Что такое напряжение тока простыми словами

Что такое электрическое напряжение простыми словами

На уроках по физике затрагивается большое количество тем, но одни из самых трудных выпадают на 8–9 класс. Старшеклассникам зачастую тяжело понять их, а разобраться нужно, так как без этого невозможно дальше изучать предмет. Поэтому сегодня мы разберем, что называют напряжением, чем оно измеряется, как обозначается и как вычисляется.

Основатель учения об электротоке

Что называют напряжением

На схемах и в формулах напряжение обозначается буквой U. Измеряется оно вольтами. Сокращенное обозначение этой единицы — В. Единица измерения напряжения получила свое название в честь Алессандро Вольта. Именно этот ученый смог создать первый в мире источник постоянного тока.

Напряжение электрического тока — это физическая величина, равная отношению работы электрического поля, затраченной на перемещение заряда, к величине этого заряда. Поскольку в отправной точке траектории движущегося электрона и в конечной присутствуют разные потенциалы энергии, то работа по перемещению зарядов совпадает с разностью этих потенциалов. Поэтому термины напряжение и разность потенциалов могут быть взаимозаменяемыми.

Это утверждение справедливо, если на участке электроцепи отсутствуют сторонние силы. В общем случае напряжение отличается от разницы потенциалов на величину, соответствующую работе сторонних сил, которую они совершили при перемещении единичного заряда. Такая работа называется электродвижущей силой (ЭДС). Она обозначается буквой Е и измеряется так же, как и электрическое напряжение, то есть, единица измерения ЭДС — это вольт.

Что такое напряжение

Объясняя, что такое напряжение простыми словами для чайников можно сказать, что оно характеризует ту причину, по которой возникает ток. Напряжение появляется, когда все положительные заряды оказываются на одной стороне, а отрицательные — на другой. Ток начинает течь, когда эти две стороны соединяют проводником.

Как появляется

Чтобы показать, каким образом появляется напряжение, школьникам на уроках физики принято демонстрировать эксперимент с электрофорной машинкой (второе ее название — динамо-машина). Она состоит из двух колес, которые вращаются в разные стороны, создавая электрический заряд.

Когда диск крутится, можно заметить искру. Это и есть электрический ток, который появляется из-за разного количества ионов на шариках. В итоге образуется разность потенциалов. Отрицательные заряды пытаются переместиться туда, где их мало. При этом они ударяются о соседние заряженные частицы. Возникает эффект домино, а импульс передается дальше по цепочке. В результате появляется электрический ток.

Электрофорная машина

Следовательно, чтобы в электроцепи появилось напряжение, необходимо к ней подключить устройство, способное генерировать электрическую энергию из других видов энергии. Это могут быть:

• Генераторы. Они способны вырабатывать электричество за счет сжигания топлива разного вида, а также за счет энергии воды и ветра.
• Аккумуляторы. В них электрическая энергия появляется в результате химических реакций.
• Солнечные батареи.

Виды напряжения

Существует 2 вида напряжения. Первое — постоянное. Оно возникает в цепях постоянного тока. Второе — переменное. Появляется в цепях, в которых протекает синусоидальный либо переменный ток. В этом случае выделяют линейное и фазное напряжение. Линейное — это то, которое проходит между фазными проводами, а фазное — между фазным проводом и землей либо нейтралью. В РФ нормальная величина первого 380 В, а второго — 210–230 В.

Виды напряжения

Как определить

Есть официальная формула напряжения, которая выглядит так:

Формула напряжения

Но следует сказать, что в электротехнике она применения не имеет. Чтобы на практике рассчитать напряжение на участке цепи, используют формулу, выведенную через закон Ома:

Определение напряжения из закона Ома

Напряжение можно выразить еще и через мощность:

Вычисление через мощность

Величина напряжения зависит от способа соединения элементов электроцепи. Они могут соединяться друг с другом последовательно или параллельно. При последовательном соединении все элементы ставят в ряд.

Последовательное соединение

В этом случае напряжение можно найти по такой формуле:

Вычисление при последовательном соединении

При параллельном соединении все компоненты ставятся напротив друг друга.

Параллельное соединение

Тогда напряжение вычисляем следующим образом:

Формула для параллельного соединения

Из этого следует, что напряжение в резисторах и в источнике одинаково.

Как измеряется

Для измерения напряжения используется вольтметр. Его принцип работы заключается в том, что ток, который появляется при подключении к источнику питания, вертит стрелку прибора. То, насколько сильно стрелка будет перемещаться, зависит от величины напряжения. Если она не двигается, значит, оно отсутствует.

Обозначение на схемах

Источники напряжения обозначаются на схемах одним из знаков, изображенных на рисунке ниже.

Обозначение источников на схемах

Источник всегда обладает двумя полюсами, которые обозначаются плюсом и минусом. Направление напряжения показывает стрелка, возле которой размещаются буквы U_Q. Оно идет от положительного полюса к отрицательному.

Комбинацией букв U_R указывается напряжение на резисторе (элементе эл. цепи). Направление стрелки возле резистора указывает на техническое направление тока, то есть, на движение положительно заряженных частиц. Напряжение холостого тока получают на выходе источника, к которому не подключен ни один прибор.

Что есть напряжение простыми словами.

Электрический ток сравним с водопроводом . Сила тока — толщина трубы, а напряжение — сила напора . Произведение этих величин — есть мощность .

напряжение — это характеристика поля её двумя словами не объяснишь, если тебя интересует с точки зрения воздействия то это вектор указывающий электрозаряженным частицам направление движения, если с точки зрения материального объекта то электромагнитное поле — это фотоны, но они не находятся на одном месте, с помощью них происходит взаимодействие.

Напряжение это разность потенциалов двух проводников, который обусловлен избытком электронов в одном проводнике, относительно другого.

Если говорить об электрическом токе, то это-упорядоченное движение заряженных частиц.
Источник: Учебник Физики 9 класс

Если не мудрить, можно двумя словами. Напряжение- это Сила+ мощность, определенного тока. И все объяснения на всех страничках- это белиберда!

Напряжение — это какую работу совершает элек. поле перемещяя заряд с одной точки до другой. Пример: если повышать напряжение то допустим электродвигатель быстрее крутить будет.

Что такое ток и напряжение простыми словами

Электрическое напряжение: объяснение простыми словами

Электрическим напряжением обозначается физическая величина, равная разности потенциалов между двумя точками электрического поля при перемещении единичного заряда. Для простых пользователь такое обозначение не всегда понятно. Поэтому в этой статье мы попытаемся простым, доступным языком рассказать, что собой представляет электрическое напряжение, как оно измеряется и для чего это нужно.

Что такое разность потенциалов?

Для начала проанализируем рисунок:

В первой бутылке вода находится на уровне 300 мм, а во второй – на отметке 150 мм. Разница между уровнями воды в обоих емкостях составляет 150 мм. Если рассматривать это с точки зрения науки об электричестве, это и есть разность потенциалов.

Однако, что будет, если соединить обе бутылки шлангом, а внутрь поместить обычный пластиковый шарик?

Из школьного урока физики о принципе соединяющихся сосудах знаем, что из бутылки, где уровень воды больше, жидкость постепенно перетечет в бутылку с более низким уровнем. Под воздействием потока воды шарик внутри соединяющего шланга будет перемещаться. Процесс перетекания завершится после того, как в обоих бутылках уровень жидкости уравновесится, станет одинаковым.

Иными словами, в ситуации, когда в соединенных между собой емкостях уровень жидкости станет одинаковым, результатом разности потенциалов станет ноль. Шарик останется на месте за счет электродвижущей силы, которая, по итогам эксперимента, равна нулю.

Что такое электродвижущая сила?

Аналогично напряжению, единицей измерения электродвижущей силы (ЭДС) является Вольт.

Для проведения следующего эксперимента понадобится вольтметр (прибор, измеряющий вольты) и обычная батарейка.

При исходном замере прибор покажет 1.5 В (Вольта). Однако это не является напряжением – значение указывает на величину электродвижущей силы.

На следующем этапе эксперимента к батарейке подключаются две лампочки. А напряжение измеряется в разных участках электроцепи.

Внимание следует уделить следующим показателям: напряжение для одной лампочки составляет 1 Вольт, для другой же это значение 0.3 Вольта.

Напряжение в используемых нами осветительных устройствах напрямую зависит от их мощности, измеряемой в Ваттах.

Мощность=Напряжение*ток (Р=U*I)

Из этого следует, что чем больше будет значение мощности лампы, тем большее напряжение будет на ней.

Однако, как же получается: если мощность батарейки 1.5 Вольта, к которой подключены лампочки, разделена на 1 Вольт и 0.3 Вольта, куда направились еще 0.2 Вольта? Дело в том, что каждая батарейка наделена своим внутренним сопротивлением, поэтому недостающие 0.2 Вольта были направлены именно сюда.

Резюме

Электродвижущей силой определена физическая величина, характеризующая в источниках тока работу сторонних силовых ресурсов. Посредством электродвижущей силы мы можем определять, как переносится заряд от источника тока по всей электрической цепи. Напряжение показывает этот процесс лишь на отдельном участке этой цепи. Если проще: напряжение – это внешнее силовое воздействие, способствующее перемещению шарика в шланге, соединяющим сосуды из выше приведенного примера. В электричестве напряжение обозначено силой, которая обеспечивает перемещение электронов между атомами.

Рассмотрим еще один пример

Представьте, что вам по силам будет поднять камень, вес которого составляет 40 кг. Это означает, что вы обладаете подъемной силой, равной 40 кг – в электричестве это обозначается как электродвижущая сила. Вы следуете и на своем пути вам попадается камень весом 20 кг. Вы его также берете и переносите на расстояние 10 метров. Для осуществления этого действия вам понадобилось определенное количество энергии, что в электричестве представляется как напряжение. Далее вам попадается камень весом в 30 кг. Следовательно, для его переноса из одного места в другое вам понадобится больше энергии, чем для камня, масса которого не превышала 20 кг. Однако подъемная сила (в электричестве ЭДС), независимо от веса переносимого вами камня, остается всегда одинаковой. При этом, вес камня определяет количество энергии, которая тратится на проведение этого действия (в электричестве это обозначено напряжением). Таким образом, на каждом отрезке вашего пути вы будете испытывать разное напряжение в зависимости от веса камня, который вы намерены перенести.

Ток зависит от напряжения

Исходя из приведенной формулы следует: ток является прямо пропорциональным напряжению и обратно пропорциональным сопротивлению. Иными словами, чем больше величина электрического тока, тем больше напряжение, и наоборот.

Что такое напряжение простыми словами

Что такое электрическое напряжение – это разность потенциалов между двумя точками электрического поля; это физическая величина, значение которой равно работе электрического поля по перемещению единичного заряда между двумя точками. Всем всё понятно? Думаю нет.

Сейчас я попытаюсь максимально легко рассказать, что такое электрическое напряжение. Надеюсь у меня получится! Итак, поехали…

Обратите внимание на рисунок

В одной бутылке уровень воды составляет 300 мм, в другой 150мм, разница воды в бутылках получается 150мм. В электричестве это называется разностью потенциалов, т.е разность потенциалов в наших бутылках равна 150 мм.

Разность потенциалов

А теперь давайте соединим эти бутылки между собой шлангом и поместим в шланг шарик, что будет?

Вода начнёт перетекать из бутылки, в которой уровень воды больше, в другую бутылку. И соответственно поток воды будет перемещать наш шарик по шлангу. Процесс перетекания воды прекратится тогда, когда уровень в бутылках станет одинаковым (принцип сообщающихся сосудов).

Когда уровень воды в бутылках стал одинаковым, разность потенциалов стала равна нулю, т.е. электродвижущая сила (ЭДС) равна нулю и наш шарик остаётся на месте.

Что такое ЭДС

Что такое ЭДС, думаете Вы? Сейчас расскажу!

Электродвижущая сила (ЭДС) тоже измеряется в Вольтах, как и напряжение.

Давайте возьмём прибор, который измеряет вольты (вольтметр), батарейку и произведём замер.

Прибор показывает 1,5 Вольта и это не напряжение, а электродвижущая сила (ЭДС).

А теперь подключим к батарейке лампочки.

Измерение напряжения на различных участках электрической цепи.

Заметили, что на одной лампочке напряжение (не ЭДС) составляет 1 Вольт, а на другой 0,3 вольта

Напряжение на лампочках зависит от их мощности.Мощность измеряется в Ваттах.

Мощность= Напряжение * ток (P=U*I)

Чем больше мощность лампочки, тем больше будет на ней напряжение.

Если батарейка у нас 1,5 вольта= 1 Вольт +0,3 Вольта= 1,3 Вольта, куда делись 0,2 Вольта? У батарейки есть тоже своё внутреннее сопротивление, вот туда они и ушли.

Подводим ИТОГИ:

Что такое электродвижущая сила (ЭДС)- это физическая величина, которая характеризует работу сторонних сил в источниках тока (батарейки, генераторы и т.д). ЭДС показывает нам работу источника тока по переносу заряду через всю цепь.

А напряжение показывает нам работу по переносу заряда на участке цепи.

Что такое напряжение простыми словами – это внешняя сила, которая перемещает наш с вами шарик в показанном примере выше.

А в электричестве – это сила, которая перемещает электроны от одного атома к другому.

Приведу ещё один пример, что такое электрическое напряжение :

Представьте, что вы можете поднять камень весом 50 кг, т.е Ваша подъёмная сила равна 50 кг (в электричестве это электродвижущая сила). Идетё вы и на пути у вас лежит камень массой 20 кг, вы берёте его и несёте 10 метров. Вы затратили определённую энергию по переносу этого камня (в электричестве это – напряжение). Следующий камень уже весит 40 кг и чтобы его перенести из одной точки в другую вы затратите больше энергии, чем затратили по переносу камня весом 20 кг. Подъёмная сила (в электричестве-это ЭДС) у Вас всегда одна, но в зависимости от веса камня вы всегда тратите разное количество энергии (в электричестве – это напряжение). Т.е. на каждом отрезке пути у Вас разное напряжение.

Надеюсь вы поняли, что такое электрическое напряжение!

Зависимость тока от напряжения

Давайте вспомним закон Ома

Все помнят, что такое ток, если нет, то прочтите вот эту статью http://svoedelo.net/chto-takoe-tok-prostymi-slovami.html

По формуле видно, что ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Т.е. чем больше ток, тем больше и напряжение и наоборот.

Как померить напряжение мультиметром

В этом видео я рассказываю как померить напряжение мультиметром в розетке.