Co je напряжение v elektronice a elektrotechnice? Jak to lze interpretovat? O tom všem si povíme v našem článku.
Napětí z hydraulického hlediska
Všichni jste viděli a dokážete si představit, jak vodárenská věž nebo jen vodárenská věž vypadá. Zhruba řečeno je to velká, vysoká „sklenice“ naplněná vodou.
Představme si tedy, že věž je až po vrchol naplněna vodou. Ukazuje se, že v tuto chvíli je ve spodní části věže tlak!
Co kdybyste vypustili alespoň polovinu vody z věže? Tlak ve spodní části věže se sníží na polovinu. Nalijme jeden kýbl vody do prázdné věže! Tlak na dno věže bude zanedbatelný.
Můj osobní výběr DIY pájecích sad z Aliexpress pro pájení od jednoduchých za 153 až 2500 rublů. Dceři je 5 let – potřebuje si zvyknout na páječku))) – ať se na to zatím alespoň podívá – běžte se podívat, jedna LED kostka stojí hodně
Představte si tuto situaci. Máme nosič vody a hadici jsme ucpali zátkou.
Voda se zdá být připravena k tečení, ale není kam utéct! Zátka pevně ucpe hadici. Ale samotná zátka je nyní pod tlakem vytvářeným čerpací stanicí. Na čem závisí tlak na zátku? Myslím, že je jasné, že záleží na výkonu čerpadla. Pokud je výkon čerpadla vysoký, zátka vyletí rychlostí kulky nebo tlak protrhne hadici, pokud zátka sedí těsně v hadici. V tomto případě je tlak vytvářen pomocí čerpadla. To znamená, že můžeme říci, že se jedná o model vodárenské věže ve vodorovné poloze.
Totéž lze říci o vodárenské věži. Zde je tlak na dno vytvářen gravitační silou. Jak jsem již řekl, tlak ve spodní části věže závisí na tom, kolik vody je v tuto chvíli ve věži. Pokud je věž naplněna vodou, pak tlak na dně věže bude vysoký a naopak.
Nyní si představte tlak na dně oceánu, zejména v Mariánském příkopu! Co lze říci o tlaku v těchto dvou případech? Zdá se, že tam je, ale molekuly vody stojí a nikam se neposouvají. Vzpomeňte si na tento okamžik. Je tam tlak, ale není tam žádný pohyb.
elektrické napětí
To spodní tlak a to je ono напряжение (podobně jako hydraulika). V tomto případě je spodní část věže nula, počáteční referenční úroveň. Za počáteční referenční úroveň v elektronice se považuje svorka baterie nebo akumulátoru se znaménkem mínus. Dalo by se dokonce říci, že hladina vody ve věži 12V autobaterie je vyšší než hladina vody 1,5V AA baterie.
Takže analogicky s elektronikou se tento tlak nazývá napětí. Například jste pravděpodobně slyšeli takový výraz více než jednou, jako „zdroj napájení může produkovat 0 až 30 voltů“. Nebo, v dětské řeči, vytvořte „elektrický tlak“ na svých svorkách (označených na fotografii) od 0 do 30 voltů. Nulová hladina, kde se měří elektrický tlak, je označena mínusem.
Elektrické napětí neznamená, že v elektrickém obvodu protéká elektrický proud. Aby se objevil elektrický proud, musí se elektrony pohybovat jedním směrem, ale v tuto chvíli hloupě stojí na místě. A protože nedochází k žádnému pohybu elektronů, nedochází k žádnému elektrickému proudu.
Z hlediska elektroniky je tlak na jednu sondu napájecího zdroje, ale ne na druhou. To znamená, že toto je půda, na které věž stojí, pokud nakreslíme analogii s hydraulikou. Snaží se proto, aby kladná sonda napájecího zdroje a vlastně všech zařízení byla červená, jako, pozor, je zde vysoký tlak! A negativní sonda je černá nebo modrá.
V elektronice se pro označení, která svorka má větší „elektrický tlak“ a která méně, pokládají dvě značky: plus a mínus, resp pozitivní a negativní. Na kladné straně je nadměrný „tlak“ a na záporné straně je nulový tlak.
Pokud tedy zavřete tyto dva terminály dohromady, elektrický proud poteče z plusu do mínusu, ale důrazně se nedoporučuje dělat to přímo, protože to již bude nazýváno zkratem.
Vzorec napětí
Ve fyzice existuje vzorec, i když nemá praktické využití. Oficiální vzorec je napsán takto.
A je práce vykonaná elektrickým polem k pohybu náboje podél části obvodu, Joule
U – napětí na části elektrického obvodu, Volty
V praxi je napětí v části obvodu odvozeno pomocí Ohmova zákona.
Aktuální napětí – co to znamená?
Tento termín lze v hovorové řeči slyšet velmi často. Proud je v tomto případě elektrický proud. Ukazuje se, že aktuální napětí je napětí elektrického proudu. Jde jen o to, jak to zkrátíme. Jak jsem řekl výše, proud může být střídavý nebo konstantní. Stejnosměrný proud a konstantní napětí jsou synonyma, stejně jako střídavý proud a střídavé napětí. Ukazuje se, že fráze „aktuální napětí“ nám říká, jaké je napětí mezi dvěma body nebo dráty v elektrickém obvodu.
Například na otázku „jaké je aktuální napětí v zásuvce“ můžete bezpečně odpovědět: střídavý proud 220 voltů a na otázku „jaké je aktuální napětí autobaterie“ můžete odpovědět „12 voltů DC .“ Takže se nebojte).
Stejnosměrné a střídavé napětí
Dochází k napětí trvalý и proměnné. V hovorové řeči můžete často slyšet „stejnosměrný proud“ a „střídavý proud“. Stejnosměrný proud a konstantní napětí jsou synonyma, stejně jako střídavý proud a střídavé napětí.
Ve výše uvedeném příkladu jsme se podívali na konstantní tlak. Tedy tlak vody na dně věže v čase neustále. Dokud je ve věži voda, vyvíjí tlak na dno věže. Zdá se, že vše je elementární a jednoduché. Ale jak se jmenuje napětí proměnné?
Každý se rád houpe na houpačce:
Nejprve letíte jedním směrem, poté dojde k brzdění a poté letíte zády zpět a celý proces se opakuje znovu. Střídavé napětí se chová úplně stejně. Nejprve tlačí „elektrický tlak“ v jednom směru, poté dojde k procesu brzdění, poté k stlačení v druhém směru, opět dojde k brzdění a celý proces se znovu opakuje jako na houpačce.
Těžko pochopit? Pak je zde další příklad ze slavné knihy „First Steps in Electronics“ od Shishkova. Vezmeme uzavřený systém potrubí s vodou a pístem. Náš píst je v pohybu. V důsledku toho se naše molekuly vody odchylují jedním směrem:
Elektrony se chovají stejně. Ve vaší domácí síti 220 V kolísají 50krát za sekundu. Tam a zpět, tam a zpět. Tento počet kmitů za sekundu se nazývá Hertz. V literatuře se jednoduše píše „Hz“. Pak se ukáže, že kolísání napětí v našich zásuvkách je 50 Hz a v Americe je to 60 Hz. To souvisí s rychlostí otáčení generátoru v elektrárnách. V hovorové řeči se konstantní napětí nazývá „konstanta“ a proměnné napětí se nazývá „permenka“.
Oscilogramy stejnosměrného a střídavého napětí
Podívejme se, jak vypadá střídavé a stejnosměrné napětí na obrazovce osciloskopu. Jak víte, osciloskop ukazuje změnu napětí v průběhu času. Pokud na sondu osciloskopu není přivedeno žádné napětí, pak na oscilogramu uvidíme jednoduchou přímku na nulové úrovni podél osy Y. Osa Y je hodnota napětí a osa X je čas.
Aplikujme konstantní napětí. Jak jste si možná všimli, průběh stejnosměrného napětí je také přímka rovnoběžná s časovou osou. To nám říká, že v průběhu času se hodnota konstantního napětí nemění, což nám oscilogram opět dokazuje.
A takto vypadá oscilogram střídavého napětí. Jak vidíte, napětí v průběhu času mění svou hodnotu. Někdy je větší než nula, někdy je menší než nula.
