Cum se măsoară tensiunea? Unitate de măsură a tensiunii electrice

Este posibil să vă imaginați viața fără energie electrică? Omul modern se înconjura cu aparatele de uz casnic care ajută în viață. Nu ne mai putem imagina pe noi înșine și pe viețile noastre fără ajutorul ajutoarelor interne inteligente.

În tehnologie, mai des folosiți electricitatea. Chiar transportul este treptat transferat la motoarele electrice, ceea ce permite reducerea daunelor semnificative asupra naturii.

Astăzi vom încerca să răspundem la următoarele întrebări:

• Ce este un curent electric?
• Ce este tensiunea electrică?
• Cum de a determina tensiunea?
• Cum se măsoară tensiunea?

Ce este curent?

La începutul studiului de electricitate, a fost obținut prin frecare un corp despre altul. O rezervă mai mare de încărcare ar putea fi obținută în timpul unei furtuni, folosind o descărcare naturală - un fulger. Se știe că această metodă a costat o viață pentru elevul lui MV Lomonosov, Richter.

Încărcarea în sine este dificil de utilizat și irațional. Este necesară obținerea mișcării direcționale - curent electric. Proprietăți actuale:

• conductor de încălzire;
• acțiune chimică;
• acțiune mecanică;
• acțiune magnetică.

Ele sunt folosite în viața de zi cu zi și în tehnologie. O condiție necesară pentru existența curentului este prezența sursa de curent, încărcături electrice gratuite și un conductor închis.

anamneză

În 1792 faimosul fizician italian, fiziolog și inventator Alessandro Volta PIN-ul interesat National Luigi Galvani privind natura impulsurilor actuale din organe de animale. Observarea pe termen lung a comportamentului de picioare de broasca, fixat pe un cârlig de metal, permițându-i să concluzioneze că sursa de energie electrică nu este un organism viu, iar contactul de metale diferite. Această situație contribuie la fluxul de energie electrică, și reacția terminațiilor nervoase - numai efectul fiziologic al curentului.

O descoperire unică a dus la crearea primei surse din lume curent continuu, numit "Volta Pole". metale nesimilare (Volta revendicate trebuie să fie îndepărtate unul de altul într-o serie de elemente chimice) sunt așezate hârtie impregnate cu „conductor al doilea tip“ lichid.

Acest dispozitiv a devenit prima sursă de tensiune constantă. Unitatea pentru măsurarea tensiunii electrice a perpetuat numele Alessandro Volta.

Sursă de alimentare DC

Elementul principal al circuitului - o sursă de curent. Scopul său - de a crea un câmp electric sub acțiunea care particulele libere incarcate (electroni, ioni) vin în mișcare direcționată. Acumulând în taxe elemente sursă individuale (denumite poli) au semne diferite. taxa redistribuită în sine în interiorul naturii sursei neelectric sub acțiunea forțelor (mecanice, chimice, magnetice, termice, etc.). Un câmp electric este creat de către polii sursei de curent, produce lucru mecanic de a deplasa o sarcină într-un conductor închis. Cu privire la necesitatea de a crea o buclă închisă DC a spus mai multe Alessandro Volta.

Deoarece în sursele aflate sub acțiunea forțelor de natură neelectrică încărcătura se mișcă, înseamnă că se poate afirma că aceste forțe fac lucrarea. Le numim străini. Proporția forței forțelor externe asupra transferului de sarcină în interiorul sursei de curent la mărimea încărcăturii se numește forța electromotoare.

Notatia matematica pentru aceasta relatie este:

• Epsilon- = A_articolul: q,

unde E este forța electromotoare (EMF);_articol - munca forțelor externe, q - sarcina exercitată de forțele externe în sursă.

EMF caracterizează capacitatea sursei de a crea un curent, însă caracteristica principală a sursei este uneori considerată a fi tensiunea electrică (diferența de potențial).

voltaj

Raportul dintre câmpul de lucru asupra mișcării încărcării în conductor și valoarea încărcării a fost denumit tensiunea electrică.

Pentru ao determina, trebuie să împărțiți munca câmpului cu valoarea de încărcare. Fie A lucrarea realizată de câmpul electric al sursei curente în deplasarea încărcării q. U - tensiune electrică. Notatia matematica a formulei corespunzatoare:

• U = A: q.

Ca orice cantitate fizică, tensiunea are o unitate de măsură. Cum se măsoară tensiunea? În conformitate cu numele inventatorului primei surse de curent Alessandro Volta din lume, această valoare a fost dată unei unități de măsură proprii. Într-un sistem internațional, tensiunea este măsurată în volți (V).

O tensiune de 1 V este considerată a fi tensiunea câmpului electric, care efectuează lucrul în 1 J pentru transferul de sarcină în 1 CI.

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

În unitățile de bază ale sistemului SI, unitatea de măsură a tensiunii electrice:

• kg • m / (A • s³).

Valoarea necesară

De ce nu este suficient, atunci când descriem curentul, să introducem conceptul puterii actuale? Să facem un experiment mental. Să luăm două lămpi diferite: o lampă de uz casnic obișnuită și o lampă de la o lanternă. Când sunteți conectat la diferite surse de curent (rețea urbană și baterie), puteți obține o valoare absolut identică a puterii actuale. În același timp, lampa de uz casnic oferă mai multă lumină, adică lucrarea curentă în ea este mult mai mare.

Diferitele surse de curent au tensiuni diferite. Prin urmare, această cantitate este extrem de necesară.

Analogie utilă

Înțelegerea semnificației fizice a unei tensiuni electrice vine atunci când vă uitați la o analogie interesantă. În care comunică recipiente Lichidul curge din tub în tub dacă există o diferență de presiune între ele. Fluxul de lichid se oprește când presiunile sunt egale.

În cazul în raport cu canalul de curgere a fluidului de sarcină electrică, apoi coloana de lichid de presiune diferențială joacă același rol ca și diferența de potențial în sursa de curent.

Atâta timp cât procesele care însoțesc redistribuirea încărcării la poli apar în interiorul sursei de curent, aceasta este capabilă să creeze un curent în conductor. Tensiunea curentului electric este măsurată în volți, diferența de presiune are o unitate de măsură - pascal.

AC curent

Un curent electric, care își schimbă periodic direcția, se numește o variabilă. Acesta este creat de o sursă de tensiune alternativă. Cel mai adesea e un generator. Să încercăm să explicăm: în ceea ce se măsoară tensiunea AC?

Principiul generației actuale se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică. Rotirea unei buclă închisă într-un câmp magnetic duce la apariția unei diferențe de potențial în conductor. voltaj este măsurată în volți și în cazul unui curent variabil.

Putem spune că tensiunea nu se schimbă? Evident, datorită unei modificări a unghiului dintre planul conturului și cel normal la acesta, tensiunea creată se schimbă cu timpul. Valoarea lui crește de la zero la o valoare maximă, apoi scade din nou la zero. Nu vorbiți despre o anumită sumă. Introduceți așa-numita valoare de tensiune efectivă:

• U_d = U: Radic-2.

Ce dispozitiv este tensiunea măsurată?

Dispozitivul pentru măsurarea tensiunii electrice este un voltmetru. Principiul funcționării sale se bazează pe interacțiunea circuitului cu curentul și câmpul magnetic al unui magnet permanent. Se știe că bucla curentă se rotește într-un câmp magnetic. În funcție de magnitudinea curentului din circuit, unghiul de rotație se schimbă.

În cazul în care conturul pentru a atașa săgeata, se abate de la zero, atunci când un curent curge în circuit (de obicei, o bobină). În funcție de ceea ce se măsoară tensiunea, instrumentul este calibrat la scară. Poate că utilizarea de sub-multipli și multipli.

În cazul valorilor scăzute, tensiunea electrică este măsurată în milivolți sau microvolți. Dimpotrivă, unitățile multiple sunt utilizate în rețelele de înaltă tensiune.

Orice voltmetru este conectat în paralel cu partea circuitului unde se măsoară tensiunea. Proprietatea principală a circuitului dispozitivului poate fi numită rezistență ohmică ridicată. Voltmetrul, indiferent de tensiunea măsurată, nu ar trebui să afecteze curentul din circuit. Un mic curent trece prin el, ceea ce nu afectează în mod semnificativ valoarea fundamentală.

Tensiune de masă

Aplicarea practică a voltmetrului

Pentru a utiliza voltmetrul în mod eficient, ar trebui să înveți cum să îl utilizați. Un experimentator curios poate fi sfătuit să se adreseze cadrelor didactice.

Școlile de fizică școlară sunt dotate cu instrumente de laborator și de demonstrație pentru măsurarea tensiunilor.

Operați orice voltmetru cu prudență, urmând regulile simple:

1. Voltmetrul are o limită maximă de măsurare. Aceasta este cea mai mare valoare a scării sale. Nu conectați-l la un circuit care conține un element de tensiune mai mare.
2. Dacă nu există altă sursă sau voltmetru, puteți folosi un sistem de rezistențe suplimentare. În acest caz, scala voltmetrului trebuie schimbată.
3. În circuitul DC, aparatele electrice sunt conectate în funcție de indicația semnului de încărcare pe bornele sale. Terminalul pozitiv al sursei de curent trebuie să fie conectat la borna pozitivă a voltmetrului, terminalul negativ la cel negativ. Dacă se confundă, mâinile dispozitivului se pot îndoi, ceea ce este extrem de nedorit.
4. Toate conexiunile sunt efectuate exclusiv în circuitul fără energie.

Nociv pentru sănătate

Efectul unui curent electric poate fi nesigur pentru o persoană. O tensiune mai mică de 24 V este considerată inofensivă.

Efectul curentului sub tensiunea rețelei de oraș (220 V) este destul de vizibil. Atingerea contactelor expuse este însoțită de un "șoc curent" semnificativ.

Tensiunea în timpul unei furtuni trece printr-un curent atât de ridicat prin corpul uman, care îl amenință cu un rezultat letal. Nu-ți risca viața și sănătatea.