Spenning, motstand, strøm og effekt er de viktigste elektriske mengdene

I elektroteknikk er det ingen mening å bare si “strøm”. Her er det alltid nødvendig å spesifisere nøyaktig hva som diskuteres. Vi kan bety den elektriske ladningen til kondensatoren, spenningen i kontakten, strømmen som strømmer gjennom ledningene, eller for eksempel kraften som den elektriske måleren i leiligheten vår sår om en måned.

I alle fall er det ikke en mengde som strøm, det er mengden "mengde strøm", riktig kalt den elektriske ladningen, som måles i anheng. Dette er en elektrisk ladning - den beveger seg langs ledningene, akkumuleres på platene til kondensatoren, er periodisk til stede på terminalene (minimum - på fasetråden) til uttaket, beveger seg i form av strøm når det elektriske nettverket utfører arbeid. De viktigste elektriske mengdene er på en måte relatert til ladningen. Vi vil snakke om disse verdiene i dag.

spenning

Spenningen U måles mellom to punkter på kretsen. For at en stabil vekslende eller konstant spenning skal begynne å være til stede i en lukket krets, er det nødvendig med en strømkilde som kan sikre at denne spenningen opprettholdes i endene av kretsen. Denne kilden vil tjene som en kilde til EMF - elektromotorisk kraft, som i likhet med spenning måles i volt.

Hvis en slik kilde er koblet til en lukket krets, vil for det første være spenning mellom klemmene på kilden, det vil si ved endene av kretsen, og for det andre ved endene av alle seksjoner av denne kretsen, hvis den er betinget inndelt i deler.

I hvert øyeblikk kan den elektriske spenningen som virker på en spesiell del av kretsen ha en annen verdi enn ved forrige øyeblikk, hvis kretsen drives av en variabel emf-kilde, eller den samme verdien hvis den er en konstant emk-kilde, og kretsen, henholdsvis, er en likestrømkrets.

Spenningen i endene av DC-kretsen er lik høydeforskjellen på siden av et fjell, og ladningen under disse forholdene er som vann hevet til en høyde, bare med hensyn til det elektriske feltet kalles denne forskjellen forskjellen på (elektriske) potensialer, siden det ikke er snakk om et gravitasjonsfelt.

Potensialforskjellen mellom to punkter er 1 volt. Hvis du vil flytte en ladning på 1 anheng fra et punkt til et annet, må du jobbe med det i mengden 1 joule. En volt er også lik den elektriske spenningen som forårsaker en jevn strøm på 1 ampere i den elektriske kretsen med en effekt på 1 watt, men mer om det senere.

strøm

Når en elektrisk spenning er til stede i endene av en seksjon av en krets (leder), det vil si når det er forskjell i elektriske potensialer, betyr dette at et elektrisk felt virker i lederen (langs lengden på den aktuelle seksjonen). Et elektrisk felt virker kraftig på ladede partikler.

I metaller, for eksempel, er frie elektroner bærere med en negativ ladning, og kan komme i translasjonsbevegelse hvis de plutselig befinner seg i et eksternt elektrisk felt, hvis kilde i dette tilfellet er emk-kilden. Når elektroner kommer i bevegelse under påvirkning av et elektrisk felt, blir de en bevegelig ladning, det vil si en elektrisk strøm I.

Ladningsmengden måles i coulombs, og strømmen kjennetegner hastigheten på ladningsbevegelsen gjennom lederens tverrsnitt (per tidsenhet). Når en elektrisk ladning av ett anheng passerer gjennom tverrsnittet til en leder på ett sekund, er strømmen i lederen 1 ampere. I analogi med vann - jo mer vann passerer gjennom rørseksjonen per sekund - desto større er strømmen.

motstand

Under påvirkning av elektrisk spenning beveger ladningen seg gjennom lederens tverrsnitt og danner en strøm, men den beveger seg ikke uhindret. Siden vi begynte å vurdere en metallleder, vil vi fortsette med den.

Elektroner i en leder som beveger seg under påvirkning av et elektrisk felt, støter på hindringer inne i lederen - atomer i krystallgitteret, så vel som mot hverandre, på grunn av den kaotiske komponenten (termisk) i bevegelsen av elektroner og atomvibrasjoner.

Disse hindringene gir en slags motstand, bremse elektronene, redusere strømmen sammenlignet med hvor mye den kunne utvikle seg hvis disse hindringene ikke var det. Men denne typen motstand R i virkelige ledere (kretsløp) er alltid der.

Denne verdien kalles elektrisk motstand i elektroteknikk. Elektrisk motstand måles i ohm. En Ohm er lik den elektriske motstanden til en del av den elektriske kretsen, mellom endene som en likestrøm på 1 ampere strømmer med en spenning på 1 volt ved endene.

Jo større motstand som kjennetegner en gitt leder, jo mindre vil strømmen være på samme spenning i endene av denne lederen. Denne avhengigheten kalles Ohms lov for en del av en elektrisk krets: størrelsen på strømmen i en seksjon av en krets er direkte proporsjonal med spenningen i endene av denne seksjonen og omvendt proporsjonal med den elektriske motstanden til en gitt del av kretsen.

makt

Når vi snakker om den elektriske kretsen, spenning, motstand og strøm, kan man ikke avslutte temaet med grunnleggende elektriske mengder med en historie om den elektriske kraften P. Når en strøm etableres og fortsetter å strømme i kretsen under påvirkning av spenning, gjør emf-kilden arbeidet A på kretsen.

Faktisk utføres arbeid av et elektrisk felt på en elektrisk ladning som beveger seg i dette feltet. Mengden perfekt arbeid avhenger av potensialforskjellen som ladningen har overvunnet og av størrelsen på denne ladningen. Jo raskere arbeidet ble utført, jo høyere er kraften i prosessen.

Når det gjelder strøm, snakker vi vanligvis om kraften fra kilden som utførte arbeidet, så vel som strømmen til forbrukeren (krets). Den elektriske kraften som brukes på nyttig arbeid måles i watt. For enhver type energi, ikke bare elektrisk, er 1 watt definert som kraften som 1 joule arbeid blir utført på 1 sekund av tiden.