Напон: Што е тоа?

Electrical4u

Поле: Основни електрични

China

Што е напон?

Напонот (познат и како електрична потенцијална разлика, електромотивна сила emf, електрично притиснување или електрична напрегнување) е дефиниран како електрична потенцијална разлика по единица наелектрисана количина помеѓу две точки во електрично поле. Напонот се изразува математички (т.е. во формули) со користење на симболите „V“ или „E“.

Ако барате повеќе интуитивно објаснување за да помогнете да објасните што е напон, прескокнете до овиот дел од члanka.

Инаку, ќе продолжиме подолу со повеќе формална дефиниција на напонот.

Во статично електрично поле, работата потребна за да се премести единица наелектрисана количина помеѓу две точки е позната како напон. Математички, напонот може да се изрази како,

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

Каде што работата извршена е во джоули, а наелектрисаната количина е во кулони.

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

Можеме да го дефинираме напонот како количина на потенцијалната енергија помеѓу две точки во цев.

Една точка има повисок потенцијал, а другите точки имаат понисок потенцијал. Разликата во наелектризованост помеѓу повисок и понисок потенцијал се нарекува напон или потенцијална разлика.

Напонот или потенцијалната разлика дава сила на електроните за да протечат низ цевта.

Што е повисок напон, толку е поголема силата, и затоа повеќе електрони протечат низ цевта. Без напон или потенцијална разлика, електроните би се движеа случајно во слободен простор.

Напонот некогаш се нарекува и „електрична напрегнатост“. На пример, капацитетот за обработка на напон на кабели како 1 кВ, 11 кВ и 33 кВ се нарекуваат соодветно кабели со ниска, висока и супер напрегнатост.

Дефиниција на потенцијалната разлика како потенцијал на електричното поле

Како што беше споменато, напонот се дефинира како потенцијална разлика по единично наелектризованост помеѓу две точки во електрично поле. Нека ја опишеме оваа дефиниција користејќи ја равенката.

Размислете за две точки A и B.

Потенцијалот на точката A во однос на точката B се дефинира како работата направена при преместување на единично наелектризованост од точка A до B во присуство на електрично поле E.

Математички, ова може да се изрази како,

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

Ова исто така е потенцијална разлика помеѓу точките A и B, со точка B како референтна точка. Ова исто така може да се изрази како,

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

Сега напонот може да биде прифатливо тешко концепт за разбирање.

Затоа ќе го користиме еден аналого на нешто танџибилно — нешто во реалниот свет — за да помогнеме да се направи напонот по лесен за разбирање.

Разбирање на напонот преку аналого

„Хидравличкиот аналого“ е заеднички аналого користен за да помогне да се објасни напонот.

Во хидравличкиот аналого:

Напонот или електричниот потенцијал е еквивалентен на хидравличкиот воден притисок
Електричниот струја е еквивалентна на хидравличката водна струја
Електричната наелектризација е еквивалентна на количина вода
Електричен проводник е еквивалентен на цев

Аналого 1

Претставете си резервоар со вода како што е прикажана на следната слика. Слика (а) прикажува два резервоари пополнети со иста нива на вода. Значи, водата не може да текне од еден резервоар во друг затоа што нема разлика во притисокот.

Сега, Слика (b) покажува две резервоари наполнети со различни нивоа на вода. Затоа постои некоја разлика во притисок помеѓу овие два резервоара. Така, водата ќе текне од еден резервоар до друг резервоар сѐ додека нивото на вода во двата резервоара не стане еднакво.

Прилично, ако поврземе две батерији преку проводник со различни нивоа на напон, тогаш ќе може да текнуват полози од батеријата со поголем потенцијал кон батеријата со помал потенцијал. Затоа, батеријата со помал потенцијал ќе се напоји сѐ додека потенцијалите на двете батерији не станат исти.

Аналогија 2

Претставете си резервоар со вода поставен на одредена висина над земјата.

Притисокот на вода на крајот на цевта е еквивалентен на напонот или разликата во потенцијал во електрична кола. Водата во резервоарот е еквивалентна на електричната полоза. Ако увеличиме количеството на вода во резервоарот, тогаш ќе се развие повеќе притисок на крајот на цевта.

Обратно, ако излегуваме одредено количество вода од резервоарот, тогаш притисокот создаден на крајот на цевта ќе се намали. Можеме да го претпоставиме овој резервоар како аккумулатор. Кога напонот на батеријата се намали, лампите ќе станат мрачни.

Аналогија 3

Да разбереме како напонот или разликата во потенцијал може да направи работа во електрична кола. Електричната кола е прикажана на следната слика.

Како што е прикажано во хидравличкиот воден систем, водата текне низ цев под влијание на механички помпа. Цевта е еквивалентна на проводник во електрична кола.

Сега, ако механичката помпа произведе разлика во притисок помеѓу две точки, тогаш притиснатата вода ќе може да направи работа, како да приведе турбина.

Прилично, во електрична кола, разликата во потенцијал на батеријата може да предизвика тек на струја низ проводник, затоа тековата електрична струја може да направи работа, како да светнува лампа.

Што се мери со напон (единици на напон)?

SI единица за напон

Единицата SI за напон е волт. Ова се означува со V. Волт е изведена SI единица за напон. Италијанскиот физичар Алессандро Волта (1745-1827), кој ја измислил волтската купа, првата електрична батерија, затоа единицата волт е именувана во негова чест.

Волт во SI основни единици

Волт може да се дефинира како електрична потенцијална разлика помеѓу две точки во електрична кола, која дисипира една џул енергија по кулон наелектрисана частица што минува низ електричната кола. Математички, тоа може да се изрази како,

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

Значи, волтот може да се изрази во термини на SI основни единици како $\frac{kg\,\,m^2}{A\,\,s^3}$ или $kg\,\,m^2\,\,s^-^3\,\,A^-^1$ .

Тоа исто така може да се мери во вати по ампер или ампер пати оми.

Формула за напон

Основната формула за напон е прикажана на следната слика.

Формула за напон 1 (Закон на Ом)

Според законот на Ом, напонот може да се изрази како,

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

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

Пример 1

Как што е прикажано во наредниот кола, ток од 4 A протекува низ противодействие од 15 Ω. Определете падение на напонот низ колата.

Решение:

Дадени податоци: $I = 4\,\,A$ , $R=15\,\,\Omega$

Според законот на Ом,

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

Така, со користење на равенката добиваме падение на напонот низ колата од 60 волти.

Формула за напон 2 (Моќ и Ток)

Пренесената моќ е производ од напонот на опремата и електричкиот ток.

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

Сега, вметнете $I=\frac{V}{R}$ во претходната формула, добиваме,

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

Така, добиваме дека напонот е еднаков на моќта поделена со стројот. Математички,

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

Пример 2

Како што е прикажано на схемата подолу, ток од 2 A протекува низ лампа со моќ од 48 W. Определете напонот на заеднички извор.

Решение:

Дадени податоци: $I = 2\,\,A$ , $P = 48 \,\,W$

Според формулата помеѓу напон, моќ и стрuja спомената по горе,

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

Така, користејќи ја равенката, добиваме напон од 24 волти.

Формула за напон 3 (Моќ и Опрот)

Според равенката (1), напонот е квадратен корен од производот на моќта и опротот. Математички,

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

Пример 3

Как е показано на следниовата шема, определете потребната напрежение за да светнува лампа од 5 Вт со отпор од 2 Ω.

Решение:

Дадени податоци: $P = 5 \,\, W$ , $R = 2 \,\, \Omega$

Според формулата дадена по горе,

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

Така, користејќи ја формулата добиваме потребната напрежение за да светнува $5 W, 2\Omega$ лампа 3.16 Волти.

Симбол на напон во циркуит (AC и DC)

Симбол за AC напон

Симболот за AC (изменична струја) напон е прикажан подолу:

企业微信截图_17098668569432.png — Симбол за AC напон

Симбол за DC напон

Симболот за DC (постојана струја) напон е прикажан подолу:

Димензии на напонот

Напонот (V) е претстава на електричниот потенцијал енергија по единица на наелектрисана количина.

Димензиите на напонот можат да се изразат со маса (M), должина (L), време (T) и ампер (A) како што е дадено од $M L^2 T^-^3 A^-^1$ .

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

Забележете дека некои исто така користат I наместо A за да го претстават амперажот. Во овој случај, димензијата на напонот може да се претстави како $M L^2 T^-^3 I^-^1$ .

Како да мериш напон

В електрични и електронски кола, меренката на напон е основен параметар кој треба да се мери. Можеме да измериме напонот помеѓу одредена точка и земјата или линијата со нулт напон во колото.

Во трифазно коло, ако измеруваме напонот помеѓу било која фаза од трифазното и неутралната точка, тогаш тоа се нарекува напон меѓу фаза и земја.

Слично, ако измеруваме напонот помеѓу било кои две фази од трифазното, тогаш тоа се нарекува напон меѓу фази.

Постојат различни инструменти кои се користат за мерење на напон. Да ги обсуштиме секој метод.

Метод на волтметар

Напонот помеѓу две точки во системот може да се измери со користење на волтметар. За да се измери напон, волтметарот мора да се поврзе паралелно со компонентата чиј напон треба да се измери.

Една жица на волтметарот мора да се поврзе со првата точка, а другата со втората точка. Забелешка: волтметарот никогаш не треба да се поврзе серијски.

Волтметарот исто така може да се користи за мерење на пад на напон во било кој компонент или за збирот на падовите на напон во два или повеќе компоненти во коланата.

Аналогниот волтметар функционира со мерење на стројмот низ фиксна резистор. Сега, според законот на Ом, стројот низ резисторот е директно пропорционален на напонот или потенцијалната разлика надвор од фиксниот резистор. Така, можеме да го определиме непознатиот напон.

Друг пример на поврзувanje на волтметар за мерење на напон над 9 В батерија е прикажан на следната слика:

Метод на мултиметар

Сега, еден од најчестите методи за мерење на напон е со користење на мултиметар. Мултиметарот може да биде аналоген или дигитален, но дигиталните мултиметри најчесто се користат поради посокрушената точност и ниската цена.

Напонот или потенцијалната разлика над било кој опрема може едноставно да се измери со поврзување на јазичките на мултиметарот помеѓу две точки каде што треба да се измери напонот. Измерувањето на напонот на батеријата со користење на мултиметар е прикажано на следната слика.

Multimeter for Voltage Measurement — Поврзување на мултиметар за мерење на напон на батерија

Метод на потенциометар

Потенциометарот функционира на принцип на техниката на нулта балансира. Тој мери напон со споредба на непознат напон со познат референтен напон.

Други инструменти како осцилоскоп, електростатички волтметар исто така можат да се користат за мерење на напон.

Разлика помеѓу напон и струја (Напон против струја)

Главната разлика помеѓу напон и струја е тоа што напонот е потенцијална разлика на електрични наелектрисани частици помеѓу две точки во електрично поле, додека струјата е проток на електрични наелектрисани частици од една точка до друга точка во електрично поле.

Можеме да кажеме дека напонот е причината за протокот на струја, додека струјата е ефект од напонот.

Колку што напонот е поголем, толку повеќе струја ќе протече помеѓу две точки. Забележете дека ако две точки во колано се на ист потенцијал, тогаш струјата не може да протече помеѓу тие точки. Магнитудата на напонот и струјата зависи една од друга (според Омовиот закон).

Другите разлики помеѓу напон и струја се објаснуваат во таблицата подолу.

Voltage\ (V)=\frac{Work\ done\ (W)}{Charge\ (Q)} — Разлика помеѓу напон и стрuja

Current\ (I)=\frac{Charge\ (Q)}{time\ (t)} — Разлика помеѓу напон и стрuja

Разлика помеѓу напон и потенцијална разлика (Напон против Потенцијална разлика)

Почти нема разлика помеѓу напонот и потенцијалната разлика. Но можеме да ги опишеме нивните разлики на следниов начин.

Напонот е количина на енергија потребна за преместување на единично зареждање помеѓу две точки, додека потенцијалната разлика е разликата помеѓу поголемиот потенцијал на едната точка и помалиот потенцијал на другата точка.

Збогувајќи ја точката со зареждање:

Напонот е потенцијал добиен во некоја точка, земајќи другата референтна точка на бесконечност. Додека потенцијалната разлика е разликата во потенцијал помеѓу две точки на коначни растојанија од зареждањето. Математички може да се изразат како,

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

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

Ако би сакале видео објаснување за напонот, проверете ја видеото подолу:

Што е заеднички напон?

Заеднички напон е дефиниран како типичен ниво или оцена на напонот на електричната апаратура или опрема.

Исподолу е даден список на заеднички напони за различни електрични апарати или опрема.

Свинско-киселинови батерији користени во електрични возила: 12 Волти DC. Батеријата од 12 V се состои од 6 ќелии со заеднички напон на секоја ќелија од 2.1 V. Забележете дека ќелиите се поврзани во серија за да се зголеми напонот.
Сончеви ќелии: Обично производат напон од околу 0.5 Волти DC под услови на отворена кола. Меѓутоа, многу сончеви ќелии често се поврзуваат во серија за да формираат сончеви панели, кои можат да излегуваат посокрушен напон.
USB: 5 Волти DC.
Висок напон за пренос на електрична енергија: 110 kV до 1200 kV AC.
Електрични влакови (тракција) линии: 12 kV и 50 kV AC или 0.75 kV и 3 kV DC.
TTL/CMOS напон: 5 Волти.
Едно-ќелија, пополнувањеникел-кадмиумска батерија: 1.2 Волти.
Батерија за фар: 1.5 Волти DC.

Заеднички напони доставени од компанијата за распределба до домашни потрошители се:

100 V, 1-фаза AC во Јапонија
120 V, 1-фаза AC во Америка
230 V, 1-фаза AC во Индија, Австралија

Заеднички напони доставени од компанијата за распределба до индустријски потрошители се:

200 V, 3-фаза AC во Јапонија
480 V, 3-фаза AC во Америка
415 V, 3-фаза AC во Индија

Примени на напон

Некои од примените на напонот вклучуваат:

Една од најзаедничките примени на напонот е да се одреди падот на напонот преку електричен уред или опрема како резистор.
Додавањето на напон е потребно за да се зголеми напонската класификација. Затоа, ќелиите се поврзуваат во серија за да се зголеми напонската класификација.

Напонот е основниот извор на енергија за секоја електрична и електронска опрема. Од мали напони (5 V) до високи напони (415 V) се користат во различни применби.

Нискиот напон обично се користи за многу електронски опреми и контролни применби.

Високиот напон се користи за

Електростатичко печатење, електростатичко бојење, електростатичко покривање на материјали
Студија на космологијата на просторот
Електростатичен осветлуваач (контрола на загадувањето на воздухот)
Лабораторија за реактивно движење
Рентгенови цеви
Вакуумски цеви за високи моќности
Масна спектроскопија
Тестирање на диелектрици
Тестирање на храна и пијалоци
Применби на електростатско распуштање и вртење, електрофотографија
Применби базирани на плазма
Детекција на ниво
Индуктивно нагревање
Блескави лампи
СОНАР
За тестирање на електрична опрема

Извор: Electrical4u

Забелешка: Поштето на оригиналот, добри статии заслужуваат да се споделат, ако има нарушение на авторските права контактирајте за бришење.

Дадете бакшиш и одобрувајте авторот!

Теми:

Основни електрични

Напон

За експертите

Electrical4u

China

Препорачано

Повеќе

Високонапоен SF₆-Free Ring Main Unit: Прилаганje на механичките карактеристики

(1) Размакот на контактот првенствено е одреден од параметри за координација на изолацијата, параметри за прекинување, материјал на контактите на високонапонскиот SF₆-слободен прстеновиден главен агрегат и дизајнот на магнетниот камерен систем. Во практична примена, поголем размак на контакт не е непременно подобар; вместо тоа, размакот на контактот треба да се прилагоди колку што е можно блиску до неговата долната граница за намалување на енергијата за работа и проширување на временската употре

James

12/10/2025

Ниски напонски распределбени линии и барања за распределба на енергија за градежни локации

Низковолтните дистрибутивни линии се однесуваат на кружници кои, преку дистрибутивен трансформатор, намалуваат високата напонска вредност од 10 кВ до ниво од 380/220 В - т.е. низковолтните линии што се протегаат од подстанцијата до крајното корисничко опрема.Низковолтните дистрибутивни линии треба да се земат предвид во фазата на дизајнирање на конфигурациите на поврзување на подстанцијата. Во фабрики, за работилници со релативно висока потреба за енергија, често се инсталираат специфични работи

James

12/09/2025

Како напонските хармоници влијаат на загревањето на трансформаторот за дистрибуција H59?

Влиокот на хармониите на напонот врз температурната елевација во трансформаторите за дистрибуција H59Трансформаторите за дистрибуција H59 се меѓу најважното опрема во системите за енергија, главно функционираат за да конвертираат високонапонската електрична енергија од мрежата во нисконапонска електрична енергија потребна за крајниот корисник. Меѓутоа, системите за енергија содржат многу нелинеарни опфати и извори, кои ги воведуваат хармониите на напонот што негативно влијаат на работата на тран

Echo

12/08/2025

Нajни причини за пад на H59 дистрибутивен трансформатор

1. ПреоптоварувањеПрвично, со подобрувањето на стандардите за живеење, потрошуванјето на електрична енергија брзо се зголемило. Оригиналните дистрибутивни трансформатори H59 имаат мала капацитет—“мал кон кој влече голем воз”—и не можат да задоволат потребите на корисниците, што ги приводи до работа во состојба на преоптоварување. Вторично, сезонски варијации и екстремни временски услови доведуваат до пик на потребата за електричество, што дополнително ги доведува H59 дистрибутивните трансформато

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.