Spänning - viktigt begrepp för elektroteknik

Elektricitet - den mest använda formen av energi person. Utan överdrift kan man säga att definitionen av elektrisk ström som elektronerna beställda rörelse är välkänt även från skolan fysik lärobok. Men här är det som är spänningen av strömmen och hur det tillhandahålls "ordnad rörelse" svarar inte alla. Minns att elektronen, den elementära elektriska laddningen gör sig genom ledaren rör sig. Å andra sidan är endast rörelsen av laddningar längs kedjan åtföljas genom att utföra nyttigt arbete i form av energiomvandling från en form till en annan. Det är genom dessa transformationer av den elektriska strömmen i vissa fall lyser glödlampa glödtråd, och i andra - roterar rotormotorn. I det första fallet har vi omvandlingen av elektrisk energi till värme, och i den andra - den magnetiska. Energi går åt laddningar i rörelse på grund av källan, som uppbär den elektriska strömmen i kretsen. Som strömmar genom ledaren, transporterar nuvarande energi EMF källan till konsumenten - filamentlindningarna i motorn, etc.

Om vi definierar som det nuvarande antalet laddningar som flödar genom en ledare, kan man säga att det pågående arbetet är beroende av storleken av dessa avgifter åt gången. Och vad som bestämmer den elektriska strömmen i kretsen? Betrakta en modell av strömflödet på exemplet med en vattenstråle som utkommer från öppningen i botten av cylindern fylld till toppen. Föreställ dig att i vår modell en cylinder - en ledare, och vattnet - det är ett stort antal droppar av elektroner. Så är det klart att fly per tidsenhet mängden vatten beror på två parametrar - trycket av vattenpelaren som är i elektriska kretsar, som kallas spänning, mynningsdiameter och - en analog elektrisk resistans. Höjden av vattenpelaren i modellen definierar den övre potentialen hos kraftkällan, laddar droppliknande ström av elektroner som färdas från den övre till det undre skiktet. Den potentiella energin hos vattenmassan, d.v.s. förmågan att utföra vissa nyttigt arbete på de övre och lägre nivåer är olika. På grund av potentialskillnaden mellan vattnet kan strömma från hålet och till transformering av potentiell energi av vattenpelaren till kinetisk energi vattenstråle. Om höjden av vattenpelaren för att öka, potentialskillnaden, eller spänning, ökar, och ström, eller mer exakt, är den massa som strömmar per tidsenhet vatten ökar också. Sålunda visar den föreslagna modellen direkt proportionell mot strömstyrkan hos spänningen.

I teorin är denna uteffekt skrivas enligt följande: I = f (U) * K, där jag - aktuell, U - spänning och K - individuell egenskap hos en elektrisk krets för att leda strömsvaret - konduktiviteten. Den teknik som vanligen användes reciproka värdet av ledningsförmågan för R = 1 / K, och den kallas "beständighet". Resistans behandlas vanligtvis som ett användbart kretsbelastning. I vår modell, tjänar detta "motstånd" hålarea att tömma vattnet: den större den är, desto större är dess permeabilitet, eller, i språket av elektrisk ledningsförmåga, och därmed motståndet vattenflödet minskar.

Modellen är tydligt ses som en potentiell energi av laddnings-droppflöde omvandlas till kinetisk energi av det strömmande flödet. Det lägre motståndet (eller hög konduktivitet), desto större mekaniskt arbete som utförs på kroppen av vatten. Med andra ord, olika typer av nyttolaster - ett DC-omvandlare, såsom filamentet omvandlar elektrisk energi till värme och ljus, omvandlar reläspolen den elektriska energin till en magnetisk, etc.

Återvänder till elektriska kretsar, kan vi dra slutsatsen att den nuvarande styrkan av strömmen I och spänningen U är elektriska parametrar som bestämmer det aktuella jobbet A (A = U * I).

När denna ström bestämmes genom mängden av den överförda laddningen, och spänningen är anledningen som orsakar elektronerna "ordnad" för att flytta från en större till en mindre kapacitet. Om spänningen är frånvarande, inte ingen mängd av fria elektroner i ett ämne som inte leder till förflyttning av laddningar. Detta innebär att avsaknaden av spännings inte leder till överföring av energi.

Bra demonstration av resultaten är vattenkraft: de bygger med hjälp av en skillnad stor nivå (potentiell) vatten. Här massan av fallande vatten liknar den nuvarande, och skillnaden mellan den övre och nedre poolen nivå spelar rollen av en potentialskillnad.