Электрическое напряжение цепи

Содержание
  1. Электрическое напряжение
  2. Как возникает напряжение
  3. Напряжение в цепях постоянного тока
  4. Напряжение в цепях переменного тока
  5. Напряжение в цепях трёхфазного тока
  6. Характерные значения и стандарты
  7. В чем измеряется
  8. От чего зависит напряжение
  9. Факторы, влияющие на норматив напряжения электрических токов
  10. Меры предосторожности при измерении напряжений электротоков
  11. РАБОТА ТОКА
  12. НАПРЯЖЕНИЕ
  13. ЕДИНИЦЫ НАПРЯЖЕНИЯ
  14. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
  15. Напряжение тока
  16. Что такое электричество
  17. Что такое напряжение
  18. Электрический ток
  19. Электрическое напряжение цепи
  20. Понятие электрического напряжения в физике
  21. Возникновение тока в электрической цепи
  22. Типы соединения элементов в электрической цепи
  23. Электрическое напряжение в цепях постоянного, переменного и трехфазного тока
  24. Электрическое напряжение. урок. Физика 8 Класс
  25. ��� ����� ����������, ��� � �������������: ��� ��� ������������ �� ��������

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение цепи

Электрическое напряжение – одна из важнейших характеристик протекающего по проводникам и полупроводникам электрического тока. В науке и практической сфере имеются различные определения данной характеристики.

Так, напряжение в физике – это отношение совершаемой электрическим полем работы по перемещению помещенного в него заряда на определенное расстояние.

В электротехнике под данной характеристикой понимают разность потенциалов между двумя точками цепи.

Знак, предупреждающий об опасных для здоровья и жизни величинах вольт-амперных характеристик

Величина этой характеристики для той или иной электрической сети имеет важное практическое значение, так как определяет возможность подключения к ней различных потребителей (электроприборов, инструментов, станков), а также длительность их работы.

Как возникает напряжение

Процесс возникновения напряжения в электрической цепи состоит из следующих этапов:

  1. Цепь, состоящую из проводников и потребителей, подключают к двум полюсам источника тока (батареи или генератора);
  2. На одном из полюсов источника (клемм батареи или контактных выводов генератора) содержится избыток электронов, на другом – недостаток. Тот полюс, на котором сконцентрировались носители заряда (электроны), принято называть положительным, в то время как второй – отрицательным.
  3. При подключении к цепи источника питания находящиеся на положительном полюсе и в проводнике свободные электроны под действием возникшего электро поля начнут притягиваться к отрицательно полюсу батареи, имеющему положительный заряд вследствие отсутствия электронов.
  4. Вследствие разности потенциалов между клеммами источника питания в проводниках и нагрузке возникнет упорядоченное движение электронов, и появится разность потенциалов определенной величины. При этом потенциал полюса с избытком электронов в случае с источниками постоянного тока постепенно уменьшается.

На заметку. Наиболее доходчиво и просто объясняет, что такое напряжение, определение, гласящее, что это разность между количеством свободных подвижных электронов на разных концах электрической цепи (клеммах источника питания).

Напряжение в цепях постоянного тока

В таких цепях значение описываемой характеристики в течение длительного времени остается постоянным.

Постепенное изменение значения данной характеристики при подключении потребителей (нагрузки) к батарее связано с ее разрядкой – уменьшением разности потенциалов между клеммами источника питания вследствие перемещения большего количества носителей зарядов с положительной клеммы на отрицательную.

Ток и напряжение в данном случае связаны законом Ома, формула которого приведена ниже:

I = U/R,

где:

  • I – сила тока, А;
  • U – разность потенциалов, В;
  • R – сопротивление, Ом.

Треугольник Ома – удобная форма формулы одноименного закона

Напряжение в цепях переменного тока

Электрическое поле — что это такое, понятие в физике

В таких бытовых и производственных цепях значение разности потенциалов на их концах непостоянно и изменяется во времени.

При этом в определенный момент на одном конце цепи наблюдается максимальное значение данной характеристики, а на другом – минимальное.

Графически такое изменение имеет вид синусоиды с двумя вершинами, соответствующими максимальным и минимальным значениями.

На заметку. Синусоидальную сущность разности потенциалов в данном случае можно наблюдать при помощи такого измерительного прибора, как осциллограф.

Напряжение в цепях трёхфазного тока

Как проверить емкость аккумулятора мультиметром

В таких, используемых чаще всего на производствах, цепях, состоящих из трех фазных проводов и общей нейтрали (нуля), различают два вида разности потенциалов:

  • Линейная – между всеми фазными проводами и нейтралью;
  • Фазная – между отдельным фазным проводом и нейтралью. Величина ее в 1,732 раза (квадратный корень из 3) меньше, чем линейного.

Розетка трехфазной электросети

Характерные значения и стандарты

Согласно современным стандартам для различных электросетей значение напряжение равно:

  • Однофазная бытовая сеть – 220 В;
  • Трехфазная промышленная сеть – 380/220В (линейное/фазное).

На заметку. Трёхфазные сети более универсальны, чем однофазные, так как обладают большей мощностью и позволяют подключать как специально предназначенное для них оборудование, так и простые бытовые электроприборы.

В чем измеряется

Основная единица измерения напряжения – это Вольт, которая, согласно всем стандартам и требованиям в области электротехники и эксплуатации электроустановок, должна обозначаться буквой «В».

Важно! В зарубежных схемах и на электроприборах вместо привычного обозначения можно найти другое, в виде английской буквы «V».

От чего зависит напряжение

Величина описываемой в данной статье характеристики зависит от следующих факторов:

  • Материла проводников, которыми соединены потребители в той или иной сети;
  • Количества подключённых к сети потребителей: приборов, инструментов, станков;
  • Температуры окружающей среды.

Также на величину разности потенциалов влияет качество монтажа той или иной электропроводки – при неаккуратной сборке и соединении проводов, использовании некачественных предохранителей она может существенно изменятся, создавая тем самым опасность для окружающих.

Факторы, влияющие на норматив напряжения электрических токов

Основные факторы, влияющие на значение электрического напряжение, это:

  • Тип электрической сети – постоянного или переменного тока;
  • Количество фаз – 1 или 3;
  • Мощность подключаемых к сети потребителей;
  • Классы влаго,- и водозащитные электрооборудования, для которого предназначена электрическая сеть.

Меры предосторожности при измерении напряжений электротоков

Измерение напряжения электрического тока это очень необходимая, но при этом опасная операция, требующая соблюдения следующих мер предосторожности:

  • Все работы должны производиться с использованием исправных вольтметров и мультиметров – приборы должны показывать точное в пределах допустимой для них погрешности значение измеряемых характеристик. Не допускается применение неисправных и не прошедших своевременную поверку измерительных приборов.
  • Независимо от того, будет измеряться данная характеристика для постоянного или переменного тока, вольтметр (мультиметр) подключается к участку цепи параллельно;
  • При измерении вольт-амперных характеристик высокочастотных электросетей необходим специальный наряд-допуск. Нужен он потому, что работа с таким высоким напряжения требует наличия специальных навыков и опыта. При отсутствии такого документа самовольное выполнение работ на электроустановках может привести к административной ответственности;
  • Для измерительных работ необходимо также использование средств защиты: специальных перчаток, диэлектрических бот, электро,- и ручных инструментов с прорезиненными ручками, резиновых ковриков.

Важно! Специалисты советуют владельцам частных домов и коттеджей при отсутствии опыта в проведении подобных измерений обращаться к лицензированным в данной области организациям или к местной энергоснабжающей организации.

Также при проведении измерения на сетях с разностью потенциалов более 1000 В (1кВ) необходим физический барьер (специальная ограждающая лента), с помощью которого создается зона радиусом 5 метров вокруг токоведущего провода, жилы, электроустановки.

Таким образом, поняв, что такое напряжение как в физике, так и в быту, можно не только вникнуть в суть этой, простой на первый взгляд, характеристики электрического тока, но и, осознав ее опасность, более аккуратно и внимательно относится к выполнению электромонтажных работ.

Более наглядно понять, что называется электрическим напряжением, и в чем его суть можно по следующему видео.

Источник: https://amperof.ru/teoriya/elektricheskoe-napryazhenie.html

РАБОТА ТОКА

Пусть под действием электрической силы Fэл частица с зарядом q переместилась по проводнику из одной точки в другую. Говорят, что при этом электрическая сила совершила некоторую работу Аэл.

В механике мы говорили о том, что механическая работа совершается тогда, когда тело под действием некоторой силы перемещается. При рассмотрении электрических явлений также вводится понятие работы, но здесь речь идёт уже о перемещении электрического заряда. Электрическая сила, действующая на заряд, возникает только при наличии электрического поля.

Работу электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока.

Поскольку действие тока зависит от силы тока в цепи, значит, его работа также должна зависеть от силы тока или от перемещённого заряда.

Нетрудно представить, что электрический ток подобен потоку воды в шланге. Если удерживать оба конца шланга на одном уровне, то никакого течения воды не будет.

Если же один из концов опустить вниз, то вода потечёт с более высокого уровня на низкий. Разность уровней воды аналогична напряжению источника тока.

Чем выше напряжение (чем больше разница в уровнях воды), тем больше сила тока в цепи (тем быстрее движется вода в шланге).

Понятие работы в физике неразрывно связано с понятием энергии. При совершении работы всегда происходят изменения и превращения энергии. Изученные ранее действия электрического тока на самом деле обусловлены работой тока. При этом происходит превращение энергии движущихся зарядов в другие виды энергии.

Соберём две электрические цепи, содержащие одинаковые по назначению элементы. В первой цепи потребителем электрической энергии является лампочка от карманного фонаря, а в качестве источника тока используется обычная батарейка.

Во второй цепи потребитель — бытовая осветительная лампа, подключённая к аккумулятору. Амперметры, включённые в эти цепи, показывают одинаковую силу тока.

Но одинаковым ли будет при этом действие тока в каждой цепи? Опыт показывает: лампа, включённая в цепь, источником тока которой является аккумулятор, даёт гораздо больше тепла и света, чем лампочка от карманного фонаря.

Поскольку при одной и той же силе тока его тепловое действие было различным, значит, и работа тока в этих цепях различна. Следовательно, работа тока зависит также от другой его характеристики.

Эту новую физическую величину называют электрическим напряжением. Напряжение, которое создаёт батарейка, значительно меньше напряжения аккумулятора. Именно поэтому при одной и той же силе тока лампа, соединённая с батарейкой, даёт меньше света и тепла.

НАПРЯЖЕНИЕ

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного электрического заряда из одной точки в другую, и обозначают буквой U.

Напряжение равно отношению работы электрических сил Аэл к заряду q, который перемещается из одной точки в другую: U = Аэл/q.

ЕДИНИЦЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Единица электрического напряжения называют вольтом в честь итальянского учёного Алессандро Вольта, создавшего первый гальванический элемент.

За единицу напряжения принимают такое электрическое напряжение на концах проводника, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1 Кл по этому проводнику равна 1 Дж:

1 В = 1 Дж/Кл.

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Прибор, с помощью которого измеряют напряжение на полюсах источника тока или на каком-либо участке цепи, называют вольтметром. По внешнему виду и устройству вольтметр очень похож на гальванометр и амперметр. На шкале вольтметра ставят букву V.

При измерении напряжения зажимы вольтметра подключают к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Как и у амперметра, у одного зажима вольтметра ставят знак « + », у другого — «–».

Клемму со знаком « + » нужно соединить с проводом, идущим от положительного полюса источника тока, а клемму со знаком «–» — с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока.

На электрических схемах вольтметр изображают в виде кружка с буквой V.

Для человеческого организма напряжение в 1 В неопасно. Безопасным для человека считается напряжение до 12 В. Однако надо иметь в виду, что величина напряжения, опасного для человека, зависит ещё и от внешних условий.

Например, в сырых помещениях степень опасности существенно возрастает. Происходит это потому, что многие вещества, являющиеся в сухом состоянии изоляторами, во влажном состоянии становятся проводниками электричества.

Дело в том, что обычная (недистиллированная) вода является проводником.

Алессандро Вольта (1745—1827) — физик, химик и физиолог, один из основоположников учения об электричестве.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Электрическое напряжение».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Источник: http://xn--8-8sb3ae5aa.xn--p1ai/jelektricheskoe-naprjazhenie/

Напряжение тока

Электрическое напряжение цепи

Наверняка, у каждого из нас, хотя бы раз в жизни, возникали вопросы о том, что такое ток, напряжение тока, заряд и др. Все это составляющие одного большого физического понятия – электричество. Давайте, на простейших примерах, попробуем изучить основные закономерности электрических явлений.

Что такое электричество

Электричество – это совокупность физических явлений, связанных с возникновением, накоплением, взаимодействием и переносом электрического заряда. По мнению большинства историков науки, первые электрические явления были открыты древнегреческим философом Фалесом в седьмом веке до нашей эры.

Фалес наблюдал действие статического электричества: притяжение к натертому шерстью янтарю легких предметов и частичек.

Чтобы повторить этот опыт самостоятельно вам необходимо потереть о шерстяную или хлопковую ткань любой пластиковый предмет (например, ручку или линейку) и поднести его к мелконарезанным кусочкам бумаги.

Первой серьезной научной работой, в которой описаны исследования электрических явлений стал трактат английского ученого Уильяма Гилберта «О магните, магнитных телах и большом магните – Земле» изданный в 1600 г. В этой работе автор описал результаты своих опытов с магнитами и наэлектризованными телами. Здесь же впервые упоминается термин электричество.

Исследования У. Гилберта дали серьезный толчок развитию науки об электричестве и магнетизме: за период с начала 17 до конца 19 века было проведено большое количество экспериментов и сформулированы основные законы, описывающие электромагнитные явления.

А в 1897 году английский физик Джозеф Томсон открыл электрон – элементарную заряженную частицу, которая определяет электрические и магнитные свойства вещества. Электрон (на древнегреческом языке электрон – это янтарь) имеет отрицательный заряд примерно равный 1,602*10-19 Кл (Кулона) и массу равную 9,109*10-31 кг.

Благодаря электронам и другим заряженным частицам происходят электрические и магнитные процессы в веществах.

Что такое напряжение

Перемещение заряженных частиц в телах и веществах происходит благодаря разности потенциалов или электрическому напряжению.

Напряжение (напряжение тока) — это физическая величина равная отношению работы электрического поля затраченной на перенос электрического заряда из одной точки в другую (между полюсами) к этому заряду. Напряжение измеряется в Вольтах (В) и обозначается буквой V.

Для того чтобы переместить между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж (Джоуль), необходимо напряжение тока равное 1 В.

Для лучшего понимания взаимосвязей между разностью потенциалов, электрическим зарядом и током воспользуемся следующим наглядным примером.

Представим емкость с трубой внизу, наполненную до определенного уровня водой.

Условимся, что количество воды соответствует величине заряда, высота воды в емкости (давление столба жидкости) – это напряжение, а интенсивность выхода потока воды из трубы – это электрический ток.

Чем больше воды в резервуаре, тем больше высота столба воды и выше давление. Аналогично в электрических явлениях: чем больше величина заряда, тем выше напряжение необходимое для его переноса.

Начнем выпускать воду: давление в резервуаре будет уменьшаться. Т. е. с уменьшением величины заряда – снижается напряжение тока.

Также наглядно это видно при работе фонарика с начавшими разряжаться батарейками: по мере того как разряжаются батарейки яркость лампочки становится все меньше и меньше.

Электрический ток

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. Носителями заряда, при этом, могут быть электроны, ионы, протоны и дырки. Для возникновения и существования электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц и наличие электрического поля.

В зависимости от наличия или отсутствия заряженных частиц в веществах, они могут быть проводниками, полупроводниками и диэлектриками. Условно направлением движения тока считается направление от положительно заряженного полюса к отрицательному.

На практике направление движения зараженных частиц зависит от знака их заряда: отрицательно заряженные электроны движутся от минуса к плюсу, положительно заряженные ионы – от плюса к минусу.

Количественной характеристикой электрического тока является сила тока. Сила тока обозначается буквой I и измеряется в Амперах (А). Сила тока в 1 А возникает при прохождении через поперечное сечение проводника заряда в 1 К за 1 сек.

Вернемся к примеру, с водой в емкости. Возьмем два резервуара с одинаковым уровнем воды, но разными диаметрами труб на выходе.

Сравним характер вытекания воды из обоих резервуаров: уровень воды в левом баке уменьшается быстрее, чем в правом. Т. е. интенсивность истечения воды зависит от диаметра трубы. Попробуем уравнять два потока: добавим в правый бак воду, таким образом увеличив высоту столба жидкости.

Это повысит давление в правом баке и, соответственно, увеличит интенсивность истечения воды. Аналогично и в электрических цепях: с увеличением напряжения тока, увеличивается и его сила. Аналогом диаметра трубы в цепи является электрическое сопротивление проводника.

Приведенные примеры с водой наглядно демонстрируют связь между электрическим током, напряжением тока и сопротивлением.

Различают постоянный и переменный электрические токи. Если заряженные частицы постоянно движутся в одном направлении, то в цепи – постоянный ток и, соответственно, постоянное напряжение тока.

Если направление движения частиц периодически меняется (они перемещаются то в одном, то в другом направлении), то это – переменный ток и возникает он, соответственно, при наличии переменного напряжения (т. е. когда разность потенциалов меняет свою полярность).

Для переменного тока характерно периодическое изменение величины силы тока: она принимает то максимальное, то минимальное значения. Эти значения силы тока являются амплитудными, или пиковыми. Частота изменения полярности напряжения может быть разной.

Например, в нашей стране эта частота равна 50 Герц (т. е. напряжение меняет свою полярность 50 раз в секунду), а в США частота переменного тока – 60 Гц (Герц).

Источник: https://www.calc.ru/Napryazheniye-Toka.html

Электрическое напряжение цепи

Электрическое напряжение цепи

При описании протекающих в электроцепи процессов в электротехнике применяют такие понятия, как сопротивление, напряжение и ток. Каждому из этих понятий свойственны свои специфические характеристики, и они имеют соответствующее назначение.

Обязательным для протекания зарядов требованием считается наличие цепи (замкнутого контура, обеспечивающего все необходимые условия для их передвижения). При формировании разрыва внутри движущихся частиц их направленное перемещение резко прекращается.

По такому принципу работают все типы выключателей и используемые в электрике защиты. Они осуществляют разделение между собой за счет подвижных контактов токопроводящих частей. Это действие и способствует прерыванию процесса протекания электрического тока после отключения электроприбора.

Понятие электрического напряжения в физике

Электрическим током в физике считается направленное перемещение заряженных частиц, создаваемое электрополем, совершающим при этом определенную работу.

Определение 1

Работа создающего ток электрополя называется работой тока ($A$). Такая работа может на разных участках цепи отличаться, однако при этом она будет пропорциональной проходящему через него заряду.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Физической величиной работы тока на конкретном участке при перемещении по нему заряда 1 Кл считается электрическое напряжение ($U$).

Для определения напряжения на отдельно взятом участке существует следующая формула:

$U =\frac{A}{q}$, где:

  • $A$ — работа тока,
  • $q$ — прошедший по участку заряд.

Возникновение тока в электрической цепи

Замечание 1

Электрическую цепь характеризует комплекс устройств, обеспечивающих путь для протекающего электрического тока и соединенных определенным образом. В качестве элементов электроцепи служат: нагрузка, проводники и источник тока. В составе электрической цепи могут быть и другие элементы, как, например, устройства защиты и коммутации.

Необходимым условием возникновения тока будет соединение двух точек, у одной из которых очень много электронов в отличие от другой. Иными словами, потребуется образование разности потенциалов между указанными точками. С этой целью в цепи используется источник тока. Таким источником могут служить устройства в виде генераторов, батарей, химических элементов и др.

В качестве нагрузки в электроцепи выступает абсолютно любой потребитель электроэнергии. Нагрузка способна оказывать сопротивление электрическому току. От величины такого сопротивления будет зависеть величина тока. Ток течет по проводникам от источника тока к нагрузке. Проводниками, в свою очередь, служат материалы, имеющие наименьшее сопротивление, такие, как золото, серебро, медь.

Типы соединения элементов в электрической цепи

В электротехнике, в зависимости от типа соединения элементов электроцепи, существуют такие виды электрических цепей:

  • последовательная;
  • параллельная электрическая цепь;
  • последовательно-параллельная.

В электрической цепи последовательного типа соединении все элементы соединены друг с другом последовательно. Это означает, что конец первого элемента соединяется с началом второго и т.д.

Для тока такое соединение элементов дает только один путь протекания от источника к нагрузке. Общий ток цепи при этом будет равен току, который проходит через каждый элемент цепи:

$I_{общ} = I_1=I_2=I_3$

При падающем напряжении вдоль всей цепи оно будет равняться приложенному к рассматриваемому участку (AB) напряжению $E$ и сумме падений напряжений на всех участках электроцепи (резисторах). Это выражает следующая формула:

$E=U(A-B)=U_1+U_2+U_3$

Элементы в параллельной электрической цепи соединены так, что начало каждого из них соединяется в одну общую точку, а концы при этом — в другую.

Для тока в этом случае существует несколько путей протекания к нагрузкам от источника. При этом общий ток цепи $I_{общ}$ получен посредством формулы:

$I_{общ}=I_1+I_2+I_3$

Падение напряжения на всех резисторах выражает следующая формула: $E=U_1=U_2=U_3$

Последовательно-параллельная электроцепь представляет комбинацию цепи последовательного и параллельного типа соединения. Другими словами, ее элементы могут включаться, как последовательным, так и параллельным образом.

Электрическое напряжение в цепях постоянного, переменного и трехфазного тока

Определение 2

Напряжением в цепи постоянного тока на участке между точками A и B считается совершаемая электрическим полем работа в момент переноса пробного положительного заряда из первой точки во вторую.

При описании цепей переменного тока используют такие виды напряжений: мгновенное, амплитудное, среднее, среднеквадратичное.

Мгновенное напряжение представляет разность потенциалов двух точек, которая была измерена в конкретный момент времени. Данный вид напряжения будет зависеть от времени.

Амплитудным считается максимальное по модулю значение мгновенного напряжения, взятое за весь период колебаний:

$U_M=\max(u(t))$

В цепях трехфазного тока существует напряжение фазного и линейного типа. Под фазным понимается среднеквадратичное значение напряжения на каждой отдельной фазе нагрузки. Линейным считается напряжение между подводящими фазными проводами. Если нагрузка соединяется в треугольник, фазное и линейное напряжение будут равны.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/napryazhenie_elektricheskogo_toka/elektricheskoe_napryazhenie_cepi/

Электрическое напряжение. урок. Физика 8 Класс

Электрическое напряжение цепи

Урок посвящен рассмотрению понятия электрического напряжения, его обозначению и единицам измерения. Вторая часть урока отведена преимущественно для демонстрации приборов измерения напряжения на участке цепи и их особенностям.

На прошлых уроках мы узнали о том, что такое сила тока, и о том, что эта величина характеризует действие электрического тока. Мы уже рассмотрели несколько факторов, от которых она зависит, теперь рассмотрим другие параметры, которые на нее влияют.

Для этого достаточно провести простой эксперимент: подключить к электрической цепи сначала один источник тока, потом последовательно два одинаковых, а затем и три одинаковых источника, при этом каждый раз измеряя силу тока в цепи. В результате измерений будет видна простая зависимость: сила тока растет пропорционально количеству подключаемых источников.

Почему же так получается? Функция источника тока – создавать электрическое поле в цепи, соответственно, чем больше включено последовательно в цепь источников, тем более сильное электрическое поле они создают. Из этого можно сделать вывод, что электрическое поле влияет на силу тока в цепи.

При этом при перемещении зарядов по проводнику совершается работа электрического тока, что говорит о том, что работа электрического поля определяет силу тока в цепи.

С другой стороны, можно вспомнить аналогию между протеканием электрического тока в проводнике и воды в трубе. Когда речь идее о массе воды, протекающей через сечение трубы, то это можно сравнивать с величиной заряда, который прошел через проводник. А перепад высоты в трубе, который и формирует напор и течение воды, можно сравнить с таким понятием, как электрическое напряжение.

Для характеристики работы электрического поля по перемещению заряда введена такая величина, как электрическое напряжение.

Определение. Электрическое напряжение – физическая величина, которая равна работе электрического поля по перемещению единичного заряда из одной точки в другую.

Обозначение.  напряжение.

Единица измерения.  вольт.

Названа единица измерения напряжения в честь итальянского ученого Алессанро Вольта (1745–1827) (рис. 1).

Рис. 1. Алессанро Вольта (Источник)

Если привести стандартный пример о смысле всем известной надписи на любых домашних бытовых приборах «220 В», то она означает, что на участке цепи совершается работа 220 Дж по перемещению заряда 1 Кл.

Формула для расчета напряжения:

Где:

 работа электрического поля по перенесению заряда, Дж;

 заряд, Кл.

Следовательно, единицу измерения напряжения можно представить так:

Между формулами для вычисления напряжения и силы тока существует взаимосвязь, на которую следует обратить внимание:  и . В обеих формулах присутствует величина электрического заряда , что может оказаться полезным при решении некоторых задач.

Для измерения напряжения используют прибор, который называется вольтметр (рис. 2).

Рис. 2. Вольтметр (Источник)

Существуют различные вольтметры по особенностям их применения, но в основе принципа их работы лежит электромагнитное действие тока. Обозначаются все вольтметры латинской буквой , которая наносится на циферблат приборов и используется в схематическом изображении прибора.

В школьных условиях используются, например, вольтметры, изображенные на рисунке 3. С их помощью проводятся измерения напряжения в электрических цепях при проведении лабораторных работ.

(Источник)(Источник)(Источник)

Рис. 3. Вольтметры

Основными элементами демонстрационного вольтметра являются корпус, шкала, стрелка и клеммы. Клеммы обычно подписаны плюсом или минусом и для наглядности выделены разными цветами: красный – плюс, черный (синий) – минус.

Сделано это с целью того, чтобы заведомо правильно подключать клеммы прибора к соответствующим проводам, подключенным к источнику.

В отличие от амперметра, который включается в разрыв цепи последовательно, вольтметр включается в цепь параллельно.

Безусловно, любой электрический измерительный прибор должен минимально влиять на исследуемую цепь, поэтому вольтметр имеет такие конструктивные особенности, что его через него идет минимальный ток. Обеспечивается такой эффект подбором специальных материалов, которые способствуют минимальному протеканию заряда через прибор.

Схематическое изображение вольтметра (рис. 4):

Рис. 4.

Изобразим для примера электрическую схему (рис. 5), в которой подключен вольтметр.

Рис. 5.

В цепи почти минимальный набор элементов: источник тока, лампа накаливания, ключ, амперметр, подключенный последовательно, и вольтметр, подключенный параллельно к лампочке.

Замечание. Лучше начинать сборку электрической цепи со всех элементов, кроме вольтметра, а его уже подключать в конце.

Существует множество различных видов вольтметров с различающимися шкалами. Поэтому вопрос о вычислении цены прибора в данном случае очень актуален. Очень распространены микровольтметры, милливольтметры, просто вольтметры и т. д. По их названиям понятно, с какой кратностью производятся измерения.

Кроме того, вольтметры делят на приборы постоянного тока и переменного тока.

Хотя в городской сети и переменный ток, но на данном этапе изучения физики мы занимаемся постоянным током, который подают все гальванические элементы, поэтому нас и будут интересовать соответствующие вольтметры. То, что прибор предназначен для цепей переменного тока, принято изображать на циферблате в виде волнистой линии (рис. 6).

Рис. 6. Вольтметр переменного тока (Источник)

Замечание. Если говорить о значениях напряжений, то, например, напряжение 1 В является небольшой величиной. В промышленности используются гораздо большие значения напряжений, измеряемые сотнями вольт, киловольтами и даже мегавольтами. В быту же используется напряжение 220 В и меньшее.

На следующем занятии мы узнаем, что такое электрическое сопротивление проводника.

Список литературы

  1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Классная физика (Источник).
  2. (Источник).
  3. (Источник).

Домашнее задание

  1. Стр. 92: вопросы № 1, 2; стр. 93: вопросы № 1–4; стр. 95: вопросы № 1–4, упражнение № 16. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  2. Вычислите, какой заряд прошел через проводник, если при напряжении 36 В электрическое поле выполнило работу 72 Дж.
  3. Определите цену деления прибора:

    (Источник)

  4. Подготовьте доклад об устройстве вольтметра и видах этого прибора.

Источник: https://interneturok.ru/lesson/physics/8-klass/belektricheskie-yavleniyab/elektricheskoe-napryazhenie

��� ����� ����������, ��� � �������������: ��� ��� ������������ �� ��������

Электрическое напряжение цепи

� �������������� ��� �������� ���������, ����������� ������ ������������� �����, ������������ ������� ����, ����������� � ��������������. ������ �� ��� ����� ����������� ���������� �� �������������� ����������������.�

������������� ���

����� ������������ ��� �������������� �������� ���������� ������ (���������, �����, ������� � ������) ����� ������������ ����� ��������. ����������� � ���������� ��������� ������ ���������� ��� � ���� ����.�

�������� �������������� ����, �������� �� ��� ������������ ����������

������������ ����������� ��� ���������� ������� �������� ������� ���� ���, ������ �������, ���������� �������, ���������� ������� ��� �� ������������. ���� ������ ���������� ������ ���������� ������, �� �� ������������ ����������� ����� ������������.

�� ���� �������� �������� ��� ����������� � ������, ������������ � ���������. ��� ������� ���������� ���������� ���������� �������������� ������ ����� ����� � ���� ��������� ��������� ���������� �������������� ����, �������� ������.�

� ���������� ���������� ��������������� ������� ����� �������� �������������� ���� �� ���� ������������ ���������� ������ ��������, ������������� � ���� ��������, ��� ��� ������ �������������� ������.�

����� ����� ������� ����� ������������ �������� ���� ������:�

1. ����� � ���������-������������ �� ���� �������� ���������� ��� �������� � ������� � ����� � �������������� � �������������� ������� ������;�

2. ����� �� �������, ������� � ����� ��� ������� ������������ ����������, ���������� �������� ���������������� �������;�

3. ����������������� ���������� ���������� ����������� ���������� � �����.�

������������� ��� ����� ���������� ���:�

  • ���������� � ���������� �������� ������� �������� ������������� �����������;�

  • ������� �����������, �� ���������� � ������ ������ �����������������;�

  • ���������� ���������� �������, ��������� � ���������� ����� �������;�

  • ����������� ������������ �� ��������� ���������� ����.�

����� ������� �������������� ���� ����� ����:�

1. ���������� � ���� ������ ����� �� ��������� �������;�

2. ���������� �������������� ����������, ������ ����������� ��������� ������������������� �������������;�

3. ��������, ����� ������������ ���������, �� � �������, ���� ����������� ������, ������� � ��������� ������� ����� ���� ������ ��������;�

4. ������������, ����� ����������� �������� ����� � ��� �� ��� ���������, � ��������� ���������� ������������ �� �������� �� ������������� �������� �� ������ ������������� ������.

������������� ��� ����� ��������� �������� ��� �������� ������, ����� ��:�

  • ������������� � �������� ���������;�

  • ������� ������ �������� ���������;�

  • ��������� ������������ ������ �� ���� ���������� ��� ������������ ��������� ������ ���� �������� ������� � ���������, ������������ � �����������;�

  • ��������� ���������������� ��������� � � ��������� ������ �������.�

��� ����������� �������������� ���� �� �������� ����� ����������� ����, ����������:�

  • �������� �������� ����������� ����� � ���������;�

  • ������������ �������� ����� � ��������������� ������������� �����;�

  • ���������� �������������� ����������������� ������� � ���������� ����� � ���������� ��������� ���������.�

������������ ������������� �������� � ������������ ��������� ���� ��������� ������������� ����������� �������������� ���� � ����� �����������.

��������, ������� ����������� �������� ����� � ���������������, ���������� � ����������� ����������� �� ���� �������� �����������, ������������ ��� ����������� ��������� �������.

� �� �� ����� �������� ��� ������� ��������� ��� ��������� ����� ������ ������������� ����� � �������������, ���������� �� ������������ ��������.�

���������� ������������� ��� � �������������� ������ ������� ����� ����� ������ ������� ��������� � ������� ������� � �������. ������������ ������� ���������������� � ������ ������� ����������������� ������� 50 ��� 60 ����. ��� ������ ����� �������������� � ��������� ����������� �������:�

  • ��������������, ������� ������� ��������;�

  • ���������������, ����������� ����������� ������ ������������ ���������.�

������ �������, ��� ������������� ��� ��������� ��������� ���������� ������ ������ ������������ ���������������� ����� � ��� �������� ����� ������������. ������, ����� ���������� � ������ ��� ����, ���������� �������������, ����� ������������� ���������������� ���������� ����, ��������, �������� �����.�

��� ���������� ������������� ��� � ���������

����������� ���������� ��� ��������� ��������� ����������� � ��� ���� ������ ����� �������� �� ��������� ����������� � ��������� �������. � ����� ������� ���������� ��������������� ��������.�

���������� �������� �� ���� ���������� � ����� ����� �������, ������� ������������ ���� ������������� �������. �� ��������� ������������ ����������� � ��� ���� �������������� ����, � ������ ��� �������� ����������� ���������� � ������� ��������� � ������ ��������������� �������, �� ���� ���� ������� ����� ����������� ����������� ����.

� ����� ������� ������� �������� ����������� � ����������� ���������� ��������� ���������� ��������.�

��� ���� ��������� �������� ���������� ��������, ����� ��������:�

  • ������������ ������������ ������ ��������� ������������ ��������� ������� 0,1 ���������� � �������;�

  • ���������� �������������� ���� ������������� ����������� ������� �������� � �������� ��������������� �������� ����: ����� 300 ����� ���������� � �������.�

����� �������, �������� ���������� �������������� ���� ��������� � ��� �����, ��� � ���������� ��������� ����������, � � ���������� ��� �������� ������������ �� ��������� ����� ������ �������������� �����.�

��� �������� ���������� ������ ��������������� ������� ������� ��������� ��� ���� ���������� ��������������: ��� ����������� ���������� �������� � ������ ������� ��������� �����. �� ����, ����� 90% ������������ � ������ �� ������� ��������.

��������� ��� ������� �������� ������ �� ������ ��������������� ������������ ������, ��� ������� �������� ������������ �����, � ����������� �������������� ��������������, ��������� ������� ��������� ��������.�

���� ������ �������� �� ��������, �� ����� �����������, ��� ������������ ���������� ������ �������� ������ ������� ������������ ������� ����, ������� ��������� �������������� �������������.

�������� ���� ������ ������ ������� ��� ������� ��������, ����� ��������� ������� ����� ������������� � ������� ������������� ������������ ��������������� ������� �����������.�

������� ��� ������� �������� � ��� ������ ���������� ������������� �������������, � ��� ���������� � ������������� ������������. ����� ����������� ������� ��������� �� ����������� ��������, ������������ � �������� ����������� ����, �� ������ �� ��� ��������� ������� �����������������.�

������������� ���, � ����������� �� ����� ��������, �������� ��������� ��������� ������. ��� �������������� ������ ��� ������������ ������� ��������, ���������� ����� ����. �� ������������ � ������������� ������� ��������� �������� 1 �����. ��� ����������� ���� ���� � ����������� ���������� ������ ������ �I�.�

������������� ����������

���� ������ ������������ ��� �������������� ���������� ��������, ���������� ����������� ������ �� �������� �������� ���������� �������������� ������ �� ����� ����� � ������ ��� ��������� ���������� ���������� ��������� ������� �� ����������� ���������� �����.�

��������� ��������� � �������� ����� �������� ���������� ������������ �������, �� ������ �� ����������� ������, ��� ����������, ��������� � ������������ �������� ���� �����������.�

� ����������� �� ����������� ����� ������������ ��������� ������� � ������� ���������� ����������. ��� ����� ����:�

1. ���������� � � ����� �������������� � ����������� ����;�

2. ���������� � � ������ � ����������� � ��������������� ������.�

��� ������� ������ ������������ ����� �������������� �������������� � ������������� ����������, ���:�

  • ��������� � ���������� ���������� �� �������� ��������� ��� �������;�

  • ���������� ��������, ������� ���������� � ���������� ������ �������;�

  • �����������, ����������� ���, ���������� ��-�������, ������������������ ��������, ������������ �� ����������� �������� ������ ������ �����������;�

  • ������������������, �������������� �� ������ ������������� �������� ������ ������� ���������.�

��� �������������� ������ ���������� ������� ������������� ������� 1 �����, � �� ������������ ���� ������ �U�.�

��� ��������������� ������������� ������� �� �������� ��������� ����� ����������� ���� � �� �������� ������� �� �������� ������������� ����������. ��� �������� ����� ��������� ��� �������� ��������, � ������������ ������� ������� � ������ � ������.

��� ������� ����������� �� ���� ����� ��������� �����.

� ������� ������������� ����� ����� ������ ���������� ������� ���������� ���������� 380/220 �����.�

������������� �������������

������ ����������� ��� �������������� ������� �������� ��������� ����������� ����� ���� �������������� ����. ��� ���� ����� ���������� ������ �����, ���������� ����������� �������� ��� ��� ��������.�

� ����� ����������� ���� ������������� ��������� �������� ������, ������� ��� �������� ��������. ��� ��� ������ ������� ����� ��������������� ������������ ���������� � ������� ��������������� � ����������� ����.�

� ����� ����������� ���� ������� �������:�

  • ���������;�

  • ��������� �������������.�

������������� �������� ��-������� �������� ����������� ��� ������ �������������� � ������������� �������:�

���������� �������������, � ���� �������, ����� ����:�

����������� ����� ������������� ��������� ����������� ������������� �������������.

��� ���������� �������� ��������������� �������� ������������� ��� ������������ ������������ ���������� �� �������� ����� � �������� ����, ���������� �� ����� �����.�

��������� ������������� ������� ������������� ������� ��������� � 1 ��.�

����������� ����, ����������, ��������������

������������ �������� ��������� ����������� ����� ����� ���������������� �������� ��������� � �������������� ������, � ������� ���� �������� ������ ����� (������ � �������� ����) ������� �� �������� ����������� � ������ ���� (���������� ����������) � ��������� ����������� ������, ����������� ��������� (��������������).

�������������� ��������������, ����������� ����������� �������������� �������������, ���� � ���������� ������� ����������� � ������������ ����� ��. �� ����� ������ ��� ������� ������� ������������� ���� � ��� �������. ��������� �������� �����: ���������� ������ ��� �� ��������

��� ������ �������� ������������� ������� �������������� ��������� ����������, ���������� � �������.

��������� �������� ���, ���������� �� ����. ��������� �� ���� ��������� ������� �� �� ����������, �� ��������� ������� � ����� ����� ����� ���������� ���������� � ������������, �������� ����������� ������� ����� ������������� ������� �������.�

����������� �������� ���������� �� ������� ������������� � ��������� ���� �����������.�

������ ������������� �������� ����� ����������� ������ �� ������������ �����������. ��� ����������� ���, ��� ������ ������ ������������� ���������� � �������� ���, ���������� �� ������������� �������, ������� ����������� � ��� �� ���� ������� ���������� �� ���������� �������� ����.�

����� ����������� ����������� ������������ ���������� ��� ���������� ��������� ������� �������������� ���� � ������� ���������. ��������, ��� ���������� ���� ������� ��������������� �����������, �� ��� ��������� ������� ������������� ��� �������� ����������� ���������� �������� ����� ������ ������� �� ����� �� ���� ����, ��� � ���� �������� ���������� �����.�

������ �������� ������������� ����, ����������, ������������� � ������������ ����� ���� ��������� ���������� ������� ��������� ���� ������ � ������� ��������������� ������������� �������, � ����������� ������ ����� ����� ������������� ����������� �������� � ��������.�

Источник: http://ElectricalSchool.info/main/osnovy/1689-chto-takoe-naprjazhenie-tok-i.html

Booksm
Добавить комментарий