Hur mäts spänningen? Mätningsenhet för elektrisk spänning

Är det möjligt att föreställa sig livet utan el? Moderna mannen omringade sig omsorgsfullt med hushållsapparater som hjälper till i livet. Vi kan inte längre föreställa oss och våra liv utan intelligenta hushållsarbetare.

I teknik växlar oftare till användningen av el. Även transport överförs gradvis till elmotorer, vilket gör det möjligt att minska den väsentliga skadorna på naturen.

Idag ska vi försöka svara på följande frågor:

• Vad är en elektrisk ström?
• Vad är elektrisk spänning?
• Hur bestämmer man spänningen?
• Hur mäts spänningen?

Vad är en ström?

I början av studien av el uppnåddes det genom att gnugga en kropp om en annan. En större laddningsavgift kan erhållas under åskväder, med en naturlig urladdning - en blixtbult. Det är känt att denna metod kostar en livstid för studenten av MV Lomonosov, Richter.

Avgiften i sig är svår att använda och irrationell. Det är nödvändigt att få sin riktning - elektrisk ström. Nuvarande egenskaper:

• Värmeledare;
• Kemisk verkan;
• Mekanisk verkan;
• Magnetisk verkan.

De används i vardagsliv och teknik. Ett nödvändigt villkor för förekomsten av en ström är närvaron av en strömkälla, fria elektriska laddningar och en sluten ledare.

anamnes

År 1792 blev den berömda italienska fysikern, fysiologen och uppfinnaren Alessandro Volta intresserad av fältet av landsmannen Luigi Galvani om de aktuella pulsernas karaktär i djurens organ. En lång observation av beteendet hos grodor fötter fixerade på metall krokar gjorde att han kunde dra slutsatsen att elkällan inte är en levande organism, utan en kontakt av olika metaller. Det är denna omständighet som bidrar till flödet av elektricitet, och reaktionen av nervändarna är bara den fysiologiska funktionen av strömmen.

En unik upptäckt ledde till skapandet av världens första likströmskälla, känd som "Volta-pelaren". Heterogena metaller (Volta hävdade att de skulle avlägsnas från varandra i en rad kemiska element) är belagda med papper impregnerat med en flytande "ledare av den andra typen".

Denna enhet blev den första källan till konstant spänning. Enheten för mätning av den elektriska spänningen fortsatte namnet Alessandro Volta.

DC strömförsörjning

Huvudelementet i den elektriska kretsen är den aktuella källan. Dess syfte är att skapa ett elektriskt fält, under vilka åtgärder fri laddade partiklar (elektroner, joner) kommer i riktning. De avgifter som ackumuleras på separata delar av källan (de kallas poler) har olika tecken. Avgiften själv omfördelas inuti källan under verkan av icke-elektriska naturkrafter (mekanisk, kemisk, magnetisk, termisk, etc.). Ett elektriskt fält skapat av poler utanför den aktuella källan ger arbete på laddningens rörelse i en sluten ledare. Alessandro Volta talade om behovet av en sluten krets för att skapa en konstant ström.

Eftersom det i källorna under verkan av icke-elektriska naturkrafter rör sig laddningen, betyder det att man kan hävda att dessa krafter gör jobbet. Låt oss kalla dem tredje part. Förhållandet mellan arbetet med yttre krafter på överföringen av laddning inuti strömkällan till laddningens storlek kallas elektromotorisk kraft.

Den matematiska notationen av detta förhållande:

• Ε = А _{ст ст:} q,

Där E är elektromotorisk kraft (EMF) är A _st arbetet med yttre krafter, q är laddningen buren av yttre krafter i källan.

EMF kännetecknar källans förmåga att skapa en ström, men källkällans huvudkaraktär anses ibland vara den elektriska spänningen (potentiell skillnad).

spänning

Förhållandet mellan fältarbetet på laddningens rörelse i ledaren till laddningsvärdet kallades elspänningen.

För att bestämma det måste du dela upp fältarbetet med avgiftsvärdet. Låt A vara det arbete som utförs av det elektriska fältet för den aktuella källan i laddningsförskjutningen q. U är elektrisk spänning. Den matematiska notationen av motsvarande formel:

• U = A: q.

Liksom någon fysisk kvantitet har spänningen en måttenhet. Hur mäts spänningen? Enligt namnet på uppfinnaren av världens första konstanta strömkälla Alessandro Volta, fick denna magnitud sin egen måttenhet. I ett internationellt system mäts spänningen i volt (V).

En spänning på 1 V är spänningen i det elektriska fältet, vilket utför arbete i 1 J för laddningsöverföringen i 1 Cl.

• B = J / K = N • m / (A • c) = kg • m / (A • c ³ ).

I de grundläggande enheterna i SI-systemet, enheten för mätning av den elektriska spänningen:

• Kg • m / (A • s ³ ).

Obligatoriskt värde

Varför räcker det inte, när man beskriver strömmen, att introducera begreppet strömstyrka? Låt oss göra ett mentalt experiment. Låt oss ta två olika lampor: en vanlig hushållslampa och en lampa från en ficklampa. När du ansluter dem till olika strömkällor (stadsnät och batteri) kan du få ett absolut identiskt värde för strömmen. I det här fallet ger hushållslampan mer ljus, det vill säga dagens arbete är mycket större.

Olika strömkällor har olika spänningar. Därför är denna mängd extremt nödvändig.

En användbar analogi

Att förstå den fysiska betydelsen av en elektrisk spänning kommer när man tittar på en intressant analogi. I kommunikationsfartyg flyter vätska från röret in i röret om det finns en tryckskillnad i dem. Vätskeflödet stannar när trycket är lika.

Om vätskeströmmen jämförs med flödet av elektrisk laddning spelar tryckskillnaden för vätskekolumnerna samma roll som potentialskillnaden i strömkällan.

Så länge som de processer som följer med omfördelningen av laddningen vid polerna inträffar inuti den aktuella källan, kan den skapa en ström i ledaren. Spänningen hos elströmmen mäts i volt, tryckskillnaden har en måttenhet - pascal.

Växelström

Den elektriska strömmen, som regelbundet ändrar riktningen, kallas en variabel. Det skapas av en växelspänningskilde. Oftast är det en generator. Låt oss försöka förklara: i vad mäts växelspänningen?

Principen för nuvarande generation bygger på fenomenet elektromagnetisk induktion. Rotation av en sluten slinga i ett magnetfält leder till utseendet av en potentiell skillnad i ledaren. Spänningen mäts i volt och i fallet med en varierande ström.

Kan vi säga att spänningen inte förändras? Självklart, på grund av en ändring i vinkeln mellan konturplanet och det normala till det ändras den skapade spänningen med tiden. Dess värde stiger från noll till något maximalt värde och faller sedan igen till noll. Det är inte nödvändigt att prata om ett visst belopp. Ange det så kallade effektiva spänningsvärdet:

• U _d = U: √2.

Vilken enhet mäter spänning?

Apparat för mätning av elektrisk spänning - voltmeter. Principen för dess funktion är baserad på kretsens interaktion med strömmen och magnetfältet hos en permanentmagnet. Det är känt att strömslingan roterar i ett magnetfält. Beroende på strömmen av strömmen i kretsen ändras vridningsvinkeln.

Om pilen är fastsatt i konturen avviker den från nollvärdet när strömmen flyter i kretsen (oftare spolen). Beroende på hur spänningen mäts kalibreras instrumentets skala. Det är möjligt att använda lobulära och multipelvärden.

Vid låga värden mäts elspänningen i millivolts eller mikrovolt. Tvärtom används flera enheter i högspänningsnät.

Vilken voltmätare som helst ansluts parallellt med den del av kretsen som spänningen mäts på. Huvudegenskapen hos enhetskretsen kan kallas hög ohmiskt motstånd. Voltmätaren, oavsett vilken spänning som mäts, bör inte påverka strömmen i kretsen. En liten ström går igenom den, vilket inte väsentligt påverkar grundvärdet.

Stressbord

Fysisk enhet	Spänning vid sina kontakter, V
Volt post	1,1
Lantern batteri	1,5
Alkaliskt batteri	1,25
Surt batteri	2
Stadsnätverk	220
Högspänningsöverföringsledningar	500 000
Mellan molnen i åskväder	Upp till 100 000 000

Praktisk tillämpning av voltmätaren

För att använda voltmätaren effektivt bör du lära dig hur du använder den. En nyfiken experimenter kan rekommenderas att söka skollärare.

Klassrum i skolfysik är utrustade med laboratorie- och demonstrationsinstrument för mätning av spänningar.

Använd alla voltmätare med försiktighet, enligt enkla regler:

1. Voltmätaren har en maximal mätgräns. Detta är det högsta värdet på sin skala. Anslut inte den till en krets som innehåller ett högre spänningselement.
2. Om det inte finns någon annan källa eller voltmeter, kan du använda ett system med ytterligare motstånd. I detta fall bör volymen av volymen också ändras.
3. I likströmskretsen är elektriska apparater anslutna beroende på indikering av laddningsskylt på dess anslutningar. Den positiva terminalen hos den aktuella källan måste anslutas till voltmätarens positiva terminal, den negativa terminalen till den negativa. Om man ska förvirra kan händerna på enheten böja, vilket är mycket oönskat.
4. Alla anslutningar är gjorda uteslutande till den avkopplade kretsen.

Hälsoskadlig

Effekten av en elektrisk ström kan vara osäker för en person. En spänning mindre än 24 V anses vara ofarlig.

Effekten av strömmen under stadsnätets spänning (220 V) är ganska märkbar. Vid beröring av exponerade kontakter följer en signifikant "aktuell chock".

Spänning under åskväder passerar en sådan hög ström genom människokroppen, vilket hotar honom med ett dödligt utfall. Riskera inte ditt liv och hälsa.