:

  • 100 V, 1 fāze AC Japānā

  • 120 V, 1 fāze AC Amerikā

  • 230 V, 1 fāze AC Indijā, Austrālijā

Bieži sastopams spriegums, ko piegādā enerģijas nodomnieki rūpnieciskiem patērētājiem, ir:

  • 200 V, 3 fāzes AC Japānā

  • 480 V, 3 fāzes AC Amerikā

  • 415 V, 3 fāzes AC Indijā

Sprieguma lietojumi

Daži no sprieguma lietojumiem ietver:

  • Viena no visbiežākām sprieguma lietojumu ir noteikt sprieguma pazemināšanos elektriskā aparātā vai aprīkojumā, piemēram, rezistorā.

  • Ir nepieciešams sprieguma pievienošana, lai palielinātu sprieguma rādītāju. Tāpēc čeļi tiek savienoti virzienā, lai palielinātu sprieguma rādītāju.

Spriegums ir katra elektro un elektroniskā iekārtas pamatenerģijas avots. No maziem spriegumiem (5 V) līdz augstiem spriegumiem (415 V) tiek izmantoti dažādos pielietojumos.

  • Zems spriegums parasti tiek izmantots daudzās elektronikas ierīcēs un kontrolēšanas pielietojumos.

  • Augsts spriegums tiek izmantots

  •  Avots: Electrical4u

    Paziņojums: Cienījam oriģinālo, labi raksti ir vērtīgi koplietot, ja ir pārkāpti tiesības, lūdzu sazinieties, lai to dzēstu.

    Dodot padomu un iedrošināt autoru

    Ieteicams

    Sprieguma Regulēšanas Metodes un Asociācijas Transformatoru Ietekme
    Sprieguma Sprieguma Atbilstības Līmenis un Tīksta Transformatora Koku PārslēgšanaSprieguma atbilstības līmenis ir viens no galvenajiem rādītājiem, kas mēra enerģijas kvalitāti. Tomēr, dažādu iemeslu dēļ, elektrības patēriņš augstā un zemā laikā bieži atšķiras būtiski, kas izraisa tīksta transformatoru izvades sprieguma svārstības. Šīs sprieguma svārstības negatīvi ietekmē dažādu elektrisku ierīču veiktspēju, ražošanas efektivitāti un produktu kvalitāti. Tāpēc, lai nodrošinātu sprieguma atbilstīb
    12/23/2025
    Augstsprieguma izolācijas vēža atlases standarti elektroapgādes transformatoriem
    1. Īpašības un vairākkāršu formu klasifikācijaĪpašību un vairākkāršu formu struktūras un klasifikācija ir atspoguļotas zemāk redzamajā tabulā: Sērijas numurs Klasifikācijas īpašība Kategorija 1 Galvenā izolācijas struktūra Konstanta veida Resinu impregnēta papīraOļimpregnēta papīra Nekonstanta veida Gāzes izolācijaŠķidruma izolācijaLiekais resinsKomposita izolācija 2 Ārējā izolācijas materiāla PorceļānsSilikona kautschuka 3 Izolācijas sleja un konde
    12/20/2025
    Ķīniešu gāznomākņotais pārslēgdevums ļauj uzsākt darbību Longdong-Shandong ±800kV UHV DC transmīcijas projektam
    7. maijā Kīna pirmā lielapjoma vēja-saules-ķīmiskā enerģijas bāze ar UHV pārvades projektu — Longdong~Shandong ±800kV UHV DC pārvades projekts — tika oficiāli uzenerģēts un uzsāka darbību. Projekta gada pārvade pārsniedz 36 miljardus kilovatstundu, ar jaunajām enerģijas avotiem veidojot vairāk nekā 50% no kopsummas. Pēc uzsākšanas tas katru gadu samazinās siltumnīcefekta gāzu emisijas aptuveni par 14,9 miljoniem tonnu, ieguldījums valsts divos oglekļa mērķos.Saņēmēja Dongping konvertera stacijā
    12/13/2025
    Augstsprieguma SF₆ brīvās Ring Main Unit: Mekhānisko īpašību pielāgošana
    (1) Kontaktpiezā galvenokārt nosaka izolācijas koordinācijas parametri, pārtraukuma parametri, augstsprieguma bez SF₆ apgaismojuma kontakta materiāls un magnētiskās blāzmas kameru dizains. Praktiskajā lietojumā lielāka kontaktpiezā nav nepieciešama; gan, lai samazinātu darbības enerģijas patēriņu un pagarinātu izmantošanas laiku, kontaktpiezai jātiecas būt cik vien iespējams tuvāk tās apakšējai robežai.(2) Kontakta pārsniedzuma noteikšana ir saistīta ar faktoriem, piemēram, kontakta materiāla īp
    12/10/2025
    Pieprasījums
    +86
    Klikšķiniet, lai augšupielādētu failu

    IEE Business will not sell or share your personal information.

    Lejupielādēt
    Iegūt IEE Business lietojumprogrammu
    Lietojiet IEE-Business lietotni lai atrastu aprīkojumu iegūtu risinājumus savienotos ar ekspertiem un piedalītos nozares sadarbībā jebkurā laikā un vietā pilnībā atbalstot jūsu enerģētikas projektus un biznesa attīstību