Багато говорять про напругу в електричних колах, але що таке напруга електричного струму? Які його види та джерела?
Перевірте електрообладнання в оптовому магазині Onninen
Що таке напруга як величина в електриці?
Напруга — це один із термінів, який використовується у фізиці, а точніше в електриці, і позначається символом U. У фізиці він визначається як величина роботи, яка необхідна для перенесення одиничного заряду між двома полями в електричному полі.
В електриці цей термін перекладається як різниця електричних потенціалів між двома точками електричного кола.
Одиницею вимірювання напруги є вольт, позначений символом V. Напруга може мати різні джерела. Найчастіше його виробляють батареї, акумулятори та спеціальні генератори. Ці елементи відповідають за вироблення енергії, необхідної для переміщення зарядів у ланцюзі.
Поряд з напругою часто зустрічається термін струм. Обидва тісно пов'язані один з одним, обидва пов'язані з вимірюванням зарядів. Різниця полягає в тому, що напруга вимірює силу, яка змушує електрони протікати по ланцюгу, тоді як струм вимірює швидкість, з якою заряди протікають у колі. У той час як напруга відповідає за забезпечення ланцюга енергією, струм визначає силу струму, що протікає через кабелі та дроти .
Для вимірювання напруги та струму, що протікає, використовується спеціальне електричне обладнання , що дозволяє безпечно оцінити елементи схеми. В електроустановках і мережах дотримання безпеки має вирішальне значення, тому в категорію електротехніки входять не тільки вимірювальні прилади, а й монтажні елементи.
Основні види напруг: постійна, змінна та перемінна напруги
На практиці існує кілька варіантів електричних напруг. Це постійна, змінна і змінна напруга. Вони відрізняються за своїми властивостями, головним чином за тим, як змінюється значення напруги з часом, а також за їх застосуванням.
Постійний струм, позначений як DC, характеризується тим, що він підтримує постійний рівень напруги протягом тривалого часу. Електричний струм завжди тече в одному напрямку і не змінює своєї поляризації. Джерела напруги в цьому випадку включають, серед іншого: батареї або акумулятори, а також сонячні панелі або джерела постійного струму. Оскільки він забезпечує постійний рівень напруги, він широко використовується в електронних пристроях, автомобілях і системах світлодіодного освітлення.
Другий тип - це змінна напруга. У номенклатурі позначається як АС. Він відрізняється від попереднього варіанту тим, що його значення змінюється з часом. Однак це не змінює те, що струм постійно тече в одному напрямку. На практиці постійна напруга використовується досить рідко, в основному в спеціалізованих системах. Використовується, наприклад, в інверторах і системах випрямлення.
Інший варіант - змінна напруга. Як і змінні, він позначається символом AC. Від попередніх він відрізняється тим, що з часом змінюється не тільки його величина, а й напрям течії. Зміни напрямку відбуваються ритмічно по відношенню до зміни напруги. Цей тип напруги генерується, наприклад, генераторами змінного струму, електромережами або електростанціями. Широко використовується змінна напруга. Це дозволяє транспортувати енергію навіть на великі відстані. Використовується в електричних мережах для електропостачання будинків та інших об'єктів через монтажні кабелі .
Інші види електричних напруг у колах
Хоча найчастіше обговорюється постійна, змінна і змінна напруги, на практиці зустрічаються і інші види. Прикладом тут є пульсуюча напруга. Його характерна особливість полягає в тому, що він періодично змінюється, але його поляризація залишається постійною. Пульсуюча напруга є одним із варіантів змінної напруги. Значення може коливатися від 0 до максимального значення системи. Джерелом цього виду напруги є перетворювачі струму або системи випрямлячів.
Інший приклад - трифазна напруга. Це один із варіантів змінної напруги, який характеризується тим, що існує три синусоїдальних напруги, кожна з яких має однакову частоту, і кожна з них зрушена відносно одна одної на 120°. Цей особливий тип використовується, коли джерело живлення повинно живити великі машини або промислові пристрої, а також електромережі, в яких окремі елементи схеми відповідають за транспортування потужних навантажень.
Аналізуючи поточні значення напруги, можна виділити ще один вид - гармонічне напруга. Це збурення змінної напруги з частотою, кратною частоті базової мережі. Джерелами є електронні пристрої та електродвигуни. Гармонічні напруги негативно впливають на працездатність мереж і пристроїв, що в них працюють, викликають серйозні порушення в правильній роботі приймачів і електромереж.