Ед измерения напряжения. Единица измерения напряжения: вольт и другие характеристики электрического напряжения

Ампер. Основной электрической единицей тока в Международной системе единиц (СИ), является ампер (А). Определение эталонного значения величины ампера установлено на основании измерения силы электродина­ мического взаимодействия двух проводников с током.

Пример. Приведем несколько примеров действия тока, дающих представле­ ние о том, что такое ампер. Рабочий ток наиболее распространенных ламп накачивания 0,1… I А. а бытовой люминесцентной лампы — 0,15 А. Элект­рическая плитка потребляет ток примерно 1,5…5 А. Ток электродвигателей средней мощности равен 5…25 А, а в электрометаллургических установках он достигает 50 кА и более. Организм человека начинает ощущать прохо­дящий через него ток, когда тот достигает примерно 5 мА, по если проходящий ток возрастает ориентировочно до 50 мА, он уже становится опасным для жизни (заметим, что именно величина тока, проходящего через человека, определяет степень опасности его поражения током).

Ом. Единицей электрического сопротивления является ом (Ом). Вольт. Единицей измерения напряжения (разности потенциалов) между дву­ мя точками электрической цепи является вольт (В).

  Напряжение в домашней электросети 220 В, а лампочка карманного фонари­ка горит при напряжении питания 1,5…3 В.

Ватт. Единицей измерения мощности, выделяемой при прохождении тока в электрической цепи, служит ватт (Вт). Для измерения больших мощностей применяют кратные единицы: киловатт ( I кВт = 1000 Вт) и мегаватт (1 МВт == 1 000 000 Вт = МО⁶ Вт).

Прибор, измеряющий мощность, называется ваттметр. Он имеет две изме­ рительные цепи (две катушки), одна из которых (катушка тока) включается как амперметр последовательно с объектом измерения, а вторая (катушка напряжения) подключается к этому объекту параллельно как вольтметр.

Джоуль, киловатт-час. Так как основная единица работы и энергии в системе СИ джоуль (Дж) сама по себе мала, то в электроэнергетических цепях практической единицей для измерения работы, совершаемой электрическим то ком, обычно служит более крупная единица — киловатт-час (кВт-ч). I кВт-ч работа, совершаемая током при непрерывном протекании его в течение одного часа с выделением на протяжении этого времени мощности 1 кВт. Следовательно, 1 кВт-ч = 3 600 000 Дж.

Вольт это единица измерения

При изучении в школе закона Ома, ученики частенько сталкиваются со следующими вопросами: как называется единица измерения напряжения или в чем измеряется электрическое напряжение? Данная статья поможет вам разобраться в этой теме, и вы сможете узнать ответ на указанный вопрос.

Вольт — единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов, электрического напряжения и электродвижущей силы.

Единица измерения напряжения – вольт, в России обозначается буквой – В, международное обозначение – V.

Вольт является единицей измерения электрического напряжения, получившей свое название в честь известного итальянского физика Алессандро Вольта, именно ему мы должны быть благодарны за изобретение в 1799 году первого в мире химического источника тока, т.е. первой электрической батареи («Вольтов столб»), результаты эксперимента были опубликованы только в 1800 году.

В 1861 году единица измерения вольт была принята комитетом электрических эталонов, учрежденного Уильямом Томсоном.

Свое международное признание, вольт в качестве единицы измерения напряжения, получил в 1960 году, когда вольт был утвержден решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам, в качестве, производной единицы международной системы единиц.

1 В=1 Дж/1 Кл (1 Вольт равен электрическому напряжению на участке цепи, где при протекании заряда, равного 1 кулон(Кл), совершается работа, равная 1 Дж)

В Российской Федерации допускаются к применению основные единицы СИ, производные единицы СИ и отдельные внесистемные единицы величин.

В частности, действует ГОСТ 8.417-2002, который устанавливает единицы физических единиц, применяемых в нашей стране, их наименование, обозначение и определение, в данном государственном стандарте также указана единица измерения напряжения – вольт.

Каким прибором измеряется напряжение?

Напряжение измеряется прибором, который носит название – вольтметр.

Вольтметр — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или электродвижущей силы ( ЭДС) в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

Чем отличается Вольт от Ватт, в чем разница?

Очень часто люди путают вольты и ваты, и не знают в чем в них разница.

Вольт (русское обозначение: В; международное обозначение: V) — в системе СИ единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов, электрического напряжения и электродвижущей силы.

Ватт (русское обозначение: Вт; международное обозначение: W) — в системе СИ единица измерения мощности

Т.е. это единицы измерения для разных электротехнических параметров.

Вольт в кроссвордах и сканвордах

Очень часто в кроссворде или сканворде можно встретить такой вопрос: «Единица измерения напряжения 5 букв». Правильный ответ, естественно: «Вольт».

Разность потенциалов между двумя точками равна 1 вольту, если для перемещения заряда величиной 1 кулон из одной точки в другую над ним надо совершить работу величиной 1 джоуль. Вольт также равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы вольт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с прописной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием вольта. Например, обозначение единицы измерения напряжённости электрического поля «вольт на метр» записывается как В/м.<3>cdot <mbox>>>=<mbox>cdot <mbox<Ω>>.>

Определение на основе эффекта Джозефсона [ править | править код ]

С 1990 года вольт стандартизирован посредством измерения с использованием нестационарного эффекта Джозефсона, при котором для привязки к эталону используется константа Джозефсона, зафиксированная 18-й Генеральной конференцией по мерам и весам как [3] :

K J − 90 = 2 e h = <displaystyle K_=<frac <2e>>=> 0,4835979 ГГц/мкВ,

Этим методом величина вольта однозначно связывается с эталоном частоты, задаваемым цезиевыми часами: при облучении матрицы, состоящей из нескольких тысяч джозефсоновских переходов, микроволновым излучением на частотах от 10 ГГц до 80 ГГц, возникает вполне определённое электрическое напряжение, с помощью которого калибруются вольтметры [4] . Эксперименты показали, что этот метод нечувствителен к конкретной реализации установки и не требует введения поправочных коэффициентов [5] .

Шкала напряжений [ править | править код ]

• Наименьшее измеряемое напряжение — порядка 10 нВ. [источник не указан 2167 дней]
• Чувствительность связной аппаратуры при работе голосом — 1…1,5 мкВ (одни из самых слабых сигналов, массово применяемых в настоящее время) [источник не указан 2167 дней]
• Выходное напряжение на обмотке магнитной головки кассетного магнитофона — 0,3 мВ [6] .
• Разность потенциалов на мембране нейрона — 70 мВ.
• NiCd аккумулятор — 1,2 В.
• Щелочной элемент — 1,5 В.
• Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO₄) — 3,3 В.
• Зарядное устройство для мобильных телефонов — 5.0 В.
• Батарейка «Крона» — 9 В.
• Автомобильный аккумулятор — 12 В (для тяжёлых грузовиков — 24 В).
• Напряжение бытовой сети в России — 230 В (межфазное), 400 В (фаза-нейтраль) [7] .
• Напряжение в некоторых промышленных сетях — 400 В (трёхфазное), 400 В (однофазное), 690 В (трёхфазное)
• Напряжение в контактной сетитрамвая, троллейбуса — 600 В (660 В) (постоянный ток).
• Напряжение контактного рельса в метрополитене — 825 В (постоянный ток) [источник не указан 2154 дня] .
• Электрифицированные железные дороги — 3 кВ (контактная сеть постоянного тока), 25 кВ (контактная сеть переменного тока).
• Магистральные ЛЭП — 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ.
• Самое высокое постоянное напряжение, полученное в лаборатории на пеллетроне — 25 МВ.
• Молния — от 100 МВ и выше.

Исторический экскурс [ править | править код ]

Единица измерения «вольт» была введена в 1861 году комитетом электрических эталонов, созданным Уильямом Томсоном. Её введение было связано с текущими нуждами инженерной физики. 1 июня 1898 года имперским законом в Германии 1 вольт был установлен как «законная» единица измерения ЭДС, равная ЭДС, возбуждающей в проводнике сопротивлением 1 ом ток силой 1 ампер [8] . В Международную систему единиц (СИ) вольт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом [9] .

Впоследствии 1 вольт обычно определялся через единицу энергии джоуль и единицу заряда кулон.

Кратные и дольные единицы [ править | править код ]

Десятичные кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Вольт (обозначение: В, V) — единица измерения электрического напряжения в системе СИ.

1 Вольт равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт .

Вольт (В, V) может быть определён либо как электрическое напряжение на концах проводника, необходимое для выделения в нём тепла мощностью в один ватт (Вт, W) при силе протекающего через этот проводник постоянного тока в один ампер (A), либо как разность потенциалов между двумя точками электростатического поля, при прохождении которой над зарядом величиной 1 кулон (Кл, C) совершается работа величиной 1 джоуль (Дж, J). Выраженный через основные единицы системы СИ, один вольт равен м 2 · кг · с −3 · A −1 .

Единица названа в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта.

Этим методом величина вольта однозначно связывается с эталоном частоты, задаваемым цезиевыми часами: при облучении матрицы, состоящей из нескольких тысяч джозефсоновских переходов, микроволновым излучением на частотах от 10 до 80 ГГц, возникает вполне определённое электрическое напряжение, с помощью которого калибруются вольтметры. Эксперименты показали, что этот метод нечувствителен к конкретной реализации установки и не требует введения поправочных коэффициентов.

1 В = 1/300 ед. потенциала СГСЭ .

Что такое Вольт. Определение

Вольт определён как разница потенциалов на концах проводника, рассеивающего мощность в один ватт при силе тока через этот проводник в один ампер.

Отсюда, базируясь на единицах СИ, получим м² · кг · с-3 · A-1, что эквивалентно джоулю энергии на кулон заряда, J/C.

Определение на основе эффекта Джозефсона

Напряжение электрического тока – это величина, характеризующая разность зарядов (потенциалов) между полюсами либо участками цепи, по которой идет ток.

С 1990 года вольт стандартизирован посредством измерения с использованием нестационарного эффекта Джозефсона, при котором используется в качестве привязки к эталону константа Джозефсона, зафиксированная 18-ой Генеральной конференцией по весам и измерениям как:

K = 0,4835979 ГГц/мкВ .

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы вольт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с прописной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием вольта. Например, обозначение единицы измерения напряжённости электрического поля «вольт на метр» записывается как В/м.

Что такое единица измерения напряжения? — Определение и единица измерения напряжения в системе СИ

Напряжение можно определить как электрический потенциал между двумя точками. В проводнике, если электрическое поле однородно, разность потенциалов между точками составляет

В = EL

. Используя различные уравнения удельного сопротивления, тока и сопротивления, можно вывести другое уравнение:

В = EL

В = JL

В = (I / A) L

В = I (የ L / A)

В = IR

Из приведенного выше уравнения мы можем вывести, что напряжение или разность потенциалов на резисторе можно найти, умножив ток на сопротивление.Единицей измерения разности потенциалов является вольт (В), который также равен джоулям на кулон (Дж / Кл).

Единица измерения напряжения в системе СИ

Единицей измерения напряжения в системе СИ является вольт, которая обозначается буквой v. Вольт — производная единица измерения электродвижущей силы или электрического потенциала в системе СИ. Таким образом, благодаря этому вольт можно определить несколькими способами.

Вольт можно определить как «электрический потенциал, присутствующий в проводе, когда электрический ток в один ампер рассеивает мощность в 1 ватт (Вт).

В = Вт / А

Кроме того, вольт можно выразить как разность потенциалов, которая существует между двумя точками в электрической цепи, которая передает энергию в 1 джоуль (Дж) на кулон заряда, протекающего по цепи.

В = потенциальная энергия / заряд

В = Дж / Кл = кг м² / А с³

Его также можно выразить как ампер-раз в Ом, джоуль на кулон или ватт на ампер.

В = AΩ = Вт / А (энергия на единицу заряда) = Дж / Кл (мощность на единицу тока)

Его также можно выразить в единицах СИ,

1 В = 1 кг м² с ⁻³ A⁻¹ (Один килограмм-метр в квадрате в секунду в кубе на ампер).

Ниже приведены некоторые другие электрические блоки

Coulomb

2 Источник напряжения

Источник напряжения — это в основном устройство, которое используется в электрических цепях с фиксированной разностью потенциалов на обоих концах.Источником напряжения может быть батарея или любой другой источник с фиксированной разностью потенциалов и постоянным током. На принципиальных схемах источник напряжения изображен, как показано на рисунке ниже.

В случае, если концы источника напряжения подключены к цепи, имеющей несколько резисторов, вольтметров и т. Д., Тогда формируется полная цепь, и теперь ток может течь от одного конца к другому. А если ток течет, то на обоих выводах источника напряжения он одинаковый.

Источник напряжения — это часть полной цепи, которая может создавать электродвижущую силу. Электродвижущая сила обозначается символом ε. Единица электродвижущей силы такая же, как и напряжение, то есть вольт. Здесь вольт равен джоуля на кулон (Дж / Кл). В случае идеального источника электродвижущая сила равна разности напряжений,

ε = V = IR

Реальные источники, такие как батареи, не считаются идеальными источниками, поскольку они имеют некоторый источник внутреннего сопротивления.Если r обозначает внутреннее сопротивление батареи, то разница напряжений на батарее составляет

В = ε — Ir

Это также можно назвать напряжением на клеммах батареи. Когда полная цепь сделана с использованием резистора с сопротивлением R, тогда протекающий через него ток можно найти с помощью уравнения:

В = IR

IR = ε -Ir

IR + Ir = ε

I (R + r) = ε

I = (R + r) / ε

Таким образом, ток равен электродвижущей силе источника, деленной на полное сопротивление, присутствующее в цепи.

напряжение — Calculator.org

Что такое напряжение?

Напряжение также известно как разность электрических потенциалов. Он обозначается символом «V», а единицей СИ для напряжения является вольт. Разность напряжений — это сила, известная как электродвижущая сила (или ЭДС), которая перемещает обычный ток из точки с высоким потенциалом в точку с низким потенциалом. Эта концепция разности напряжений аналогична концепции разницы давлений, которая управляет потоком воды (который был бы аналогичен электрическому току).Обычно, когда мы упоминаем напряжение, мы имеем в виду разницу напряжений; падение напряжения на каком-то устройстве. Таким образом, напряжение или падение напряжения на устройстве означает одно и то же и принимается как разность между двумя потенциалами. Напряжение можно рассчитать по формулам: —

В = I.R

P = I.V

Где V = разность напряжений (вольт), I = электрический ток (амперы), R = сопротивление (Ом), P = мощность (ватты)

Приведенные выше формулы относятся к цепям постоянного тока (DC).Для переменного тока формулы более сложные:

В = P / I.cos (x)

В = I.R / cos (x)

Падение напряжения может быть на резисторе, конденсаторе или катушке индуктивности, поэтому все три имеют разные формулы,

Резистор: —

Vr = IRr

Конденсатор: —

Vc = IXc

Индуктор: —

VL = IXL

Где V = разность напряжений, I = ток, R = сопротивление, X = реактивное сопротивление, Xc указывает реактивное сопротивление конденсатора, а XL означает реактивное сопротивление катушки индуктивности.

Как измеряется напряжение

Вольтметр используется для измерения разности напряжений и обычно работает, пропуская крошечный ток через измеритель с подвижной катушкой (или цифровой эквивалент) последовательно с резистором. Вольтметр фактически измеряет ток, проходящий через этот резистор, поскольку ток прямо пропорционален разности напряжений на резисторе. Номинал резистора выбирается в зависимости от диапазона измеряемых напряжений. Чувствительность измерителя должна быть достаточной, чтобы ток, потребляемый измерителем, был достаточно мал, чтобы он не влиял на измеряемое напряжение.Напряжение также можно измерить с помощью потенциометра или осциллографа. Электронно-лучевой осциллограф использует разность напряжений (обычно после усиления) для отклонения электронного луча, которую можно измерить с помощью сетки на дисплее осциллографа, а также визуально интерпретировать как изменение формы волны напряжения во времени.

Напряжение до 50 В при определенных обстоятельствах может привести к летальному исходу, хотя опасность представляет величина возникающего тока, проходящего через тело.Всякий раз, когда есть высокое напряжение, безопасность становится проблемой. В электронно-лучевых трубках, генерации рентгеновских лучей и пучков частиц, высокомощном усилителе в вакууме или любых научных или промышленных приложениях используются высокие напряжения. Напряжение, превышающее 50 В при приложении к коже человека, может вызвать фибрилляцию сердца, если через ткани тела проходит достаточный ток, например, если кожа влажная или есть какие-либо раны на теле.

основных единиц простых электрических схем, Рон Куртус

SfC Home> Физика> Электричество>

, автор: Рон Куртус (от 23 октября 2019 г.)

Основные элементы простой электрической цепи — это ампер, вольт и ом.

Простая схема обычно состоит из источника напряжения, металлических проводов, проводящих электрический ток, и одного или нескольких резисторов, препятствующих прохождению тока. Ток может быть постоянным (DC) или переменным (AC), и не должно быть дополнительных устройств, влияющих на ток.

Единица измерения электрического тока — ампер — является основной единицей международного стандарта (СИ). Единицы измерения напряжения и сопротивления являются производными от ампера и других стандартных единиц.К сожалению, международный комитет ученых сделал определения более сложными, чем они должны быть.

Вопросы, которые могут у вас возникнуть:

• Какое определение для ампер?
• Что за вольт?
• Что такое единица измерения сопротивления?

Этот урок ответит на эти вопросы. Полезный инструмент: Конвертация единиц

Ампер

Ампер ( A ) — основная единица измерения электрического тока в системе СИ.Его можно определить как количество электрического заряда или количество электронов, которые проходят точку в цепи за одну секунду. Один ампер равен 6,241 * 10 ¹⁸ электронов, проходящих точку в секунду или один кулон в секунду. (Кулон ( C ) — единица измерения электрического заряда в системе СИ.)

Официальное определение ампера в системе СИ несколько странно:

«Ампер — это тот постоянный ток, который, если он поддерживается в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с незначительным круглым поперечным сечением и помещен на расстоянии 1 метра в вакууме, создает между этими проводниками силу, равную 2 * 10 ^{— 7} ньютон на метр длины.«

Примечание : Я считаю, что требование наличия проводника бесконечной длины и «незначительного» поперечного сечения непрактично и не входит в стандартное определение. Кроме того, существуют неустановленные последствия отношения силы между двумя проводами и током, которые следует выразить.

Поскольку A является базовой единицей СИ, она не выражается в других единицах.

Вольт

Вольт ( В, ) — производная единица измерения электрического потенциала или электродвижущей силы в системе СИ, которая заставляет электроны двигаться.Поскольку источник электричества создает энергию, вольт можно определить как разность потенциалов между двумя точками в электрической цепи, которая будет передавать один джоуль ( Дж ) энергии на один кулон ( C ) заряда, проходящего через него.

V = J / C

Напряжение также можно указать как электрический потенциал вдоль провода, когда электрический ток в один ампер рассеивает один ватт ( Вт, ) мощности ( Вт = Дж / с).

V = W / A

Вольт может быть выражен в основных единицах СИ как 1 В = 1 кг · м ² с ⁻³ A ⁻¹ (один килограмм-метр в квадрате в секунду в кубе на ампер).

Принимая во внимание официальное определение ампера в системе СИ, вольт также равен разности потенциалов между двумя параллельными бесконечными плоскостями, расположенными на расстоянии 1 метра друг от друга, которые создают электрическое поле в 1 ньютон на кулон.

Ом

Ом ( Ом, ) — это единица электрического сопротивления в цепи.Он определяется как сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов в 1 вольт ( В, ), приложенная к этим точкам, создает в проводнике ток в 1,0 ампер ( А, ), при условии, что проводник не источник какой-либо электродвижущей силы, например, в батарее.

Ом = В / А

Обратите внимание на , что это также уравнение закона Ома.

Указание сопротивления в основных единицах СИ:

Ом = кг м ² с ⁻³ A ⁻²

Электрическое сопротивление также зависит от поперечного сечения провода, а также от его температуры.

Сводка

Ампер ( A ) — это основная единица СИ, состоящая из количества электрического заряда или количества электронов, которые проходят точку в электрической цепи за одну секунду. Вольт ( В, ) — это электрический потенциал, заставляющий электроны перемещаться по проводу. Это джоуль энергии на кулон заряда. Ом ( Ом, ) — это единица электрического сопротивления, равная 1 вольту, деленному на 1 ампер.

Excel в том, чем вы занимаетесь

Ресурсы и ссылки

Полномочия Рона Куртуса

Сайты

Единица электрического тока (ампер) — Национальный институт стандартов и технологий (NIST)

Ампер — Википедия

Кулоновская сила — Wolfram Science World

Кулон — Википедия

Напряжение — HyperPhysics

Разность электрических потенциалов — Кабинет физики

Вольт — Википедия

Ом — Википедия

Электроэнергетические ресурсы постоянного и переменного тока

Физические ресурсы

Книги

Научитесь электричеству и электронике Стэна Гибилиско; Макгроу-Хилл; (2001) 34 доллара.95 — Руководство для профессионалов, любителей и техников, желающих изучить цепи переменного и постоянного тока

Вопросы и комментарии

У вас есть вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если да, отправьте свой отзыв по электронной почте. Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.

Поделиться страницей

Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:

Студенты и исследователи

Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
electric_basic_units.htm

Пожалуйста, включите его в качестве ссылки на свой веб-сайт или в качестве ссылки в своем отчете, документе или тезисе.

Авторские права © Ограничения

Где ты сейчас?

Школа чемпионов

Физические темы

Основные элементы электрических схем

Вольт (В) Преобразование единиц напряжения

Вольт — это единица измерения напряжения.Используйте один из приведенных ниже калькуляторов преобразования, чтобы преобразовать в другую единицу измерения, или прочтите, чтобы узнать больше о вольтах.

Калькулятор преобразования напряжения

Выберите единицу напряжения, в которую нужно преобразовать.

Единицы СИ

Единицы измерения сантиметр – грамм – секунда

Связанные калькуляторы

Определение и использование вольт

Напряжение — это измерение электродвижущей силы и разности электрических потенциалов между двумя точками проводника. ^[1] Один вольт равен разности потенциалов, которая перемещает один ампер тока против одного ома сопротивления.

Вольт — производная единица измерения напряжения в системе СИ в метрической системе. Вольт можно обозначить как В, ; например, 1 вольт можно записать как 1 В.

Закон Ома гласит, что ток между двумя точками проводника пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Используя закон Ома, можно выразить разность потенциалов в вольтах как выражение, используя ток и сопротивление.

В _В = I _A × R _Ом

Разность потенциалов в вольтах равна величине тока в амперах, умноженной на сопротивление в омах.

Предпосылки и происхождение

Вольт назван в честь итальянского физика Алессандро Вольта в честь его пионеров в области электричества. Вольт был предложен и назван для использования в качестве единицы электродвижущей силы в конце 19 века.

Таблица преобразования измерений вольт

Возможно, вам пригодятся и другие наши электрические калькуляторы.

Ссылки

1. Международное бюро мер и весов, Международная система единиц, 9-е издание, 2019 г., https: // www.bipm.org/documents/20126/41483022/SI-Brochure-9-EN.pdf

Что такое напряжение? — Определение и единицы

Что такое напряжение?

Напряжение относится к аналогичному эффекту в электрических цепях. Как резервуар для воды и пруд в приведенном выше примере разделены высотой, так и любые две точки в электрической цепи разделены напряжением или, вернее, разностью напряжений. Точно так же, как мы можем определить уровень воды в пруду на нулевой высоте, мы можем определить одну точку в электрической цепи как точку «нулевого напряжения».Эта точка также называется заземлением цепи . Напряжение заземления схемы по определению равно нулю. Земля не обязательно должна быть самым низким напряжением в цепи; некоторые напряжения могут быть ниже уровня земли ( отрицательных напряжения ). В обычном электрооборудовании часто возникают отрицательные напряжения.

Вместо того, чтобы манипулировать энергией, перемещая воду между разными высотами, электрические цепи манипулируют энергией, перемещая электрический заряд между уровнями напряжения. Требуется работа, чтобы переместить электрический заряд с более низкого уровня напряжения на более высокий уровень напряжения, но этот заряд может затем выполнять другую работу за вас, когда вы позволяете ему перейти обратно с более высокого напряжения на более низкое напряжение.Итак, если вы понимаете, что перемещение тяжелых предметов на высоту требует работы и что эти предметы могут работать за вас, когда они падают с этих высот, тогда вы понимаете напряжение!

Во многих физических точках в цепи может быть одинаковое напряжение. В этом случае энергия заряда одинакова в каждом из этих мест. Заряд может набирать или терять энергию, когда он движется по некоторому пути между двумя точками, но к тому времени, когда он достигает конечной точки, эти изменения нейтрализуют друг друга.

Какие единицы напряжения?

Поскольку напряжение связывает перемещение заряда с изменениями энергии, вам необходимо понимать единицы заряда и единицы энергии, чтобы понимать единицы напряжения. Заряд измеряется в кулонах (сокращенно C). Большинство людей не слышали о кулонах, но большинство людей слышали об единицах измерения электрического тока, ампер или ампер (сокращенно A), которые чаще встречаются в повседневной жизни.Один ампер, протекающий в течение одной секунды, передаст один кулон заряда, поэтому единицы кулона равны ампер-секундам .

Энергия измеряется в джоулях (сокращенно Дж). Когда вы берете полную банку содовой (12 унций) и поднимаете ее на одну ногу со стола, вы выполняете около одного джоуля работы. Напряжение измеряется в вольт (сокращенно В). Перемещение одного кулона заряда в новое место в цепи, которая имеет напряжение на один вольт выше, чем начальная точка, требует одного джоуля работы, поэтому

1 вольт = 1 джоуль / кулон = 1 Дж / Кл

Почему это имеет значение ?

Понимание и управление уровнями напряжения в электрической цепи — ключевая тема в электротехнике.Инженеры выбирают свои компоненты схемы (резисторы, конденсаторы, транзисторы и т. Д.) Так, чтобы в различных местах схемы было определенное напряжение или они перемещались в определенных диапазонах напряжений четко определенным и заранее запланированным способом. Совершенно нормально представить, что более высокое напряжение соответствует большей высоте, а более низкое напряжение — меньшей высоте, и что ток, протекающий в цепи, подобен воде, движущейся между разными высотами. Напряжение — одно из двух важнейших понятий в области электротехники (второе — ток).Говорят, деньги заставляют мир вращаться, но верно и то, что напряжение вращает ток!

Резюме урока

Напряжение описывает количество энергии, связанное с электрическим зарядом , когда он движется по цепи. Его стандартная единица, вольт, , связана со стандартными единицами электрического заряда ( кулонов ) и энергии (джоуль), так что один вольт равен одному джоулю энергии на каждый кулон электрического заряда.

Какая единица называется вольт?

Значение любого префикса метрики см. Здесь.

Единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов и электродвижущей силы. в SI. Символ, V. Если вы думаете о домашней электропроводке как о сантехника, вольт измеряют давление воды. Один вольт — это разность потенциалов между двумя точками на проводе, когда текущий ток составляет 1 ампер, а мощность, рассеиваемая между точками, равна одному ватт (определение, принятое CIPM в 1946 г., Постановление 2).Вольт — производная единица, ^ватт ⁄ _ампер , или только в базовых единицах

Назван в честь итальянского физика графа Алессандро Джузеппе Анастасио. Вольта (1745 — 1827).

Некоторые бытовые напряжения

История

Единица электродвижущей силы (ЭДС) cgs была основан на идее Ф. Э. Неймана 1845 г. Один единица cgs э.д.с. производился в любой электрической цепи, разрезая один магнитный линия силы в секунду. Но люди привыкли к электродвижущей силе. работа с производилась батареями, которые составляли миллионы единиц cgs.Чтобы удовлетворить потребность в блоке, достаточно большом для практического использования, было определено напряжение на Первой Международной конференции электриков (Париж, 1881 г.) как 10⁸ гс э.м.д.

Однако определение напряжения с помощью уравнений Неймана было далеко за пределами возможности большинства лабораторий. Они получили свое стандартное напряжение от специальные батарейки (собственно говоря, ячеечные). Ячейки могут быть изготовлены из различных материалов. способами, из разных материалов, и каждый тип имеет свое характерное напряжение. А новый угольно-цинковый аккумулятор для фонарика, например, производит 1.5 вольт неважно какой это размер. В отличие от батареек для фонарей, некоторые типы ячеек способны поддерживать постоянное напряжение в течение многих лет. Никакая энергия не поступает из такого «стандарта». клетки »; они просто источник напряжения.

Четвертый Конгресс (Чикаго, 1893 г.) удовлетворил потребность для вольт, определяемого стандартной ячейкой путем определения международного вольта (символ V _{внутренний} ). Ячейка Кларка (вид ячейки, в которой используются ртуть и цинк) при температуре 15 ° C по определению будет иметь e.м.ф. из 1.434 международные вольт. (См. Определения их международных версий в омах и амперах.) Значение 1,434 было выбрано, чтобы сделать международное напряжение равным 10⁸ cgs единиц э.д.с. в пределах экспериментальной погрешности дня.

Более поздняя работа лабораториями национальных стандартов с международным ом, вольт и ампер вскоре показали, что эти определения несовместимы с отношения ампер равны вольтам, разделенным на омы. Чтобы решить эту проблему, Международная конференция по электрическим устройствам и стандартам (Лондон, 1908 г.) отказалась от «воспроизводимого» определения международного вольта, взяв его вместо международного ампера и международного ома: 1 международный вольт — это разность потенциалов между концами проводника, имеющего сопротивление. 1 международного ома, когда постоянный ток через него составляет 1 международный ампер.

В 1948 году CGPM покинула международные подразделения в пользу абсолютных. В то время международный вольт был определено как 1.00034 вольт. (Если вы считаете, до сих пор мы использовали три разных определения напряжения, все из которых приводили к более или менее идентичные ценности в повседневной жизни, и до сих пор не достигли нынешней.)

Одно из соображений в реформах, которые привели к замене Система единиц cgs для научной работы возникла необходимость иметь электромагнитный базовый блок.Для этой роли рассматривался ом, но в итоге был выбран, что привело к системе метр-килограмм-секунда-ампер, и впоследствии СИ. Если в качестве базового блока используется ампер, то вольт был определен как ампер и мощность, в данном случае ватты, которые приводит к сегодняшнему определению, данному выше. Посмотреть историю ампер.

Технический прогресс привел к появлению новых, гораздо более точных возможностей для лабораторий эталоны на вольт. В 1988 г. по рекомендации Консультативного комитета по электрическим агрегатам, CIPM принял в качестве условное значение «483597.7 ГГц / В для постоянной Джозефсона, K₁, то есть для отношения частоты к потенциалу разность, соответствующая шагу n = 1 в эффекте Джозефсона ». (CIPM Рекомендация 1, CI-1988)

Установленное таким образом значение вольта должно было использоваться всеми лаборатории после 1 января 1990 г., независимо от использовали ли они именно этот тип стандарта. В 1990 году сравнение эталонов напряжения в различных национальных лабораториях показало, что используется напряжение 5 вольт: в США и Тайване на 9 частей на миллион меньше; Французский 6.На 5 частей на миллион меньше; СССР на 3,3 промилле меньше; в других странах на 7,8 частей на миллион меньше.

CIPM изо всех сил старался указать, что Рекомендация 1 не является переопределение вольт. Строго говоря, это правда, но это, безусловно, увеличено количество десятичных знаков, до которых можно было измерить напряжение.

источник

1

Следующий вывод доктора Эссельбаха также имеет большое практическое значение. Он указывает, что электромагнитная единица электродвижущей силы, также умноженная на 10¹⁰, очень мало отличается от таковой в обычной ячейке Даниэля, и что, без сомнения, при надлежащем уходе такая ячейка может быть сконструирована так, чтобы образовать практическую единицу. электродвижущей силы.Это предложение одобрено Комитетом.

Первый отчет Комитета — Кембридж, 3 октября 1862 г.
Флиминг Дженкин, редактор.
Отчеты Комитета по электрическим стандартам Назначен Британской ассоциацией развития науки.
Лондон: E&F N. Spon, 1873.
Page 9

2

В пользу единиц Вебера высказано —
1-й. Что их использование обеспечит принятие полной системы соответствующих стандартов
для электрические токи, количества и напряжение или разность потенциалов.
2-й. Их использование необходимо для динамического решения любой проблемы. подключен к электричеству; например, при определении выделяемого тепла, приложенная сила, проделанная работа и требуемое или произведенное химическое воздействие при любых обстоятельствах.
3-й. Что их использование было бы простым расширение системы уже
, повсеместно принятое в магнитных измерениях.
4-й. Что агрегат не зависит от физических свойств какого-либо материала.

Против системы настаивают, что единица не может быть определена с достаточной точностью, и что даже ее приблизительное воспроизведение, где копии невозможно получить, сложно и дорого.
Стр. 33, 1-й отчет

Комитет, после зрелого рассмотрения, пришел к мнению, что система так называемых абсолютных электрических единиц, основанная на чисто механических измерениях, является не только лучшей системой из всех предложенных, но и единственной, соответствующей нашим нынешним знаниям. отношения, существующие между различными электрическими явлениями, и связи между ними и фундаментальными измерениями времени, пространства и массы. Единственное колебание, которое испытывал Комитет, было вызвано сомнениями относительно степени точности, с которой эта замечательная система могла быть или была использована на практике.
Стр. 40, 2-й отчет

Copyright © 2000-2012 Sizes, Inc. Все права защищены.
Последняя редакция: 29 марта 2012 г.

единиц электрического поля и напряжения

Агрегаты для электрический потенциал и поля

Электрические силы измеряются в Ньютонах ( N ), электрические потенциальные энергии выражены в Джоулях ( Дж ), а электрический заряд равен измеряется в кулонах ( C ).Поскольку электрические поля и потенциалы получаются делением силы и потенциала энергии зарядом, они измеряются в единицах N / C и J / C соответственно. Но «Джоуль на кулон »( J / C ) также известен как вольт ( V ), а электрический потенциал, таким образом, часто называют напряжением . Следовательно, электрическое поле также может быть выражено в вольтах на метр, поскольку В / м = Н / З .

Пары эквивалентных единиц

Удобная единица потенциальная энергия для описания микроскопической физики, например Энергия электрона в атоме составляет электрон-вольт ( эВ, ).Один электрон вольт — это изменение потенциальной энергии, вызванное движением одного электрона. стоимость заряда, e , через разность электрических потенциалов один вольт. Следовательно, один электрон-вольт равен 1,602E-19 Дж . Связанные единицы: кэВ, МэВ, ГэВ, и ТэВ, , которые представляют 10 ³ , 10 ⁶ , 10 ⁹ , и 10 ¹² эВ . Эти единицы будут использоваться в Ядерная физика и физика элементарных частиц позже в семестре.

Примеры Электрические поля индекс