Kako se mjeri napon? Jedinica mjerenja električnog napona

Je li moguće zamisliti život bez struje? Moderni se čovjek čvrsto okružio kućanskim aparatima koji pomažu u životu. Više ne možemo zamisliti sebe i naše živote bez inteligentnih domaćih pomagača.

U tehnologiji, češće se prebacuje na korištenje električne energije. Čak i prijevoz se postupno prenosi na električne motore, što omogućuje smanjenje značajne štete prirodi.

Danas ćemo pokušati odgovoriti na sljedeća pitanja:

• Što je električna struja?
• Što je električni napon?
• Kako odrediti napon?
• Kako se mjeri napon?

Što je trenutna?

U zoru studije električne energije dobila se trljanje jednog tijela drugom. Tijekom grmljavine moglo bi se dobiti veća rezerva naplate, koristeći prirodno pražnjenje - vijčani dio munje. Poznato je da ova metoda košta životni vijek studentu MV Lomonosov, Richter.

Sam naboj je teško koristiti i iracionalan. Potrebno je nabaviti njegovo usmjereno kretanje - električna struja. Trenutna svojstva:

• dirigent za grijanje;
• kemijsko djelovanje;
• mehaničko djelovanje;
• magnetsko djelovanje.

Koriste se u svakodnevnom životu i tehnologiji. Potreban uvjet za postojanje struje je prisutnost izvor struje, besplatnih električnih naboja i zatvorenog vodiča.

dosije

Godine 1792. poznati talijanski fizičar, fiziolog i izumitelj Alessandro Volta zainteresirani za nalaz sugrađanka Luigija Galvanija o prirodi trenutnih pulseva u organima životinja. Dugotrajno promatranje ponašanja žablji kraci, fiksna na metalnu kuku, dopuštajući mu da se zaključiti da je izvor električne energije nije živi organizam, a kontakt različitih metala. To je ta okolnost koja olakšava protok električne energije, a reakcija živčanih završetaka samo je fiziološko djelovanje struje.

Jedinstveno otkriće dovelo je do stvaranja prvog svjetskog izvora istosmjerna struja, pod nazivom "Volta Pole". Različiti metali (Volta tvrdili da se mora ukloniti od druge u broju kemijskih elemenata) su položeni papir natopljen s tekućim „vodičem drugog vrste”.

Ovaj je uređaj postao prvi konstantni izvor napona. Jedinica za mjerenje električnog napona produžila je ime Alessandro Volta.

DC napajanje

Glavni element električnog kruga je tekući izvor. Njegova je svrha stvaranje električnog polja, pod djelovanjem koje slobodno napunjene čestice (elektroni, ioni) dolaze u smjernom kretanju. Optužbe nakupljene na zasebnim elementima izvora (oni se nazivaju stupovi) imaju različite znakove. Sam naboj se redistribuira unutar izvora pod djelovanjem sila neelektrične prirode (mehanička, kemijska, magnetska, toplinska, itd.). Električno polje stvoreno polovima izvan trenutnog izvora, obavlja rad na kretanju napona u zatvorenom vodiču. Alessandro Volta govorio je o potrebi za zatvorenim krugom kako bi stvorio konstantnu struju.

Budući da se u izvorima pod djelovanjem snaga neelektrične prirode pokreće, to znači da se može tvrditi da te snage rade. Nazvali smo ih neprimjerenim. Odnos rada vanjskih sila na prijenos napona unutar trenutnog izvora do veličine naboja naziva se elektromotorna sila.

Matematička notacija za ovaj odnos je:

• Epsilon = A_Članak: q,

gdje je E elektromotorna sila (EMF), A_članak - djelovanje vanjskih sila, q - naboj kojeg izvode vanjske sile u izvoru.

EMF karakterizira sposobnost izvora da stvara struju, ali glavna karakteristika izvora ponekad se smatra električnim naponom (potencijalna razlika).

napon

Omjer terenskog rada na kretanju napona u vodiču do vrijednosti naboja zove se električni napon.

Da biste je odredili, morate dijeliti terenski posao prema vrijednosti naplate. Dopustiti A biti rad ostvaren električnim poljem trenutnog izvora u zamjeni pomak q. U - električni napon. Matematička oznaka odgovarajuće formule:

• U = A: q.

Kao i svaka fizička veličina, napon ima jedinicu mjerenja. Kako se mjeri napon? Prema imenu izumitelja svjetskog prvog istosmjernog izvora Alessandra Volti, ta je vrijednost dobila svoju mjernu jedinicu. U međunarodnom sustavu napon se mjeri u volti (V).

Napon od 1 V smatra se naponem električnog polja, koji obavlja rad u 1 J za prijenos naboja u 1 Cl.

• B = J / K = N • m / (A • s) = kg • m / (A • s³).

U osnovnim jedinicama SI sustava, jedinica za mjerenje električnog napona:

• kg • m / (A • s³).

Potrebna vrijednost

Zašto nije dovoljno, kad opisuje trenutnu, uvesti koncept trenutačne snage? Vodimo mentalni eksperiment. Uzmimo dvije različite svjetiljke: običnu kućnu svjetiljku i svjetiljku iz svjetiljke. Kada ste spojeni na različite izvore struje (gradska mreža i baterija), možete dobiti apsolutno jednaku vrijednost trenutačne snage. Istodobno, kućna svjetiljka daje više svjetla, tj. Sadašnji rad u njoj je mnogo veći.

Različiti izvori struje imaju različite napone. Stoga je ova količina iznimno nužna.

Korisna analogija

Razumijevanje fizičkog značenja električnog napona dolazi kada pogledate zanimljivu analogiju. U komuniciranje plovila Tekućina teče iz cijevi u cijev ako postoji razlika tlaka u njima. Protok tekućine prestaje kada su pritisci jednaki.

Ako se struja tekućine uspoređuje s protokom električnog naboja, tada razlika tlaka tekućih stupova igra istu ulogu kao i potencijalna razlika u trenutnom izvoru.

Sve dok se procesi koji prate redistribuciju naboja na polovima pojavljuju unutar trenutnog izvora, on može stvoriti struju u vodiču. Napon električne struje mjeri se u volti, razlika tlaka ima jedinicu mjere - pascal.

AC struja

Električna struja, koja periodički mijenja smjer, zove se varijabla. Stvorena je izvorom izmjeničnog napona. Najčešće je generator. Pokušajmo objasniti: u čemu se mjeri AC napon?

Sam princip trenutne generacije temelji se na fenomenu elektromagnetske indukcije. Zakretanje zatvorene petlje u magnetskom polju dovodi do pojave potencijalne razlike u vodiču. napon mjeri se u volama i u slučaju promjenjive struje.

Može li se reći da se napon ne mijenja? Očito, zbog promjena u kutu između ravnine konture i normalne do njega, stvoreni napon mijenja se s vremenom. Njegova vrijednost raste od nule do neke maksimalne vrijednosti, pa opet pada na nulu. Razgovor o određenoj količini nije potrebno. Unesite tzv efektivnu vrijednost napona:

• U_d = U: Radić-2.

Koji uređaj mjeri napon?

Uređaj za mjerenje električnog napona je voltmetar. Princip njegova djelovanja temelji se na interakciji kruga s strujom i magnetskim poljem trajnog magneta. Poznato je da se trenutna petlja rotira u magnetskom polju. Ovisno o veličini struje u krugu, promjena kutnog rotacije.

Ako je strelica pričvršćena na konturu, odstupa od nulte vrijednosti kada struja teče u krugu (češće spiralu). Ovisno o tome kako se mjeri napon, ljestvica instrumenta je kalibrirana. Moguće je korištenje uzdužnih i višestrukih vrijednosti.

U slučaju niskih vrijednosti, električni napon se mjeri u milivolima ili mikrovolama. Naprotiv, u visokonaponskim mrežama se koriste više jedinica.

Bilo koji voltmetar je povezan paralelno s dijelom sklopa gdje se mjeri napon. Glavno svojstvo kruga uređaja može se nazvati visokim ohmskim otporom. Voltmetar, bez obzira na mjerenje voltaže, ne smije utjecati na struju u krugu. Prolazi kroz malu struju koja ne utječe bitno na temeljnu vrijednost.

Stresni stol

Praktična primjena voltmetra

Da biste učinkovito koristili voltmetar, trebali biste saznati kako ga koristiti. Zanimljivog eksperimentora može se savjetovati da se prijavite školskim učiteljima.

Učionice za fiziku škole opremljene su laboratorijskim i demonstracijskim instrumentima za mjerenje napona.

Operite svaki voltmetar s oprezom, slijedeći jednostavna pravila:

1. Voltmetar ima maksimalno mjerenje. To je najveća vrijednost na ljestvici. Nemojte ga spojiti na krug s višim naponskim elementom.
2. Ako nema drugog izvora ili voltmetra, možete koristiti sustav dodatnih otpora. U tom slučaju bi također trebalo mijenjati mjerilo voltmetra.
3. U DC krugu, električni aparati su spojeni ovisno o indikaciji napunjenog signala na njegovim stezaljkama. Pozitivan terminal trenutnog izvora mora biti spojen na pozitivni terminal voltmetra, negativni terminal na negativan. Ako se zbunjuju, ruke uređaja mogu se saviti, što je vrlo nepoželjno.
4. Svi priključci su napravljeni isključivo na strujnom krugu.

Štetno za zdravlje

Učinak električne struje može biti nesiguran za osobu. Napon manji od 24 V smatra se bezopasnim.

Učinak struje pod naponom gradske mreže (220 V) je vrlo primjetan. Dodirivanje izloženih kontakata popraćen je značajnim "trenutnim šokom".

Napon tijekom grmljavine prolazi tako visoku struju kroz ljudsko tijelo, što ga prijeti smrtnim ishodom. Nemojte riskirati svoj život i zdravlje.