Wat is de spanning mjitten? Ienheid fan mjitting fan elektryske spanning

Is it mooglik om te tinken libben sûnder elektrisiteit? Moderne minske is strak omsingele himsels mei apparaten dy't helpe yn it libben. Wy kinne net yntinke mysels en myn libben sûnder tûke húshâldboekje helpers.

De technyk wurdt hieltyd mear beweecht nei it brûken fan elektrisiteit. Ek ferfier wurdt stadichoan oerbrocht nei it elektryske motors, dy't fermindert gâns de skea oan de natuer.

Hjoed sille wy besykje te beantwurdzjen de folgjende fragen:

• Wat is elektrisiteit?
• Wat is de spanning?
• Hoe om te bepalen de spanning?
• Wat is de spanning mjitten?

Wat is de hjoeddeiske?

Oan it begjin fan syn stúdzje fan elektrisiteit krigen troch wriuwing fan ien lichem tsjin in oar. Grutte reserves fan lading kin krigen wurde yn in wjerljocht stoarm, mei help fan de natuerlike ôffier - bliksem. It is bekend dat dizze metoade kostet it libben fan studinte M. V. Lomonosova - Richter.

Charge sels is dreech om te brûken en impractical. It moat te krijen syn rjochting - in elektryske stroom. current eigenskippen:

• heating geleider;
• gemyske aksje;
• meganyske aksje;
• magnetic effekt.

Se wurde brûkt yn it deistich libben en technology. In needsaaklike betingst foar it bestean fan 'e hjoeddeiske beskikberens wurdt sjoen as in aktuele boarne fan frije elektryske ladingen en sletten dirigint.

case skiednis

Yn 1792, de ferneamde Italjaanske natuerkundige en fysiolooch útfiner Alessandro Volta belanghawwende pin Nasjonale Luigi Galvani op de aard fan 'e hjoeddeistige pulses op bisten organen. Lange-termyn observaasje fan it gedrach fan de kikkerts skonken, fêst op in metalen Heak, wêrtroch't him te konkludearje dat de boarne fan elektrisiteit is gjin libbene organisme, en it kontakt fan ûngelyk metalen. Dy omstannichheid draacht by oan de stream fan elektrisiteit, en de reaksje fan nerve selsstânnich nammewurd - allinne de fysiologyske effekt fan de hjoeddeiske.

In unyk ûntdekking dat late ta de oprjochting fan 'e boarne fan' e wrâld syn earste DC, bynamme "pylder stapel". Ûngelyk metalen (Volta bewearde se moatte wurde fuorthelle út elkoar yn in oantal gemyske eleminten) wurde lein papier impregnated mei floeibere "dirigint fan de twadde soarte".

Dit apparaat waard de earste DC spanning boarne. Ienheid fan mjitting fan elektryske spanning ferivige namme fan Alessandro Volta.

In konstante hjoeddeistige boarne

It wichtichste elemint fan de sirkel - in hjoeddeiske boarne. Syn doel - te meitsjen fan in elektrysk fjild ûnder de aksje fan dêr't de frije laden dieltsjes (elektroanen, ioanen) komme yn regissearre beweging. It nivo fan in yndividuele boarne eleminten charges (oantsjutten as peallen) hawwe ferskillende buorden. Ferspraat lading sels binnen de boarne net-elektryske karakter ûnder de aksje fan krêften (meganyske, gemysk, magnetysk, termyske, ensfh). In elektrysk fjild wurdt oanmakke troch de poalen fan de hjoeddeiske boarne, produsearret wurk fan it ferpleatsen fan in lading yn in sletten dirigint. Op de needsaak om ta in sletten-loop DC sei mear Alessandro Volta.

Sûnt de boarnen ûnder de ynfloed fan net-elektryske troepen fan 'e natuer, de lading beweging, dan wurde kin oanfierd dat dizze krêften útfiere wurk. Neame se troch tredden. De ferhâlding fan eksterne troepen wurke oan 'e wacht oerdracht binnen de hjoeddeistige boarne ta de omfang fan de electromotive krêft hjit lading.

De wiskundige útdrukking fan dizze relaasje:

• E = In _v: q,

dêr't E - electromotive krêft (EMF), In _ieu - wurk fan eksterne krêften, q - lading útfierd troch bûten troepen yn 'e boarne.

EMF karakterisearret de mooglikheid te meitsjen boarne hjoeddeiske, mar de wichtichste karakteristike wurdt soms sjoen as in boarne voltage (potinsjele ferskil).

voltage

De ferhâlding fan it fjild wurk op de lading beweging yn de dirigint om de wearde fan 'e wacht spanning is neamd.

Om define it, we moatte skatte it wurk fan it fjild ûnderferdield yn it bedrach fan lading. Lit A - wurk dien troch elektrysk fjild krêft source for ferpleatsen fan de heffing q. U - de elektryske spanning. Wiskundige rekord oerienkomt mei de formule:

• U = In: q.

Krekt as by alle fysike kwantiteit is voltage mjitting ienheid. Wat is de spanning mjitten? Troch de namme fan 'e útfiner fan' e wrâld syn earste DC boarne Alessandro Volta fan dizze omfang jûn syn eigen ienheid. De ynternasjonale systeem voltage wurdt metten yn volts (V).

Spanning fan 1 V wurdt beskôge as it spanning elektrysk fjild docht wurk yn 1 J foar it ferpleatsen fan in lading fan 1 Cl.

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

De basisienheden fan it SI ienheid fan mjitting fan de elektryske spanning:

• kg • m / (A • c ^3).

easke bedrach

Wêrom is net genôch, it beskriuwen fan de hjoeddeiske, ynfiering fan it konsept fan hjoeddeistige? In gedachte eksperimint. Nim twa ferskillende lampen: gewoane húshâlding lampe en de lampe fan 'e zaklamp. As jo ferbine har ta ferskate macht boarnen (stedske netwurk en batterij), kinne jo krije eksakt deselde ampèrage. By deselde húshâlding lamp produsearret mear ljocht, dat is, it wurk fan de hjoeddeiske yn it is folle mear.

Ferskillende boarnen fan elektrisiteit hawwe ferskillende voltages. Dêrom, dizze wearde is essinsjeel.

In handich analogy

Begryp fan de fysike betsjutting fan spanning komt, as ynsjoch yn 'e nijsgjirrige analogy. Yn de kommunikaasje skippen de floeistof streamt út de buis yn de buis, as der in druk ferskil dêryn. floeiber streaming is opholden yn gefal fan gelikensens fan druk.

As fergelike mei de floeistof stream trochgong fan in elektryske lading, dan it differinsjaaloperator druk floeibere kolom spilet deselde rol as de potinsjele ferskil yn de hjoeddeiske boarne.

prosessen byhearrende oant lading werferdieling binnen de hjoeddeiske boarne komme foar oan de poalen, is it by steat om in hjoeddeistige yn de dirigint. De spanning fan de elektryske stroom mjitten yn volts, is de druk ferskil mjitting unit - pascal.

AC

De elektryske stroom periodyk feroaret syn rjochting hjit in fariabele. Hy soarget foar in alternating voltage boarne. Meast faak is it in generator. Lit ús besykje te ferdúdlikjen: wat wurdt metten troch in AC voltage?

It prinsipe fan de generaasje fan it hjoeddeiske basearre op it fenomeen fan de elektromagnetyske induction. Rotaasje fan de besletten lus yn it magnetysk fjild liedt ta de mooglike ferskil yn 'e dirigint. Voltage wurdt metten yn volts en yn it gefal fan feroaret de hjoeddeiske.

Kinne wy sizze dat de spanning net feroarje? Fansels, fanwege feroarings yn 'e hoeke tusken it flak fan de lus en de normale dêrop generated spanning ferskilt mei de tiid. Syn wearde ferhegings fan nul oant in maksimum wearde en dan falt werom nei nul. Praat oer in bepaalde wearde is net nedich. Fier it saneamde feitlike spanning is:

• U _d = U: √2.

Hokker ynstruminten measure voltage?

Apparaat foar it mjitten fan de spanning - voltmeter. It prinsipe fan syn operaasje is basearre op de ynteraksje fan de loop aktuele en magnetysk fjild fan de permaninte magneet. It is bekend dat der in hjoeddeistige lus wurdt rotearre yn in magnetysk fjild. Ôfhinklik fan de omfang fan de hjoeddeiske yn de luds fariearret de hoeke fan de rotaasje.

As de contour te hechtsje de pylk, dat ôfwykt fan nul doe't in hjoeddeistige streamt yn it circuit (meastal in coil). Ôfhinklik fan wat de spanning wurdt metten, it ynstrumint wurdt kalibrearre skaal. Miskien it gebrûk fan sub-multiples en multiples.

Yn it gefal fan lege wearden fan de spanning mjitten yn millivolts of microvolts. Krekt oarsom, in hege-voltage netwurken brûken fan meardere ienheden.

Any voltmeter wurdt ferbûn yn parallel oan de keatling diel, dêr't de spanning mjitting wurdt útfierd. De wichtichste eigenskip fan it ynstrumint lus kin neamd wurde in hege ohmic ferset. Voltmeter, gjin saak wat de mjitten spanning moat gjin ynfloed op 'e krêft fan' e hjoeddeistige yn 'e rûnte. As Jo komme lâns negligible stroom sûnder gâns it beynfloedzjen fan de basis wearde.

Table voltages

fysike apparaat	De spanning oer syn terminals, en
pylder pile	1.1
batterij zaklamp	1.5
alkaline batterij	1.25
lead-acid cell	2
steedlik netwurk	220
High-Voltage power line	500000
Tusken de wolken yn in tongerbuoi	Oant 100 miljoen

Praktyske tapassing fan de voltmeter

Om effektyf brûken fan it voltmeter moatte leare hoe't jo brûke it. Nijsgjirrich experimenter kinne wolle oerlis mei skoalle leararen.

Skoalle of Physics kabinetten útrist laboratoarium demonstraasje en apparaten foar it mjitten voltages.

Benutten eltse voltmeter moatte mei soarch observearjen ienfâldige regels:

1. Voltmeter hat in maksimum limyt fan mjitting. Dit is de heechste wearde op syn skaal. It is net nedich om te ferbinen it oan it circuit besteande út in elemint heger voltage.
2. As der gjin oare boarne, of in voltmeter, kinne jo gebrûk meitsje fan it systeem fan oanfoljende wjerstannen. Yn dit gefal, de skaal fan it voltmeter moat ek feroare wurde.
3. De DC elektryske sirkwy ferbûn ôfhinklik fan it teken fan de lading yndikaasje terminals. De positive terminal fan it hjoeddeiske boarne is nedich ferbûn wêze mei it positive terminal fan it voltmeter, negatyf - to negatyf. As betize, dan it ynstrumint nulle meie bûge, dat is ekstreem net winske.
4. Alle konneksjes binne makke allinnich oan de de-energized circuit.

skealike

De elektryske stroom miskien net feilich is foar minsken. It beskôge onschadelijk spanning minder as 24 V.

Aksje ûnder steedlik netwurk hjoeddeistige spanning (220) is genôch merkber. Oanreitsjen fan de bleatsteld kontakten beselskippe troch in wichtige "elektryske skok".

Spanning yn de stoarm giet sa'n hege stroom troch it minsklik lichem, dy't driget syn dea. Net weagje harren libben en sûnens.