Що таке електрична напруга
З поняттям «електрична напруга» всім нам доводиться стикатися практично щодня, адже область його використання не обмежується одними лише електроприладами. Це і грозові розряди під час дощу, і іскри на пластмасовій гребінці та одязі з синтетичних тканин та ін.
Сухий академічний мова дає наступне визначення даного явища: електрична напруга - це фізична величина, яка вказує на величину яку здійснюють зарядом в 1 Кл (Кулон) роботи. Кулон, в свою чергу, вказує на величину заряду, пропущену по проводящему матеріалу за 1 секунду при силі струму в 1 А.
Також допустимо інше визначення, згідно з яким електрична напруга являє собою відношення роботи, що виконується електричним полем з переміщення тестового (пробного) заряду між двома точками, до чисельним значенням даного заряду. При цьому прийнято вважати, що перенесення заряду не впливає на різницю потенціалів (не змінює напруги), а траєкторія руху може бути проігнорована. У вигляді формули дане визначення записується таким чином:
U = A / q,
де U - напруга, A - робота, q - заряд.
Щоб запам'ятати, в чому вимірюється електрична напруга, немає необхідності в заучуванні, адже підказка завжди під рукою, так як на всіх джерелах струму вказується значення напруги і його розмірність: досить поглянути на будь-яку батарейку. Одиниця виміру - Вольт (В, V).
Поняття «електрична напруга» для ланцюгів постійного і змінного струму різняться. В змінному струмі, характеризующемся періодичним проходженням синусоїди через нульову позначку, для розрахунків використовується не миттєве, а діюче значення. Це можливо завдяки тому, що його робота при активній лінійному навантаженні чисельно відповідає постійній напрузі.
Той, кому довелося стикатися з трифазними електродвигунами, напевно звернув увагу на дивну запис в паспортних характеристиках. Там через знак дробу вказується два напруги, наприклад, 220/380 В. Ніякої помилки немає, дійсно, обладнання здатне працювати на двох різних діючих значеннях. Звідки ж в мережі 380 В може взятися 220? Виявляється, напруга може бути як фазним, так і лінійним, залежно від способу вимірювання. Фазна визначають, вимірюючи значення між кожною фазою і нульовим проводом, а лінійне - між фазними провідниками. Поєднавши ланцюг навантаження в трикутник, можна отримати рівність лінійного і фазного напружень, а для схеми «зірка» фазное в 1,73 рази менше лінійного.
Для вимірювання напруги використовується спеціальний прилад - вольтметр. Головна його особливість - це необхідність підключення токоснімающіх щупів паралельно навантаженні. Висока внутрішній опір не вносить шунтуючих спотворень. Саме тому, наприклад, в побутовому застосуванні можливе пряме підключення до розетки (на відміну від амперметра, включається в розрив ланцюга).
Але залишимо триповерхові формули академікам і розберемося, що ж таке «напруга електричного струму», говорячи простою людською мовою. Отже, це різниця зарядів (потенціалів) між двома довільними точками провідника або електричного поля. Джерело, що викликає рух електронів по провіднику (генератор, батарея), створює на одному його кінці їх надлишок, а на іншому - недолік. Відповідно, значення зарядів також відрізняється. Досить з'єднати ці точки будь провідним середовищем, і виникне електричний струм - рух заряджених частинок, що прагне нівелювати зазначене розходження. Іншими словами, природа струму увазі прагнення атомів до стійкого стану, порушеному магнітними полями генератора. Напруга може існувати і без струму, якщо опір між точками велике. Це пояснює той факт, що звичні батарейки не "б'ються струмом».