Hoe word die spanning gemeet? Eenheid van meting van elektriese spanning

Is dit moontlik om die lewe sonder elektrisiteit voor te stel? Die moderne man het hom heeltemal omring met huishoudelike toestelle wat in die lewe help. Ons kan ons onsself en ons lewens nie meer sonder intelligente huishoudelike helpers voorstel nie.

In tegnologie verander meer dikwels na die gebruik van elektrisiteit. Selfs vervoer word geleidelik oorgedra na elektriese motors, waardeur die aansienlike skade aan die natuur verminder kan word.

Vandag sal ons probeer om die volgende vrae te beantwoord:

• Wat is 'n elektriese stroom?
• Wat is elektriese spanning?
• Hoe om die spanning te bepaal?
• Hoe word die spanning gemeet?

Wat is 'n stroom?

Aan die begin van die studie van elektrisiteit is dit verkry deur een liggaam oor 'n ander te vryf. 'N groter reserwe van die lading kan verkry word tydens 'n donderstorm, met behulp van 'n natuurlike ontlading - 'n weerlig bout. Dit is bekend dat hierdie metode 'n leeftyd kos aan die student van MV Lomonosov, Richter.

Die lading self is moeilik om te gebruik en irrasioneel. Dit is nodig om sy rigting beweging te verkry - elektriese stroom. Huidige eienskappe:

• Verhitting geleier;
• Chemiese aksie;
• Meganiese aksie;
• Magnetiese aksie.

Hulle word gebruik in die alledaagse lewe en tegnologie. 'N noodsaaklike voorwaarde vir die bestaan van 'n stroom is die teenwoordigheid van ' n stroombron, gratis elektriese ladings en 'n geslote geleier.

geval geskiedenis

In 1792 het die bekende Italiaanse fisikus, fisioloog en uitvinder Alessandro Volta belang gestel in die bevindings van landgenoot Luigi Galvani oor die aard van die huidige pulse in die diereorgane. 'N lang waarneming van die gedrag van die voete van paddas wat op metaalhake vasgemaak is, het hom toegelaat dat die bron van elektrisiteit nie 'n lewende organisme is nie, maar 'n kontak van verskillende metale. Dit is hierdie omstandighede wat bydra tot die vloei van elektrisiteit, en die reaksie van die senuwee eindes is slegs die fisiologiese werking van die stroom.

'N unieke ontdekking het gelei tot die skepping van die wêreld se eerste direkte stroombron, bekend as die "Volta Pillar". Heterogene metale (Volta het aangevoer dat hulle van mekaar in 'n reeks chemiese elemente verwyder moet word) is geplavei met papier wat met 'n vloeibare "geleier van die tweede soort" bevrug is.

Hierdie toestel het die eerste bron van konstante spanning geword. Die eenheid vir die meting van die elektriese spanning het die naam Alessandro Volta voortgesit.

GS kragbron

Die hoofelement van die elektriese stroombaan is die huidige bron. Die doel daarvan is om 'n elektriese veld te skep, onder die werking waarvan vry gelaaide deeltjies (elektrone, ione) in rigting beweeg. Die koste wat op afsonderlike elemente van die bron opgehoop word (hulle word pole genoem) het verskillende tekens. Die lading self word herverdeel binne die bron onder die werking van kragte van nie-elektriese aard (meganiese, chemiese, magnetiese, termiese, ens.). 'N Elektriese veld wat deur pole buite die huidige bron geskep word, lewer werk op die beweging van lading in 'n geslote geleier. Alessandro Volta het gepraat oor die behoefte aan 'n geslote kring om 'n konstante stroom te skep.

Aangesien die lading in die bronne onder die krag van nie-elektriese aard beweeg, beteken dit dat dit beweer kan word dat hierdie kragte die werk doen. Kom ons noem hulle derdeparty. Die verhouding van die werk van eksterne kragte op die oordrag van lading binne die huidige bron tot die grootte van die lading word die elektromotoriese krag genoem.

Die wiskundige notasie van hierdie verband:

• Ε = А _{ст ст:} q,

Waar E die elektromotoriese krag (EMF) is, is A _st die werk van eksterne kragte, q word die lading gedra deur eksterne kragte in die bron.

EMF karakteriseer die vermoë van die bron om 'n stroom te skep, maar die hoofkarakter van die bron word soms beskou as die elektriese spanning (potensiaalverskil).

spanning

Die verhouding van die veldwerk op die beweging van lading in die geleier tot die ladingwaarde is die elektriese spanning genoem.

Om dit te bepaal, moet jy die veldwerk verdeel volgens die ladingwaarde. Laat A die werk wees wat deur die elektriese veld van die huidige bron in lading verplaas word q. U is die elektriese spanning. Die wiskundige notasie van die ooreenstemmende formule:

• U = A: q.

Soos enige fisiese hoeveelheid, het die spanning 'n meeteenheid. Hoe word die spanning gemeet? Volgens die naam van die uitvinder van die wêreld se eerste konstante stroombron Alessandro Volta, is hierdie waarde sy eie meeteenheid gegee. In 'n internasionale stelsel word die spanning in volt (V) gemeet.

'N Spanning van 1 V is die spanning van die elektriese veld, wat werk verrig in 1 J vir die ladingoordrag in 1 Cl.

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

In die basiese eenhede van die SI-stelsel, die eenheid vir die meting van die elektriese spanning:

• Kg • m / (A • s ³ ).

Vereiste waarde

Waarom is dit nie genoeg om die konsep van huidige krag in te stel wanneer die stroom beskryf word nie? Kom ons doen 'n verstandelike eksperiment. Kom ons neem twee verskillende lampe: 'n gewone huishoudelike lamp en 'n lamp van 'n flitslig. As jy dit aan verskillende bronne van stroom (stad netwerk en battery) koppel, kan jy 'n absoluut identiese waarde van die stroom kry. In hierdie geval gee die huishoudelike lamp meer lig, dit wil sê die werk van die stroom in dit is veel groter.

Verskillende bronne van stroom het verskillende spannings. Daarom is hierdie hoeveelheid uiters noodsaaklik.

'N Handige analogie

Om die fisiese betekenis van 'n elektriese spanning te verstaan, kom as jy na 'n interessante analogie kyk. In die kommunikasie van skepe vloei vloeistof uit die buis in die buis as daar 'n drukverskil in hulle is. Die vloeistofvloei stop wanneer die druk gelyk is.

As die vloeistofstroom vergelyk word met die vloei van elektriese lading, speel die drukverskil van die vloeibare kolomme dieselfde rol as die potensiaalverskil in die huidige bron.

Solank as wat die prosesse wat die herverdeling van die lading by die pole vergesel, binne die huidige bron voorkom, kan dit 'n stroom in die geleier skep. Die spanning van die elektriese stroom word in volt gemeet, die drukverskil het 'n meeteenheid - pascal.

Wisselstroom

Die elektriese stroom, wat van tyd tot tyd sy rigting verander, word 'n veranderlike genoem. Dit word geskep deur 'n wisselstroombron. Dikwels is dit 'n kragopwekker. Kom ons probeer om te verduidelik: in wat word die wisselstroom gemeet?

Die beginsel van die huidige generasie is gebaseer op die verskynsel van elektromagnetiese induksie. Rotasie van 'n geslote lus in 'n magneetveld lei tot die verskyning van 'n potensiële verskil in die geleier. Spanning word gemeet in volt en in die geval van 'n wisselende stroom.

Kan ons sê dat die spanning nie verander nie? Dit is duidelik dat, as gevolg van 'n verandering in die hoek tussen die vlak van die kontoer en die normale daaraan, die geskep spanning verander met die tyd. Die waarde styg van nul tot 'n maksimum waarde en val dan weer na nul. Praat oor 'n sekere bedrag is nie nodig nie. Gee die sogenaamde effektiewe spanningswaarde:

• U _d = U: √2.

Watter toestel meet spanning?

Toestel vir die meting van elektriese spanning - voltmeter. Die beginsel van die werking daarvan is gebaseer op die interaksie van die stroombaan met die stroom en die magnetiese veld van 'n permanente magneet. Dit is bekend dat die stroomlus in 'n magnetiese veld roteer. Afhangende van die grootte van die stroom in die stroombaan, verander die hoek van rotasie.

As die pyl aan die kontoer geheg word, afwyk dit van die nulwaarde wanneer die stroom in die stroombaan vloei (meer dikwels die spoel). Afhangende van hoe die spanning gemeet word, word die skaal van die instrument gekalibreer. Dit is moontlik om lobulêre en meervoudige waardes te gebruik.

In die geval van lae waardes word die elektriese spanning gemeet in millivolts of microvolts. Inteendeel, veelvoudige eenhede word in hoogspanningsnetwerke gebruik.

Enige voltmeter word parallel gekoppel aan die deel van die stroombaan waarop die spanning gemeet word. Die belangrikste eienskap van die toestelkring kan hoë ohmiese weerstand genoem word. Die voltmeter, ongeag wat die spanning gemeet word, moet nie die stroom in die stroombaan beïnvloed nie. 'N Klein stroom word deur dit oorgedra, wat nie die fundamentele waarde aansienlik beïnvloed nie.

Strestafel

Fisiese toestel	Spanning by sy kontakte, V
Volt post	1.1
Lantern battery	1.5
Alkaliese battery	1.25
Suur battery	2
Stadsnetwerk	220
Hoë spanning transmissielyne	500 000
Tussen die wolke in 'n donderstorm	Tot 100 000 000

Praktiese toepassing van die voltmeter

Om die voltmeter effektief te gebruik, moet jy leer hoe om dit te gebruik. 'N Nuuskierige eksperimente kan aangeraai word om aansoek te doen vir skoolonderwysers.

Skoolfisika-klaskamers is toegerus met laboratorium- en demonstrasietoestelle vir die meet van spannings.

Bedien enige voltmeter met omsigtigheid, volgens eenvoudige reëls:

1. Die voltmeter het 'n maksimum meetlimiet. Dit is die hoogste waarde op sy skaal. Moet dit nie koppel aan 'n stroombaan wat 'n hoër spanningselement bevat nie.
2. As daar geen ander bron of voltmeter is nie, kan u 'n stelsel van addisionele weerstande gebruik. In hierdie geval moet die skaal van die voltmeter ook verander word.
3. In die GS-kring word elektriese toestelle verbind, afhangende van die aanduiding van die ladingsteken op die aansluitpunte. Die positiewe terminaal van die huidige bron moet gekoppel word aan die positiewe terminaal van die voltmeter, die negatiewe terminaal van die negatiewe een. As om te verwar, kan die hande van die toestel buig, wat hoogs ongewens is.
4. Alle verbindings word uitsluitlik aan die ontwrigtingskring gemaak.

Skadelik vir die gesondheid

Die effek van 'n elektriese stroom kan onveilig wees vir 'n persoon. 'N Spanning van minder as 24 V word as onskadelik beskou.

Die effek van die stroom onder die spanning van die stadsnetwerk (220 V) is redelik merkbaar. Raak van blootgestelde kontakte word vergesel deur 'n beduidende "huidige skok".

Spanning tydens 'n donderweer slaag so 'n hoë stroom deur die menslike liggaam, wat hom met 'n noodlottige uitkoms bedreig. Moenie jou lewe en gesondheid bedreig nie.